Галактики Вселенной — сколько их, какие самые большие и красивые, дальние и близкие, структура и карта, скорость и типы: эллиптические и спиральные

Какова реальная структура Вселенной?

В течение долгого времени научные представления человечества о космосе строились вокруг планет солнечной системы, звезд и черных дыр, населяющих наш звездный дом — галактику Млечный Путь. Любые другие галактические объекты, обнаруженные в космосе с помощью телескопов, автоматически включались в структуру нашего галактического пространства. Следовательно, не было и мысли, что Млечный Путь — не единственное универсальное образование.

Эдвин Хаббл

Ограниченные технические навыки не позволили нам заглянуть за пределы Млечного Пути, где, по общему мнению, начинается пустота. Только в 1920 году американскому астрофизику Эдвину Хабблу удалось найти доказательства того, что Вселенная намного больше и вместе с нашей галактикой в ​​этом огромном и бесконечном мире есть другие большие и маленькие галактики. Истинной границы вселенной не существует. Некоторые объекты находятся довольно близко к нам, в нескольких миллионах световых лет от Земли. Другие же, наоборот, находятся в самом дальнем углу Вселенной, оставаясь скрытыми.

Прошло почти сто лет, а количество галактик сегодня уже исчисляется сотнями тысяч. В этом контексте наш Млечный Путь не кажется таким большим, если не совсем крошечным. Сегодня уже открыты галактики, размеры которых сложно даже математически проанализировать. Например, самая большая галактика во Вселенной IC 1101 имеет диаметр 6 миллионов световых лет и состоит из более чем 100 триллионов звезд. Это галактическое чудовище находится на расстоянии более миллиарда световых лет от нашей планеты.

Сравнение размеров

Структура такого большого образования, которым является Вселенная в глобальном масштабе, представлена ​​пустотой и межзвездными образованиями: волокнами. Последние, в свою очередь, делятся на сверхскопления, межгалактические скопления и галактические группы. Самым маленьким звеном в этом огромном механизме является галактика, представленная многочисленными звездными скоплениями: рукавами и газовыми туманностями. Предполагается, что Вселенная постоянно расширяется, заставляя галактики двигаться с невероятной скоростью в направлении от центра Вселенной к периферии.

Если представить себе наблюдение космоса из нашей собственной галактики Млечный Путь, которая предположительно находится в центре Вселенной, то крупномасштабная модель структуры Вселенной будет выглядеть примерно так.

Строение Вселенной

Темная материя — то есть вакуум, сверхскопления, скопления галактик и туманности — все это последствия Большого взрыва, который положил начало формированию Вселенной. В течение миллиарда лет происходит трансформация его структуры, меняется форма галактик, так как одни звезды исчезают, поглощаясь черными дырами, а другие, наоборот, превращаются в сверхновые, становясь новыми галактическими объектами. Миллиарды лет назад расположение галактик сильно отличалось от того, что мы видим сейчас. Так или иначе, на фоне постоянных астрофизических процессов, происходящих в космосе, можно сделать некоторые выводы о непостоянной структуре нашей Вселенной. Все космические объекты находятся в постоянном движении, меняя положение, размер и возраст.

Телескоп Хаббла

На сегодняшний день, благодаря телескопу Хаббла, удалось найти положение ближайших к нам галактик, определить их размер и положение нашего относительного мира. Благодаря усилиям астрономов, математиков и астрофизиков была составлена ​​карта Вселенной. Идентифицированы отдельные галактики, однако по большей части такие крупные универсальные объекты сгруппированы по несколько десятков в одну группу. Средний размер галактик в такой группе составляет 1-3 миллиона световых лет. Группа, к которой принадлежит наш Млечный Путь, включает 40 галактик. Помимо групп в межгалактическом пространстве существует огромное количество карликовых галактик. Как правило, такие образования являются спутниками более крупных галактик, таких как наш Млечный Путь, Треугольник или Андромеда.

