Το Διάστημα είναι ένα σύνθετο σύστημα, τα στοιχεία του οποίου είναι στενά συνδεδεμένα: οι πλανήτες ενώνονται γύρω από ένα αστέρι, τα αστέρια σχηματίζουν γαλαξίες και σχηματίζουν ακόμη μεγαλύτερες ενώσεις, όπως η Τοπική Ομάδα γαλαξιών. Η πολλαπλότητα είναι ένα πολύ κοινό φαινόμενο στο Σύμπαν που σχετίζεται με την υψηλή βαρύτητα. Χάρη σε αυτό, σχηματίζεται ένα κέντρο μάζας, γύρω από το οποίο περιστρέφονται και σχετικά μικρά αντικείμενα όπως αστέρια και γαλαξίες και οι συνειρμοί τους.
Σύνθεση της ομάδας
Πιστεύεται ότι η βάση της Τοπικής Ομάδας είναι τρία μεγάλα αντικείμενα: ο Γαλαξίας, το Νεφέλωμα της Ανδρομέδας και ο Τριγωνικός Γαλαξίας. Οι δορυφόροι τους, καθώς και ένας αριθμός νάνων γαλαξιών, των οποίων η ανήκει σε ένα από τα τρία συστήματα δεν μπορεί ακόμη να αποδειχθεί, συνδέονται μαζί τους με βαρυτική έλξη. Συνολικά, η Τοπική Ομάδα γαλαξιών περιλαμβάνει τουλάχιστον πενήντα μεγάλα ουράνια αντικείμενα και με τη βελτίωση της ποιότητας της τεχνολογίας για αστρονομικές παρατηρήσεις, ο αριθμός αυτός αυξάνεται.
Υπερσμήνος Παρθένου
Όπως ήδη αναφέρθηκε, η πολλαπλότητα σεη κλίμακα του σύμπαντος - συνηθισμένο φαινόμενο. Η Τοπική Ομάδα γαλαξιών δεν είναι η μεγαλύτερη από αυτές τις συσχετίσεις, αν και το μέγεθός της είναι εντυπωσιακό: σε διάμετρο, καταλαμβάνει απόσταση περίπου ενός megaparsec (3,8 × 1019 km). Μαζί με άλλες παρόμοιες ενώσεις, η Τοπική Ομάδα περιλαμβάνεται στο υπερσμήνος της Παρθένου. Οι διαστάσεις του είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς, αλλά η μάζα μετριέται σχετικά με ακρίβεια: 2 × 1045 kg. Συνολικά, αυτή η συσχέτιση περιλαμβάνει περίπου εκατό γαλαξιακά συστήματα.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η πολλαπλότητα δεν τελειώνει εκεί. Το Υπερσμήνος της Παρθένου, όπως και πολλά άλλα, σχηματίζουν τα λεγόμενα Laniakea. Η μελέτη τέτοιων γιγάντων συστημάτων επέτρεψε στους αστροφυσικούς να δημιουργήσουν μια θεωρία για τη δομή μεγάλης κλίμακας του σύμπαντος.
Τύποι γαλαξιών που σχηματίζουν την Τοπική ομάδα
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η ηλικία όλων των μελών της Τοπικής Ομάδας είναι περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Επιπλέον, η ύλη που τους σχηματίζει έχει την ίδια σύνθεση, γεγονός που μας επιτρέπει να μιλάμε για την κοινή προέλευση των γαλαξιών της Τοπικής Ομάδας. Δεν είναι διατεταγμένα με τυχαία σειρά: τα περισσότερα από αυτά είναι χτισμένα γύρω από μια φανταστική γραμμή που εκτείνεται μεταξύ του Γαλαξία και του νεφελώματος της Ανδρομέδας.
Το μεγαλύτερο μέλος της Τοπικής Ομάδας Γαλαξιών ως προς το μέγεθος είναι το Νεφέλωμα της Ανδρομέδας: η διάμετρός του είναι 260 χιλιάδες έτη φωτός (2,5 × 1018 km). Όσον αφορά τη μάζα, ο Γαλαξίας ξεχωρίζει ξεκάθαρα - περίπου 6 × 1042 kg. Μαζί με τόσο μεγάλα αντικείμενα, υπάρχουν και νάνοι, όπως ο γαλαξίας SagDEG, που βρίσκεται στον αστερισμό του Τοξότη.
Τα περισσότεραΟι γαλαξίες της Τοπικής Ομάδας ταξινομούνται ως ακανόνιστοι, αλλά υπάρχουν επίσης σπειροειδείς γαλαξίες όπως το νεφέλωμα της Ανδρομέδας και ελλειπτικοί, όπως ο ήδη αναφερόμενος SagDEG.
