Οι αστρονόμοι γνώριζαν ήδη την ύπαρξη άλλων γαλαξιών στις αρχές του 20ου αιώνα. Παρά το γεγονός ότι οι πρώτοι από τους ανακαλυφθέντες γαλαξίες ήταν ήδη γνωστοί στους επιστήμονες, στην αρχή ονομάζονταν νεφελώματα, αποδίδοντάς τους στον γαλαξία μας - τον Γαλαξία μας. Οι επιστήμονες έχουν υποθέσει ότι αυτά τα νεφελώματα μπορεί να αντιπροσωπεύουν χωριστά συστήματα αστέρων. Ωστόσο, τέτοιες υποθέσεις δεν στάθηκαν σε έλεγχο από τον επιστημονικό κόσμο. Αυτό οφειλόταν στην ατέλεια της τεχνικής παρατήρησης.
Εξερεύνηση Γαλαξία
Το 1922, ο Εσθονός αστρονόμος Ernst Epik ήταν σε θέση να υπολογίσει την κατά προσέγγιση απόσταση που χωρίζει το ηλιακό σύστημα από το νεφέλωμα της Ανδρομέδας. Τα δεδομένα που έλαβε ο αστρονόμος είναι 0,6 από τους αριθμούς που έχουν τώρα οι επιστήμονες - και αυτός είναι ένας ακόμη πιο ακριβής υπολογισμός από αυτόν του E. Hubble. Ο ίδιος ο Edwin Hubble το 1924 χρησιμοποίησε το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο εκείνης της εποχής. Η διάμετρός του ήταν 254 εκ. Το Hubble έκανε επίσης υπολογισμούς για την απόσταση από την Ανδρομέδα. Τώρα οι επιστήμονες έχουν πιο ακριβή δεδομένα, τα οποία είναι τρεις φορές μικρότερα από αυτά που έκανε το Hubble - αλλά και πάλι αυτή η απόσταση είναι τόσο μεγάλη που το νεφέλωμα δεν μπορεί να είναι μέρος του γαλαξία μας. Έτσι το νεφέλωμα της Ανδρομέδας έγινε ο πρώτος ξεχωριστός γαλαξίας.
Σμήνη γαλαξιών
Όπως τα αστέρια, οι γαλαξίες σχηματίζουν ομάδες διαφορετικών μεγεθών. Επιπλέον, αυτή η ιδιότητα εκφράζεται σε αυτά σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από ότι στα αστέρια. Τα περισσότερα αστέρια δεν αποτελούν μέρος του σμήνους, καθώς αποτελούν μέρος του γενικού πεδίου του γαλαξία μας. Η ομάδα των γαλαξιών που περιλαμβάνει τον Γαλαξία (τοπικός γαλαξίας) έχει 40 γαλαξίες. Αυτή η ομαδοποίηση είναι πολύ κοινή σε όλο το σύμπαν.
Ομάδα γαλαξιών διαθέσιμη για παρατήρηση
Το γνωστό τμήμα του σμήνους των γαλαξιών ονομάζεται "Μεταγαλαξίας" - μπορεί να παρατηρηθεί χρησιμοποιώντας αστρονομικές μεθόδους. Η σύνθεση του Μεταγαλαξία περιλαμβάνει περίπου ένα δισεκατομμύριο γαλαξίες, η παρατήρηση των οποίων είναι διαθέσιμη με τη βοήθεια τηλεσκοπίων. Ο Γαλαξίας είναι ένα από τα αστρικά συστήματα που είναι μέρος του Μεταγαλαξία. Ο γαλαξίας μας και περίπου 1,5 δωδεκάδες άλλοι γαλαξίες αποτελούν μέρος μιας γαλαξιακής ομάδας που ονομάζεται τοπική ομάδα γαλαξιών.
Οι ευκαιρίες για εξερεύνηση του Μεταγαλαξία εμφανίστηκαν κυρίως στα τέλη του 20ου αιώνα. Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι στον διαγαλαξιακό χώρο υπάρχει κοσμική και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, μεμονωμένα αστέρια, καθώς και διαγαλαξιακό αέριο. Χάρη στην επιστημονική πρόοδο, κατέστη δυνατή η μελέτη γαλαξιών διαφόρων τύπων - κβάζαρ, ραδιογαλαξίες.