Состав Вселенной

До недавнего времени карликовая галактика Segue 2, расположенная в 35 килопарсеках от нашей звезды, считалась самой маленькой галактикой во Вселенной. Однако в 2020 году японские астрофизики обнаружили галактику еще меньшего размера: Дева I, которая является спутником Млечного Пути и находится на расстоянии 280000 световых лет от Земли. Однако ученые считают, что это еще не предел. Существует большая вероятность того, что существуют галактики гораздо меньшего размера.

За группами галактик следуют скопления — области космического пространства, в которых находится до сотни галактик различных типов, форм и размеров. Грозди колоссальные по размеру. Как правило, диаметр такого универсального образования составляет несколько мегапарсек.

Отличительной особенностью строения Вселенной является ее слабая изменчивость. Несмотря на огромные скорости, с которыми движутся галактики во Вселенной, все они остаются частью скопления. Здесь действует принцип сохранения положения частиц в пространстве, на которое действует темная материя, образовавшаяся в результате Большого взрыва. Предполагается, что под влиянием этих пустот, заполненных темной материей, скопления и группы галактик продолжают двигаться в одном направлении, примыкая друг к другу в течение миллиардов лет.

Теория большого взрыва

Самые большие образования во Вселенной — галактические сверхскопления, объединяющие группы галактик. Самое известное сверхскопление — это Великая Стена Клоуна, объект универсальных размеров, длина которого составляет 500 миллионов световых лет. Толщина этого сверхскопления составляет 15 миллионов световых лет.

В нынешних условиях космические корабли и технологии не позволяют нам увидеть Вселенную во всей ее глубине. Мы можем обнаруживать только суперкластеры, скопления и группы. Также в нашем космосе есть гигантские пустоты, пузыри темной материи.

Неправильные галактики каталога Мессье

Galaxy Messier 85 (M85)

Мессье 86 (M86)

Таблица характеристик основных типов галактик

	Эллиптическая галактика	Спиральная галактика	Неправильная галактика
Сфероидальный компонент	Вся галактика	Там есть	Очень слаб
Звездный диск	Нет или умеренно	Главный компонент	Главный компонент
Дисковый газ и пыль	Нет	Там есть	Там есть
Спиральные ветви	Нет или просто близко к сердцу	Там есть	Нет
Активные ядра	Сталкиваться	Сталкиваться	нет
Процент от общего количества галактик	ветры%	55%	5%

Незримые миллиарды

Какой бы инструмент ни использовался, метод оценки количества галактик во Вселенной более или менее одинаков. Вы снимаете часть неба, снятую телескопом (в данном случае Хабблом). Итак, используя отношение части неба ко всей Вселенной, вы можете определить, сколько галактик существует во Вселенной.

Космос 8.93

1980, США, Великобритания, сериал, 1 сезон

Это как раз первый «Космос» с Карлом Саганом, о котором мы только что говорили в разделе, посвященном фильму «Пространство: пространство и время». Долгое время он был лидером среди документальных фильмов на космическую тематику.

Кто знает, Карл Саган — один из самых важных астрофизиков второй половины двадцатого века, который попытался популяризировать эту науку с силой и силой, что у него получилось очень хорошо. А главным вкладом в популяризацию астрофизики стал сериал «Космос», состоящий из 13 серий и рассказывающих все, что есть в наблюдаемой и безграничной Вселенной.

его буквально все пережевывали. От большого взрыва и образования звезд и планет до появления Солнца и жизни на планете Земля. Даже сейчас, спустя более 30 лет после премьеры, смотреть сериал интересно.

Плохие и отсталые спецэффекты, конечно, нас сильно разочаровали. Но по информативности и уровню «разборчивости» сериал очень хорош. Хотя, сейчас, в свете выхода новой версии, просмотр уже кажется бесполезной тратой времени. Все затронутые темы были превращены в своеобразное продолжение с обновленной точки зрения и в соответствии с новыми открытиями.

Но тем, кто хочет встряхнуть старину, любителям жанра, а также тем, кто любит искать несоответствия во мнениях «профессоров» прошлого века с «профессорами» современности — добро пожаловать на просмотр!