υποομάδα Milky Way
Η ακρίβεια των αστρονομικών παρατηρήσεων της Τοπικής Ομάδας εξαρτάται από τον γαλαξία στον οποίο βρισκόμαστε. Γι' αυτό ο Γαλαξίας είναι αφενός το πιο μελετημένο αντικείμενο και αφετέρου εγείρει τα περισσότερα ερωτήματα. Μέχρι σήμερα, έχει διαπιστωθεί ότι οι δορυφόροι του γαλαξία μας είναι τουλάχιστον 14 αντικείμενα, μεταξύ των οποίων είναι οι γαλαξίες της Μεγάλης Άρκτου, του Τοξότη, του Γλύπτη και του Λέοντα.
Ειδική σημείωση είναι ο γαλαξίας SagDEG στον Τοξότη. Είναι το πιο απομακρυσμένο από το βαρυτικό κέντρο της Τοπικής Ομάδας. Σύμφωνα με υπολογισμούς, η Γη χωρίζεται από αυτόν τον γαλαξία κατά 3,2 × 1019 χλμ.
Γαλαξίας και σύννεφα του Μαγγελάνου
Μεταξύ των συζητήσεων είναι το ζήτημα της σύνδεσης του Γαλαξία με τα Νέφη του Μαγγελάνου - δύο γαλαξίες τόσο κοντά μας που μπορούν να παρατηρηθούν με γυμνό μάτι από το Νότιο Ημισφαίριο. Για πολύ καιρό πίστευαν ότι είναι δορυφόροι του γαλαξία μας. Το 2006, χρησιμοποιώντας την τελευταία λέξη της τεχνολογίας, διαπιστώθηκε ότι κινούνται πολύ πιο γρήγορα από άλλους δορυφόρους του Γαλαξία. Με βάση αυτό, προτάθηκε ότι δεν έχουν βαρυτική σύνδεση με τον γαλαξία μας.
Αλλά η μοίρα των Νεφών του Μαγγελάνου είναι αδιαμφισβήτητη. Η κίνησή τους κατευθύνεται προςMilky Way, επομένως η απορρόφησή τους από έναν μεγαλύτερο γαλαξία είναι αναπόφευκτη. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αυτό θα συμβεί μετά από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Το νεφέλωμα της Ανδρομέδας και οι δορυφόροι του
Μετά από 5 δισεκατομμύρια χρόνια, μια παρόμοια μοίρα απειλεί τον γαλαξία μας, μόνο η Ανδρομέδα, ο μεγαλύτερος γαλαξίας στην Τοπική Ομάδα, αποτελεί απειλή για αυτόν. Η απόσταση από τον γαλαξία της Ανδρομέδας είναι 2,5 × 106έτη φωτός. Διαθέτει 18 δορυφόρους, εκ των οποίων οι M23 και M110 (αριθμοί καταλόγου από τον Γάλλο αστρονόμο του 18ου αιώνα Charles Messier) είναι οι πιο διάσημοι λόγω της φωτεινότητάς τους.
Αν και το νεφέλωμα της Ανδρομέδας είναι ο πλησιέστερος γαλαξίας στον Γαλαξία, είναι δύσκολο να παρατηρηθεί λόγω της δομής του. Είναι ένας από τους σπειροειδείς γαλαξίες: έχει έντονο κέντρο, από το οποίο αναδύονται δύο μεγάλοι σπειροειδείς βραχίονες. Ωστόσο, το νεφέλωμα της Ανδρομέδας είναι στραμμένο στην άκρη της Γης.
Τριγωνικός Γαλαξίας
Η σημαντική απόστασή του από τη Γη περιπλέκει σημαντικά τη μελέτη τόσο του ίδιου του γαλαξία όσο και των δορυφόρων του. Ο αριθμός των δορυφόρων του γαλαξία Triangulum είναι συζητήσιμος. Για παράδειγμα, ο νάνος Ανδρομέδα II βρίσκεται ακριβώς στη μέση μεταξύ του Τριγώνου και του Νεφελώματος. Η κατάσταση των σύγχρονων συσκευών παρατήρησης δεν μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε σε ποιο βαρυτικό πεδίο από τα δύο μεγαλύτερα μέλη της Τοπικής Ομάδας γαλαξιών ανήκει αυτό το διαστημικό αντικείμενο. Οι περισσότεροι εξακολουθούν να υποθέτουν ότι η Ανδρομέδα II σχετίζεται με το Τρίγωνο. Υπάρχουν όμως και εκπρόσωποι της αντίθετης άποψης, οι οποίοι μάλιστα προτείνουν να το μετονομάσουν σεAndromeda XXII.
Ο γαλαξίας Triangulum έχει επίσης ένα από τα εξωτικά αντικείμενα στο σύμπαν - τη μαύρη τρύπα M33 X-7, της οποίας η μάζα είναι 16 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ήλιου, καθιστώντας τον μια από τις μεγαλύτερες μαύρες τρύπες που είναι γνωστές στη σύγχρονη επιστήμη, εξαιρουμένων των υπερμεγέθων.