Ιδιότητες του Μεταγαλαξία
Μερικές φορές στους αστρονόμους αρέσει να αποκαλούν τον Μεταγαλαξία «Μεγάλο Σύμπαν». Με τη βελτίωση της τεχνολογίας και των τηλεσκοπίων, όλο και περισσότερα από αυτά γίνονται διαθέσιμα για παρατήρηση. Οι αστρονόμοι σκέφτονταιότι ο Γαλαξίας και οι επόμενοι 10-15 γαλαξίες είναι μέλη του ίδιου σμήνους γαλαξιών. Στον Μεταγαλαξία, τα σμήνη γαλαξιών είναι πολύ κοινά, ο αριθμός των οποίων κυμαίνεται από 10 έως αρκετές δεκάδες μέλη. Τέτοιες ομάδες διακρίνονται ελάχιστα από τους αστρονόμους σε μεγάλες αποστάσεις. Ο λόγος είναι ότι οι νάνοι γαλαξίες δεν είναι ορατοί και συνήθως υπάρχουν μόνο λίγοι γιγάντιοι γαλαξίες σε τέτοιες ομάδες.
Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, οι μεγάλες μάζες μπορούν να κάμψουν το διάστημα γύρω τους. Επομένως, οι διατάξεις της γεωμετρίας του Ευκλείδη σε αυτόν τον χώρο δεν δικαιολογούνται. Μόνο στην τεράστια κλίμακα του Μεταγαλαξία μπορεί κανείς να δει τις διαφορές μεταξύ των δύο επιστημονικών προσεγγίσεων - της Νευτώνειας μηχανικής και της μηχανικής του Αϊνστάιν. Ο λεγόμενος νόμος μετατόπισης του κόκκινου λειτουργεί και στον Μεταγαλαξία. Αυτό σημαίνει ότι όλοι οι γαλαξίες γύρω μας υποχωρούν προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Επιπλέον, όσο απομακρύνονται, τόσο μεγαλύτερη γίνεται η ταχύτητά τους.
Τύποι γαλαξιών κατά σχήμα
Τα γαλαξιακά σμήνη μπορεί να είναι ανοιχτά ή σφαιρικά. Μπορούν να περιλαμβάνουν δεκάδες, ακόμη και χιλιάδες διαφορετικούς γαλαξίες. Ο πλησιέστερος σε εμάς γαλαξίας βρίσκεται στον αστερισμό της Παρθένου και απέχει 10 εκατομμύρια παρσέκες. Τα σμήνη γαλαξιών, που ονομάζονται κανονικά, έχουν σφαιρικό σχήμα. Οι γαλαξίες που τους αποτελούν τείνουν να συγκεντρώνονται σε ένα σημείο - το κέντρο του γαλαξιακού σμήνος. Τα κανονικά συμπλέγματα έχουν ήδη υψηλή πυκνότηταγαλαξίες, αλλά στο κέντρο τους η συγκέντρωση φτάνει στο μέγιστο. Ωστόσο, τα κανονικά σμήνη έχουν επίσης διαφορές, που εκδηλώνονται κυρίως στην πυκνότητά τους και στους διαφορετικούς αριθμούς των γαλαξιών που τα αποτελούν.
Οι γαλαξίες με τη μεγαλύτερη πυκνότητα
Για παράδειγμα, η ομάδα γαλαξιών Coma of Veronica διακρίνεται από μεγάλο αριθμό συστατικών και οι γαλαξίες που αποτελούν τον Πήγασο είναι πυκνοί. Είναι ιδιαίτερα ψηλά στην κεντρική περιοχή του Πήγασου. Εδώ η πυκνότητα φτάνει τις 2 χιλιάδες γαλαξίες ανά 1 κυβικό megaparsec. Οι γειτονικοί γαλαξίες πρακτικά αγγίζουν ο ένας τον άλλον και η πυκνότητά τους είναι σχεδόν 40 χιλιάδες φορές υψηλότερη από την πυκνότητα στον Μεταγαλαξία. Επίσης, η υψηλή πυκνότητα είναι χαρακτηριστική των ομάδων γαλαξιών στη Βόρεια Κορώνα.
Από πού προήλθαν οι γαλαξίες;
Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες δεν μπορούν να δώσουν ακριβή απάντηση σε αυτό το ερώτημα. Ωστόσο, σύμφωνα με τη θεωρία του Big Bang, το νεαρό σύμπαν ήταν γεμάτο υδρογόνο και ήλιο. Από αυτό το παχύ σύννεφο, υπό την επίδραση της σκοτεινής ύλης (και στη συνέχεια των βαρυτικών δυνάμεων), άρχισαν να σχηματίζονται τα πρώτα αστέρια και τα αστρικά σμήνη.