Карта Вселенной: ближайшие и дальние соседи

Наша Солнечная система и другие космические тела, наблюдаемые с Земли, являются относительно молодыми структурными образованиями и нашими ближайшими соседями в огромной Вселенной. Долгое время ученые считали, что ближайшей к Млечному Пути карликовой галактикой является Большое Магелланово Облако, расположенное всего в 50 килопарсеках. Лишь недавно встретились настоящие соседи нашей галактики. В созвездии Стрельца и в созвездии Большого Пса есть небольшие карликовые галактики, масса которых в 200-300 раз меньше массы Млечного Пути, а расстояние от них составляет чуть более 30-40 тысяч световых лет.

Это одни из самых маленьких объектов во Вселенной. В таких галактиках количество звезд относительно невелико (порядка нескольких миллиардов). Как правило, карликовые галактики постепенно сливаются или поглощаются более крупными образованиями. Скорость расширяющейся Вселенной, составляющая 20-25 км / с, по незнанию заставит соседние галактики столкнуться. Когда это произойдет и чем это закончится, остается только гадать. Столкновение галактик происходит все это время и из-за быстротечности нашего существования наблюдать за происходящим невозможно.

Андромеда, в два или три раза превышающая размер нашей галактики, является одной из самых близких к нам галактик. Среди астрономов и астрофизиков он продолжает оставаться одним из самых популярных и находится всего в 2,52 миллиона световых лет от Земли. Как и наша галактика, Андромеда входит в Местную группу галактик. Этот гигантский космический стадион имеет диаметр в три миллиона световых лет и насчитывает около 500 галактик, но даже такой гигант, как Андромеда, выглядит маленьким по сравнению с IC 1101.

Эта самая большая спиральная галактика во Вселенной находится на расстоянии более ста миллионов световых лет от нас и более 6 миллионов световых лет в диаметре. Несмотря на то, что в галактике 100 триллионов звезд, она в основном состоит из темной материи.

Местная группа галактик

Млечный Путь и три ближайшие галактики являются частью большого скопления, известного как Местная группа галактик (потому что они самые близкие к Земле). Наиболее близкими к нам в Местной группе являются Андромеда, Большое и Малое Магеллановы облака. Из примерно 30 членов Местной группы только этих троих можно увидеть невооруженным глазом.

Иногда галактики сталкиваются под действием гравитационных сил. Но звезды галактик слишком далеко друг от друга, чтобы уничтожить друг друга. Наша галактика движется по курсу, который грозит столкновением с галактикой Андромеды. Столкновение произойдет примерно через пять миллиардов лет, и две галактики создадут новую, эллиптическую.

Дальнейшие исследования

НАСА в настоящее время планирует дальнейшие исследования с помощью своего будущего космического телескопа Джеймса Уэбба, чтобы уточнить результаты.

Будущий космический телескоп НАСА Джеймс Уэбб может помочь нам разгадать загадки космоса. Если причины отсутствия свечения кроются в слабых отдельных галактиках, то сверхглубокие наблюдения должны их обнаружить », — сказал он в своем заявлении.

Космологический принцип и возраст Вселенной

Примером космологического принципа в изучении Вселенной является космический микроволновый фон — излучение, которое является остатком ранних стадий Вселенной после Большого взрыва.

Измерения расширения Вселенной по наблюдениям за удаляющимися от нас галактиками показывают, что ей около 13,82 миллиарда лет. Однако по мере того, как Вселенная становится старше и больше, галактики будут двигаться все дальше и дальше от Земли. Это затруднит их различение.

Вселенная расширяется быстрее скорости света (что не нарушает ограничение скорости Эйнштейна, потому что расширение касается самой Вселенной, а не объектов, проходящих через нее). Кроме того, Вселенная ускоряется по мере расширения.