Το πρόβλημα των σφαιρικών σμηνών
Ο αριθμός των μελών της Τοπικής Ομάδας αλλάζει συνεχώς, όχι μόνο λόγω της ανακάλυψης άλλων γαλαξιών που περιφέρονται γύρω από το ίδιο κέντρο μάζας. Η βελτίωση της ποιότητας της αστρονομικής τεχνολογίας κατέστησε δυνατό να διαπιστωθεί ότι τα αντικείμενα που προηγουμένως θεωρούνταν γαλαξίες, στην πραγματικότητα δεν είναι.
Σε μεγαλύτερο βαθμό αυτό ισχύει για τα σφαιρωτά αστρικά σμήνη. Περιέχουν μεγάλο αριθμό αστεριών δεμένα σε ένα βαρυτικό κέντρο και το σχήμα τους μοιάζει με σφαιρικούς γαλαξίες. Οι ποσοτικές σχέσεις βοηθούν στη διάκριση μεταξύ τους: η πυκνότητα των αστεριών στα σφαιρικά σμήνη είναι πολύ μεγαλύτερη και η διάμετρος είναι αντίστοιχα μεγαλύτερη. Για σύγκριση: στην περιοχή του Ήλιου, υπάρχει ένα αστέρι ανά 10 κυβικά παρσεκ, ενώ στα σφαιρικά σμήνη ο αριθμός αυτός μπορεί να είναι 700 ή και 7000 φορές υψηλότερος.
Οι νάνοι γαλαξίες θεωρούνταν εδώ και πολύ καιρό Palomar 12 στον αστερισμό του Αιγόκερω και Palomar 4 στη Μεγάλη Άρκτο. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι στην πραγματικότητα είναι αρκετά μεγάλα σφαιρικά σμήνη.
Ιστορία και δυσκολίες μελέτης της Τοπικής Ομάδας Γαλαξιών
Μέχρι το δεύτερο τέταρτο του 20ου αιώνα, πίστευαν ότι ο Γαλαξίας και το Σύμπαν ήταν πανομοιότυπες έννοιες. Όλη η ύλη είναι υποτίθεται μέσα μαςγαλαξίες. Ωστόσο, το 1924, ο Edwin Hubble, χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιό του, κατέγραψε αρκετούς Κηφείδες -μεταβλητά αστέρια με έντονη περίοδο φωτεινότητας- η απόσταση στην οποία ξεπερνούσε σαφώς το μέγεθος του Γαλαξία. Αυτό απέδειξε την ύπαρξη εξωγαλαξιακών αντικειμένων. Οι επιστήμονες έχουν σκεφτεί το γεγονός ότι το Σύμπαν είναι πιο περίπλοκο από ό,τι φαινόταν πριν.
Η ανακάλυψη του Hubble απέδειξε επίσης ότι το Σύμπαν διαστέλλεται συνεχώς και ότι τα αντικείμενα απομακρύνονται το ένα από το άλλο. Οι βελτιώσεις στην τεχνολογία έφεραν νέες ανακαλύψεις. Έτσι ανακαλύφθηκε ότι ο Γαλαξίας έχει τους δικούς του δορυφόρους, υπολογίστηκαν οι αποστάσεις μεταξύ τους και καθορίστηκαν οι προοπτικές ύπαρξης. Τέτοιες ανακαλύψεις ήταν αρκετές για να διατυπωθεί για πρώτη φορά η ιδέα της ύπαρξης της Τοπικής Ομάδας ως μια εντυπωσιακή ένωση στενά συγγενών γαλαξιών, ακόμη και για να υποδηλωθεί ότι μπορεί να υπάρχουν ενώσεις υψηλότερης βαθμίδας, καθώς δορυφόροι βρέθηκαν επίσης στο ο πλησιέστερος γαλαξίας στον Γαλαξία - το νεφέλωμα της Ανδρομέδας. Ο ίδιος ο όρος «Τοπική Ομάδα» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από το ίδιο Hubble. Το αναφέρει στο έργο του για τη μέτρηση αποστάσεων από άλλους γαλαξίες.
Μπορεί να υποστηριχθεί ότι η μελέτη του Κόσμου μόλις ξεκίνησε. Αυτό ισχύει και για την Τοπική Ομάδα. Ο γαλαξίας SagDEG ανακαλύφθηκε σχετικά πρόσφατα, αλλά ο λόγος για αυτό δεν είναι μόνο η χαμηλή του φωτεινότητα, η οποία δεν έχει καταγραφεί από τηλεσκόπια για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά και η παρουσία στο Σύμπαν μιας ουσίας που δεν έχει ορατή ακτινοβολία - η αποκαλούμενη "σκοτεινή ύλη".
Επιπλέον, οι παρατηρήσεις περιπλέκονται από το διάχυτο διαστρικό αέριο (συνήθως υδρογόνο) και την κοσμική σκόνη. Ωστόσο, η τεχνολογία παρατήρησης δεν μένει ακίνητη, γεγονός που μας επιτρέπει να υπολογίζουμε σε νέες εκπληκτικές ανακαλύψεις στο μέλλον, καθώς και στη βελτίωση των υπαρχουσών πληροφοριών.