Πότε εμφανίστηκαν τα πρώτα αστέρια στο σύμπαν;
Σύμφωνα με ορισμένους αστρονόμους, τα αστέρια εμφανίστηκαν αρκετά νωρίς - ήδη 30 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Άλλοι είναι πεπεισμένοι ότι αυτός ο αριθμός είναι 100 εκατομμύρια χρόνια. Μελέτες που χρησιμοποιούν σύγχρονη τεχνολογία δείχνουν ότι τα φωτιστικά διαμορφώθηκαν ταυτόχρονα σε πολλά κομμάτια - συχνά ο αριθμός αυτός έφτανε ακόμη και τις εκατοντάδες. Αυτό διευκολύνθηκε από τις βαρυτικές δυνάμεις που επηρεάζουν το αέριο που γέμιζε το Σύμπαν. Τα σύννεφα αερίου στροβιλίστηκαν σε δίσκους και σταδιακά σχηματίστηκαν πυκνώσεις σε αυτούς, και στη συνέχεια έγιναν αστέρια. Στο πρώιμο Σύμπαν, τα πρώτα αστέρια ήταν πραγματικά γιγάντια, γιατί είχαν πολύ "δομικό υλικό" για αυτά.
Το μεγαλύτερο σμήνος γαλαξιών που ανακαλύφθηκε από αστρονόμους ονομάζεται SPT-CL J0546-5345. Η μάζα του είναι σχεδόν ίση με τη μάζα 800 τρισεκατομμυρίων Ήλιων. Οι επιστήμονες κατάφεραν να ανιχνεύσουν έναν γιγάντιο γαλαξία χρησιμοποιώντας το αστρονομικό φαινόμενο Sunyaev-Zeldovich - έγκειται στο γεγονός ότι η θερμοκρασία της ακτινοβολίας μικροκυμάτων πέφτει όταν αλληλεπιδρά με γιγάντια αντικείμενα στο Σύμπαν. Αυτό το σμήνος απέχει 7 δισεκατομμύρια έτη φωτός από εμάς. Με άλλα λόγια, οι αστρονόμοι το παρατηρούν όπως ήταν πριν από 7 δισεκατομμύρια χρόνια - και αυτό είναι 6,7 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Στις μακρινές εκτάσεις του Σύμπαντος, ανακαλύφθηκε ένα άλλο σμήνος γαλαξιών, σχηματίζοντας ένα ξεχωριστό διαστημικό σύστημα - ACT-CL J0102-4915. Οι αστρονόμοι έχουν ονομάσει αυτή την τεράστια ομάδα γαλαξιών El Gordo, που σημαίνει «λίπος» στα Ισπανικά. Η απόστασή του από τη Γη είναι 9,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Η μάζα αυτής της ομάδας γαλαξιών υπερβαίνει τη μάζα του Ήλιου στα 3 εκατομμύρια δισεκατομμύρια.
Τα μαλλιά της Βερόνικα
Το Σμήνος Κόμα είναι μια από τις πιο ενδιαφέρουσες γαλαξιακές ομάδες στον Μεταγαλαξία. Περιέχει περίπου αρκετές χιλιάδες γαλαξίες. Βρίσκονται αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός από τον Γαλαξία μας. Η πλειοψηφίαοι γαλαξίες είναι ελλειπτικοί. Τα μαλλιά της Veronica δεν διακρίνονται από λαμπερά αστέρια - ακόμη και το άλφα, που ονομάζεται Tiara, είναι μικρό. Σε αυτόν τον αστερισμό, μπορεί κανείς να παρατηρήσει ένα σμήνος από αμυδρά φωτεινά αστέρια "Coma", που στα λατινικά σημαίνει "τρίχα". Ο αρχαίος Έλληνας λόγιος Ερατοσθένης ονόμασε αυτό το σύμπλεγμα «Τα μαλλιά της Αριάδνης». Ο Πτολεμαίος το απέδωσε στο αστρικό σμήνος του Λέοντα.
Ένας από τους πιο όμορφους γαλαξίες στον αστερισμό είναι ο NGC 4565, ή η Βελόνα. Από την επιφάνεια του πλανήτη μας, είναι ορατός στην άκρη. Βρίσκεται 30 εκατομμύρια έτη φωτός από τον Ήλιο. Και η διάμετρος του γαλαξία είναι μεγαλύτερη από 100 χιλιάδες έτη φωτός. Υπάρχουν επίσης δύο αλληλεπιδρώντες γαλαξίες στο Hair of Veronica - NGC 4676, ή, όπως ονομάζεται επίσης αυτή η ομάδα, "Ποντίκια". Απομακρύνονται από τη Γη σε απόσταση 300 εκατομμυρίων ετών φωτός. Μελέτες έχουν δείξει ότι από τη στιγμή που αυτοί οι γαλαξίες έχουν περάσει ο ένας από τον άλλο. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι τα «ποντίκια» θα συγκρουστούν περισσότερες από μία φορές, μέχρι να μετατραπούν σε έναν γαλαξία.