именно здесь вступает в игру «наблюдаемая вселенная» — вселенная, которую мы можем видеть. По мнению многих экспертов, через 1-2 триллиона лет это будет означать, что за пределами тех пространств, которые мы видим с Земли, появятся галактики.

Галактики при близком осмотре

Все галактики принадлежат к определенным группам, которые в современной науке называются скоплениями. Млечный Путь является частью одного из этих скоплений, которое содержит до 40 более или менее известных галактик. Само скопление является частью сверхскопления, большой группы галактик. Земля вместе с Солнцем и Млечным путем входит в сверхскопление Девы. Это наш настоящий пространственный адрес. Наряду с нашей галактикой в ​​скоплении Девы есть более двух тысяч других галактик, эллиптических, спиральных и неправильных.

Карта Вселенной, которой сегодня руководствуются астрономы, дает представление о том, как выглядит Вселенная, ее форма и структура. Все скопления собираются вокруг пустот или пузырей темной материи. Также предполагается, что темная материя и пузыри заполнены некоторыми объектами. Возможно, это антивещество, которое вопреки законам физики образует аналогичные структуры в другой системе координат.

Что мы можем только предполагать?

Прошлое Вселенной и процесс ее формирования точно не известны. Ученые предполагают, что Вселенной почти 14 миллиардов лет, и она образовалась после расширения концентрированной горячей материи, что в космологии называется теорией большого взрыва.

Все, на чем основаны основные теоретические модели эволюции Вселенной, ученые получают, наблюдая за видимой нам ее частью. Невозможно доказать, насколько верна какая-либо из существующих моделей. Большинство ученых согласны с теорией расширения Вселенной: после «большого взрыва» космическое вещество продолжает двигаться от своего центра.

Стоит помнить, что все эти модели являются теоретическими и проверить их на практике невозможно по многим причинам. Поэтому стоит сосредоточиться на доступных и проверенных знаниях, которые отвечают на вопросы о том, сколько звезд в галактике и сколько галактик во Вселенной. Фотография, сделанная с помощью современной технологии под названием Hubble (от Hubble Ultra Deep Field), позволяет увидеть положение многих галактик в небольшой видимой части неба.

Будущее Млечного Пути

Галактики также меняются со временем. Млечный Путь находится на пути столкновения с соседней галактикой Андромеды, и они сольются примерно через четыре миллиарда лет. Позже другие галактики в нашей локальной группе со временем сольются. Астрономы считают, что жители этих будущих галактик будут наблюдать более темную Вселенную.

Когда появились первые цивилизации, у них не было доказательств существования вселенной с сотней миллиардов галактик. Следовательно, наши потомки не увидят расширения Вселенной. Они, вероятно, даже не поймут, что произошел Большой взрыв.

Если мы, обычные люди, хотим знать, сколько галактик и планет во Вселенной, то астрономов больше интересует, как образовался сам космос. По данным НАСА, галактики предоставляют информацию о том, как материя организована во Вселенной, по крайней мере, в больших масштабах. Ученые также интересуются типами частиц и квантовой механикой на малой стороне наблюдаемых спектров.

Спиральные галактики с перемычкой каталога Мессье

Мессье 58 (M58)	Galaxy Messier 65 (M65)	Мессье 66 (M66)	Южная вертушка галактики (M83)	Мессье 91 (M91)
Мессье 95 (M95)	Мессье 109 (M109)

Ближайшие миры

Небесные тела, видимые в телескопы, — относительно молодые объекты. К ним относятся наш Млечный Путь и его ближайшие соседи. Его окружают 54 галактики. Ближайшие соседи — карликовые системы, которые встречаются в созвездиях
Стрелец и большая собака. Их масса в 300 раз меньше, чем у Млечного Пути. Они расположены в 42 000 световых лет от центра нашей галактики. В карликовых системах всего несколько миллиардов звезд. Со временем они могут сливаться друг с другом или их могут проглотить более крупные предметы.

Скорость расширения Вселенной составляет 20 км / с, что приводит к неизбежному столкновению различных систем.

Ближайшая спиральная галактика — Андромеда. Он в три раза больше Млечного Пути и находится на расстоянии 2,52 миллиона световых лет от нашей Земли. Диаметр этой огромной системы составляет шесть миллионов световых лет. Он состоит из темной материи и содержит триллионы звезд.

Изменение света

Мы можем видеть только свет галактик, у которых было достаточно времени, чтобы добраться до нас, то есть приблизиться к Млечному Пути. Это не значит, что все эти объекты находятся в космосе. Отсюда и определение «наблюдаемой вселенной».

Какая галактика самая большая?

Ученые не знают наверняка. Самые большие известные сегодня галактики — это гигантские эллиптические (овальные) галактики, расположенные в центре скопления галактик. Одна из крупнейших, Центральная Галактика, находится в скоплении Abell 2029.

Галактики другой формы

Есть эллиптические галактики. Это огромные округлые шары из миллиардов звезд. Некоторые из этих галактик почти идеально круглые, а другие слегка сплюснутые. В эллиптических галактиках звезды очень близко вращаются вокруг центра, напоминая рой пчел. Чаще всего эллиптические галактики состоят из старых звезд, многие из которых являются красными гигантами.

Поэтому эллиптические галактики почти всегда светятся красным или оранжевым светом. Есть галактики и другие формы. Есть галактики, напоминающие двояковыпуклые линзы, или спиральные галактики без утолщения в центре. Есть галактики, которые вообще не имеют формы. Такие галактики называют неправильными.

Шаги на пути изучения Вселенной

Современная карта Вселенной позволяет нам не только определять свое положение в космосе. Сегодня, благодаря наличию мощных радиотелескопов и техническим возможностям телескопа Хаббл, человеку удалось не только приблизительно подсчитать количество галактик во Вселенной, но и определить их типы и разновидности. Еще в 1845 году британский астроном Уильям Парсонс с помощью телескопа для изучения газовых облаков смог выявить спиральный характер структуры галактических объектов, сделав акцент на том, что в разных регионах яркость звездных скоплений может быть больше или меньше меньше.

Сто лет назад Млечный Путь считался единственной известной галактикой, хотя другие межгалактические объекты были математически доказаны. Наш космический двор получил свое название еще в древности. Древние астрономы, наблюдая мириады звезд на ночном небе, заметили особенность их положения. Главное звездное скопление было сгруппировано вдоль воображаемой линии, напоминающей дорожку из брызг молока. Млечный Путь, небесные тела другой известной галактики, Андромеды, — самые первые универсальные объекты, с которых началось изучение космоса.

Звездные соседи

В нашем Млечном Пути есть полный набор всех галактических объектов, которые должны быть у нормальной галактики. Есть скопления и группы звезд, общее количество которых составляет около 250-400 миллиардов, в нашей галактике есть газовые облака, образующие рукава, есть их черные дыры и солнечные системы, подобные нашей.

В то же время Млечный Путь, как и Андромеда и Треугольник, — это лишь небольшая часть Вселенной, входящая в состав локальной группы сверхскоплений под названием Дева. Наша галактика имеет форму спирали, в центре которой движется большинство звездных скоплений, газовых облаков и других космических объектов. Внешняя спираль имеет диаметр 100 000 световых лет. По космическим меркам Млечный Путь — небольшая галактика с массой 4.8×1011 Mʘ. Наше Солнце также находится в одном из рукавов Ориона Лебедя. Расстояние от нашей звезды до центра Млечного Пути 26000 ± 1400 св лет.

Положение Солнца в Галактике

Долгое время считалось, что одна из самых популярных среди астрономов туманность Андромеды является частью нашей галактики. Последующие исследования этой части космоса предоставили неопровержимые доказательства того, что Андромеда является независимой галактикой и намного больше Млечного Пути. Телескопические изображения показали, что у Андромеды есть ядро. Есть также скопления звезд и их спиральные туманности. Каждый раз астрономы пытались все глубже и глубже заглядывать во Вселенную, исследуя обширные области космического пространства. Количество звезд в этом космическом гиганте оценивается в 1 триллион.

Благодаря усилиям Эдвина Хаббла удалось установить приблизительное расстояние от Андромеды, которая ни в коем случае не могла быть частью нашей галактики. Это была первая галактика, подвергшаяся такому тщательному изучению. Последующие годы дали новые открытия в области исследования межгалактического пространства. Более подробно изучена та часть галактики Млечный Путь, где находится наша Солнечная система. С середины 20 века стало ясно, что помимо нашего Млечного Пути и знаменитой Андромеды в космосе существует огромное количество других образований универсального масштаба. Однако порядок требовал упорядочения космоса. В то время как звезды, планеты и другие космические объекты поддаются классификации, ситуация с галактиками была более сложной. Впечатлили огромные размеры исследованных областей космического пространства, которые было не только сложно изучить визуально, но и оценить на уровне человеческой натуры.

Туманность Андромеды

Туманность Андромеды

это самая большая галактика в Местной группе. Имеет 18 спутников. В туманности Андромеды вращается не менее 1 триллиона звезд. Эта галактика находится на расстоянии 2 миллиона 500 тысяч световых лет от Земли и мы также можем увидеть ее невооруженным глазом. Он имеет форму спирали и основан в основном на молодых ярких звездах. В древности люди не могли видеть всю галактику — они видели только созвездие Андромеды.

Галактика туманности Андромеды

Галактика Андромеды также известна как объект Мессье 31 или M31. Эта галактика намного больше Млечного Пути. И все же это не самая большая из известных галактик.

Галактические вычисления

Эдвин Хаббл — основоположник исследования галактики. Он первым понял, как можно рассчитать точное расстояние от галактики. В своих исследованиях он опирался на метод пульсирующих звезд, более известный как цефеиды. Ученый смог заметить связь между временем, которое требуется для завершения пульсации яркости, и энергией, которую излучает звезда. Результаты его исследований стали крупным прорывом в области галактических исследований. Кроме того, он обнаружил, что существует корреляция между красным спектром, излучаемым галактикой, и расстоянием от нее (постоянной Хаббла).

В настоящее время астрономы могут измерить расстояние и скорость галактики, измерив величину красного смещения в спектре. Известно, что все галактики во Вселенной удаляются друг от друга. Чем дальше галактика от Земли, тем больше скорость ее движения.

Чтобы визуализировать эту теорию, достаточно представить себя за рулем автомобиля, движущегося со скоростью 50 км в час. Впереди автомобиль движется со скоростью более 50 км в час, а это значит, что его скорость составляет 100 км в час. Впереди еще одна машина, движущаяся со скоростью еще 50 км в час. Несмотря на то, что скорость всех трех машин различается на 50 км в час, на самом деле первая машина движется на 100 км в час быстрее вас. Поскольку красный спектр показывает скорость движения галактики от нас, получается следующее: чем больше красное смещение, тем соответственно быстрее движется галактика и тем больше она удаляется от нас.

Теперь у нас есть новые инструменты, которые помогают ученым находить новые галактики. Благодаря космическому телескопу Хаббла ученые смогли увидеть то, о чем раньше могли только мечтать. Высокая мощность этого телескопа обеспечивает хорошую видимость даже мелких деталей в близлежащих галактиках и позволяет изучать более далекие, о которых еще никто не знал. В настоящее время разрабатываются новые инструменты для космических наблюдений, которые в ближайшем будущем помогут лучше понять структуру Вселенной.

Более точная оценка количества галактик

Команда ученых проанализировала существующие изображения New Horizons. Чтобы скрыть слабое фоновое свечение на некоторых изображениях, НАСА было вынуждено убрать свет от звезд Млечного Пути, который отражался в камере. К счастью, оставшийся сигнал удалось измерить, что позволило более точно оценить количество галактик.

Новые данные предполагают, что цифры исчисляются сотнями миллиардов, а не двумя триллионами, о которых сообщалось ранее.

Астрофизические параметры и типы галактик

Первые исследования космоса, проведенные в начале 20 века, дали пищу для размышлений. Космические туманности, обнаруженные через объектив телескопа, которых за время было подсчитано более тысячи, были самыми интересными объектами во Вселенной. Долгое время эти яркие пятна на ночном небе считались скоплениями газов, которые являются частью структуры нашей галактики. Эдвину Хабблу в 1924 году удалось измерить расстояние до скопления звезд, туманностей и сделать сенсационное открытие: эти туманности представляют собой не что иное, как далекие спиральные галактики, которые независимо перемещаются в масштабе Вселенной.

Американский астроном впервые предположил, что наша Вселенная представляет собой совокупность галактик. Исследования космоса в последней четверти двадцатого века, наблюдения, сделанные с помощью космических аппаратов и технологий, в том числе знаменитого телескопа Хаббл, подтвердили эти гипотезы. Космос безграничен, и наш Млечный Путь далек от самой большой галактики во Вселенной и, более того, не является ее центром.

Только с появлением мощных технических средств наблюдения Вселенная начала приобретать четкие очертания. Ученые столкнулись с тем, что даже такие огромные образования, как галактики, могут различаться по строению и строению, форме и размеру.

Благодаря усилиям Эдвина Хаббла мир получил систематическую классификацию галактик, разделив их на три типа:

• спираль;
• эллиптический;
• неправильный.

Эллиптические галактики и спиральные галактики — самые распространенные типы. К ним относятся наша галактика Млечный Путь, а также соседняя галактика Андромеды и многие другие галактики во Вселенной.

Эллиптические галактики имеют форму эллипса и вытянуты в одном направлении. Эти предметы без рукавов и часто меняют форму. Эти предметы также отличаются друг от друга по размеру. В отличие от спиральных галактик, у этих космических монстров нет четко определенного центра. В таких конструкциях нет стержня.

По классификации такие галактики обозначаются латинской буквой E. Все известные на данный момент эллиптические галактики делятся на подгруппы E0-E7. Распределение по подгруппам осуществляется по конфигурации: от почти круглых галактик (E0, E1 и E2) до очень вытянутых объектов с индексами E6 и E7. Среди эллиптических галактик есть карлики и настоящие гиганты с диаметром в миллионы световых лет.

Спиральные галактики делятся на два подтипа:

• скрещенные спиральные галактики;
• нормальные спирали.

Первый подтип отличается следующими характеристиками. По форме эти галактики напоминают правильную спираль, но в центре такой спиральной галактики есть перемычка (перемычка), которая дает начало рукавам. Такие барьеры в галактике обычно являются результатом центробежных физических процессов, которые разделяют галактическое ядро ​​на две части. Есть галактики с двумя ядрами, тандем которых образует центральный диск. Когда ядра встречаются, полоса исчезает, и галактика становится нормальной с центром. В нашей галактике Млечный Путь есть также перемычка, в одном из рукавов которой находится наша Солнечная система. По современным оценкам, путь от Солнца до центра галактики составляет 27000 световых лет. Толщина рукава Ориона Лебедя, в котором пребывают наше Солнце и наша планета, составляет 700 000 световых лет.

Согласно классификации спиральные галактики обозначаются латинскими буквами Sb. В зависимости от подгруппы для спиральных галактик существуют другие обозначения: Dba, Sba и Sbc. Разница между подгруппами определяется длиной планки, ее формой и конфигурацией рукавов.

Спиральные галактики могут быть разных размеров — от 20 000 световых лет до 100 000 световых лет. Наша галактика «Млечный Путь» находится в «золотой середине», ее размеры тяготеют к галактикам среднего размера.

Самый редкий тип — неправильные галактики. Эти универсальные объекты представляют собой большие скопления звезд и туманностей, не имеющие четкой формы и структуры. В соответствии с классификацией они получили индексы Im и IO. Как правило, структуры первого типа не имеют диска или выражены слабо. Часто в таких галактиках можно увидеть подобие оружия. Галактики IO представляют собой хаотический конгломерат звезд, газовых облаков и темной материи. Яркими представителями такой группы галактик являются Большое и Малое Магеллановы Облака.

Все галактики, правильные и неправильные, эллиптические и спиральные, состоят из триллионов звезд. Пространство между звездами и их планетными системами заполнено темной материей или облаками космического газа и частиц пыли. Между этими пустотами находятся черные дыры, большие и маленькие, нарушающие идиллию космического спокойствия.

Основываясь на имеющейся классификации и результатах исследований, можно с некоторой степенью уверенности ответить на вопрос, сколько галактик во Вселенной и какого они типа. Во Вселенной в основном спиральные галактики. Их более 55% от общего количества всех универсальных объектов. Эллиптические галактики вдвое меньше, всего 22% от общего числа. Неправильных галактик, похожих на Большое и Малое Магеллановы Облака, во Вселенной всего 5%. Некоторые галактики соседствуют с нами и находятся в поле зрения мощнейших телескопов. Другие находятся в более далеком космосе, где преобладает темная материя и темнота бесконечного пространства более заметна в линзе.

Почему нашу галактику назвали «Млечный Путь»?

Если вы внимательно посмотрите на ясное небо ночью, вы заметите нечеткую белую полосу. Для древних греков он напоминал небесную дорогу, по которой, согласно легенде, богиня Гера разливала молоко. Поэтому греки называли эту полосу Млечным путем или Млечным путем. Самое интересное, что термин «галактика» происходит от греческого слова «galaxias», что переводится как «молоко».

Художественное впечатление о нашей галактике Млечный Путь, основанное на наблюдениях с помощью современных телескопов. Наше Солнце — маленькая звезда в одном из рукавов галактики.

Млечный Путь огромен. Когда-то Солнцу требовалось около 250 миллионов лет, чтобы вращаться вокруг центра Млечного Пути.

3. Распределение плотности галактик

3.1 Введение и предостережения

Основной метод, который мы используем для определения плотности галактик во Вселенной, — это интегрирование числа галактик через фиксированные функции масс для данного космологического красного смещения. Это требует экстраполяции установленных функций звездных масс для достижения минимального предела массы для населения галактик. Есть много способов сделать это, которые мы обсудим ниже. Один из наиболее важных вопросов — это нижний предел, с которого следует начинать подсчет числа галактик как функцию функций масс. Благодаря недавним публикациям, в которых описываются функции звездных масс до z ~ 8 (например, Дункан и др., 2014; Грациан и др. (2015), Сонг и др. (2015), теперь мы можем выполнить этот расчет впервые. Другая проблема Вопрос о том, можно ли экстраполировать функцию яркости Шехтера ниже предела данных, для которого она была изначально пригодна, — это проблема, которую мы исследуем подробно.
Это дополняет метод прямого наблюдения, представленный в Приложении, и является более точным способом измерения количества галактик во Вселенной, наблюдаемых в настоящее время, если функции масс измерены правильно и точно параметризованы. Однако этот метод чреват потенциальными подводными камнями, которые необходимо тщательно изучить и проанализировать. Это также связано с тем, что измерения зависят от гораздо большего числа факторов, чем просто проблемы фотометрии и идентификации объектов, которые всегда присутствуют при простом измерении количества галактик. Ситуация здесь связана с другими неопределенностями, связанными с измерением звездных масс и красных смещений. Однако, если мы сможем объяснить эти неопределенности, интегрирование установленных функций масс может рассказать нам о плотности галактик в данном интервале красного смещения с некоторой неопределенностью измерений.
Мы используем этот метод для расчета полной плотности галактик в наблюдаемой в настоящее время Вселенной как функции красного смещения. Для этого мы не интегрируем непосредственно наблюдаемые функции масс, а используем параметризованную форму, заданную функцией Шехтера (1976), для определения полной числовой плотности галактик как функции красного смещения. Форма этой функции определяется следующим образом: