Хотите увидеть реальные размеры вселенной? теперь у вас есть такая возможность

Большая картинка


Эллиптические галактики, такие как M49 в Деве, представляют собой огромные сферы звезд, которые плавают в эллипсоидальном облаке. Хотя их диаметры часто похожи на большие спиральные галактики, они могут содержать гораздо большую массу, потому что у них форма футбольного мяча, а не диска. Эта галактика находится на расстоянии около 56 миллионов световых лет и является одной из самых массивных галактик в скоплении Девы (предоставлено: NASA / ESA / STScI).

Произошли и другие удивительные открытия. В 2014 году астрономы определили новое сверхскопление, основанное на относительных движениях галактик, проанализированных более сложным способом, чем когда-либо прежде. Астрономы Гавайского университета пришли к выводу о существовании сверхскопления Ланиакея и назвали его в честь гавайского слова «огромные небеса». Ланиакея, которую также иногда называют Местным Сверхскоплением, содержит около 100 000 галактик, включая Местную Группу и Млечный Путь.

Это массивное скопление и все его члены путешествуют вместе в пространстве, но не все галактики внутри нее гравитационно связаны. Некоторые будут расщепляться от остальной части кластера с течением времени.

Карта Сверхскопления Девы

Сверхскопление Ланиакеи состоит из четырех основных компонентов — Сверхскопления Девы, Сверхскопления Гидры-Центавра, Сверхскопления Павлина-Индейца и Южного Сверхскопления. Всего в Ланиакее около 500 галактических скоплений и групп. И окружающие Ланиакея в локальной вселенной представляют собой другие сверхскопления галактик — сверхскопления Шепли, сверхскопления Геркулеса, сверхскопления Комы и сверхскопления Персея-Рыбы.

Каждая из этих структур содержит сотни скоплений галактик и связана тканеподобной сетью космической структуры. Начиная с 1980-х годов, астрономы обнаружили свидетельства структур даже больших, чем сверхскопления. Сначала объекты, которые теперь называются большими квазарными группами (LQG), сбивали с толку астрономов. В 1982 году шотландский астроном Адриан Вебстер нашел то, что стало известно, как Группа больших квазаров Вебстера, набора из пяти квазаров, или активно питающих черные дыры, протяженностью более 330 миллионов световых лет. В настоящее время известно около двух десятков LQG.

Структура, известная как Огромный LQG, содержит 73 квазара диаметром около 4 миллиардов световых лет. Эта массивная структура, отвергнутая некоторыми астрономами, может называться самой большой коллекцией связанных веществ в космосе. Поистине, вселенная настолько велика, что ее трудно понять. С одной стороны, чудовищность вселенной заставляет нас чувствовать себя маленькими. Наши короткие жизни проходят так быстро, что мы в основном не подозреваем о невероятно большом космосе вокруг нас. Но тот факт, что мы чувствуем, что можем размышлять о звездах и галактиках далеко от нас, делает жизнь во Вселенной поистине удивительной вещью. И мы только начинаем познавать огромный мир галактик.

Планеты земного типа

Меркурий

Самая маленькая планета Солнечной системы имеет радиус всего 2440 км. Период обращения вокруг Солнца, для простоты понимания приравненный к земному году, составляет 88 дней, при этом оборот вокруг собственной оси Меркурий успевает совершить всего полтора раза. Таким образом, его сутки длятся приблизительно 59 земных дней. Долгое время считалось, что эта планета все время повёрнута к Солнцу одной и той же стороной, поскольку периоды его видимости с Земли повторялись с периодичностью, примерно равной четырем Меркурианским суткам.  Это заблуждение было развеяно с появлением возможности применять радиолокационные исследования и вести постоянные наблюдения с помощью космических станций. Орбита Меркурия – одна из самых нестабильных, меняется не только скорость перемещения и его удалённость от Солнца, но и само положение. Любой интересующийся может наблюдать этот эффект.

Меркурий в цвете, снимок космического аппарата MESSENGER

Близость к Солнцу стала причиной того, что Меркурий подвержен самым большим перепадам температуры среди планет нашей системы. Средняя дневная температура составляет около 350 градусов по Цельсию, а ночная -170 °C. В атмосфере выявлены натрий, кислород, гелий, калий, водород и аргон. Существует теория, что он был ранее спутником Венеры, но пока это остается недоказанным. Собственные спутники у него отсутствуют.

Венера

Вторая от Солнца планета, атмосфера которой почти полностью состоит из углекислого газа. Её часто называют Утренней звездой и Вечерней звездой, потому что она первой из звёзд становится видна после заката, так же как и перед рассветом продолжает быть видимой и тогда, когда все остальные звёзды скрылись из поля зрения. Процент диоксида углерода составляет в атмосфере 96%, азота в ней сравнительно немного – почти 4% и в совсем незначительном количестве присутствует водяной пар и кислород.


Венера в УФ спектре

Подобная атмосфера создает эффект парника, температура на поверхности из-за этого даже выше, чем у Меркурия и достигает 475 °C. Считается самой неторопливой, венерианские сутки длятся 243 земных дня, что почти равно году на Венере – 225 земных дней. Многие называют её сестрой Земли из-за массы и радиуса, значения которых очень близки к земным показателям. Радиус Венеры составляет 6052 км (0,85% земного). Спутников, как и у Меркурия, нет.

Земля

Третья планета от Солнца и единственная в нашей системе, где на поверхности есть жидкая вода, без которой не смогла бы развиться жизнь на планете. По крайней мере, жизнь в том виде, в котором мы её знаем. Радиус Земли равен 6371 км и, в отличие от остальных небесных тел нашей системы, более 70% её поверхности покрыто водой. Остальное пространство занимают материки. Ещё одной особенностью Земли являются тектонические плиты, скрытые под мантией планеты. При этом они способны перемещаться, хоть и с очень малой скоростью, что со временем вызывает изменение ландшафта. Скорость перемещения планеты по ней – 29-30 км/сек.

Наша планета из космоса

Один оборот вокруг своей оси занимает почти 24 часа, причем полное прохождение по орбите длится 365 суток, что намного больше в сравнении с ближайшими планетами-соседями. Земные сутки и год также приняты как эталон, но сделано это лишь для удобства восприятия временных отрезков на остальных планетах. У Земли имеется один естественный спутник – Луна.

Марс

Марс, снимок космического телескопа Хаббл в 2003 году

Четвёртая планета от Солнца, известная своей разрежённой атмосферой. Начиная с 1960 года, Марс активно исследуется учеными нескольких стран, включая СССР и США. Не все программы исследования были успешными, но найденная на некоторых участках вода позволяет предположить, что примитивная жизнь на Марсе существует, или существовала в прошлом.

Яркость этой планеты позволяет видеть его с Земли без всяких приборов. Причем раз в 15-17 лет, во время Противостояния, он становится самым ярким объектом на небе, затмевая собой даже Юпитер и Венеру.

Радиус почти вдвое меньше земного и составляет 3390 км, зато год значительно дольше – 687 суток. Спутников у него 2 — Фобос и Деймос.

Что видит глаз

Поскольку со времен античности зрение осталось абсолютно тем же, также не изменилось и то, сколько звезд на небе может различить человек без дополнительных инструментов. Теперь стало известно, что во вселенной их триллионы, даже если вести речь лишь о тех, что доступны человеку в видимой ему части, однако большинство из них он сможет разглядеть только с использованием приборов.

Невооруженному глазу видны лишь те из них, которые имеют звездную величину примерно +7. Точный показатель при этом определяется характеристиками зрения наблюдателя и темноты небосвода. В наилучших условиях можно увидеть объекты с показателем +8, в худших — не более, чем +6.

В результате человеку, не пользующемуся приспособлениями можно разглядеть 6000 звезд, но сразу стоит оговорить, что, поскольку небосвод делится на два полушария, в каждом из них зрения доступны уже максимум 3000. Дополнительно, так как в обоих случаях некоторые из этих светил находятся вблизи горизонта, визуальный доступ к ним закрыт атмосферой. Также они могут заслоняться неровностями рельефа (холмами и тем более горами), лесами, городскими ландшафтами. В итоге реальный ответ на вопрос, сколько звезд на небе увидит простой наблюдатель, снижается до уже 2500. Во избежание таких помех лаборатории строят на возвышениях и вне городских зон.

Но даже указанные 2500 звезд видны смотрящему на небо лишь в том случае, если ночью нет луны и отсутствуют иные источники освещения, включая стандартный фонарь. При их наличии их число снижается до 200.

Великая стена Геркулес — Северная Корона

Самый большой структурный объект во Вселенной тоже был обнаружен астрономами в рамках наблюдения за гамма-излучением. Этот объект, получивший название Великая стена Геркулес — Северная Корона, простирается на 10 миллиардов световых лет, что делает его в два раза больше Гигантского галактического гамма-кольца. Так как самые яркие всплески гамма-излучения производят более крупные звезды, обычно расположенные в областях космоса, где содержится больше материи, астрономы каждый раз метафорически рассматривают каждый такой всплеск, как укол иголки в нечто более крупное. Когда ученые обнаружили, что в области космоса в направлении созвездий Геркулеса и Северной Короны слишком часто происходят всплески гамма-излучения, они определили, что здесь имеется астрономический объект, представляющий собой, вероятнее всего, плотную концентрацию галактических скоплений и другой материи.

Интересный факт: имя «Великая стена Геркулес — Северная Корона» было придумано филиппинским тинейджером, который записал его в «Википедию» (вносить правки в эту электронную энциклопедию, кто не знает, может любой желающий). Вскоре после новостей о том, что астрономы обнаружили огромную структуру на космическом небосклоне, на страницах «Википедии» появилась соответствующая статья. Несмотря на то, что придуманное имя не совсем точно описывает этот объект (стена охватывает сразу несколько созвездий, а не только два), мировой Интернет быстро к нему привык. Возможно, это первый случай, когда «Википедия» дала имя обнаруженному и интересному с научной точки зрения объекту.


Так как само существование этой «стены» тоже противоречит космологическому принципу, ученым приходится пересматривать некоторые свои теории о том, как на самом деле сформировалась Вселенная.

Шкала расстояний

Телескопы являются лишь одним из инструментов для измерения космических расстояний и не всегда способны справится с этим заданием: чем дальше находится объект, расстояние до которого мы хотим измерить, тем сложнее это сделать. Радиотелескопы отлично подходят для измерения расстояний и проведения наблюдений лишь внутри нашей Солнечной системы. Они действительно способны предоставлять очень точные данные. Но стоит только направить их взор за пределы Солнечной системы, как их эффективность резко сокращается. Ввиду всех этих проблем астрономы решили прибегнуть к другому методу измерения расстояния — параллаксу.

Что такое параллакс? Объясним на простом примере. Закройте сначала один глаз и посмотрите на какой-нибудь объект, а затем закройте другой глаз и посмотрите снова на этот же объект. Заметили небольшое «изменение в положении» объекта? Этот «сдвиг» и называется параллаксом, методом, который используется для определения расстояния в космосе. Метод отлично работает, когда речь идет о звездах, находящихся в относительной близости от нас — примерно в радиусе 100 световых лет. Но когда и этот метод становится малоэффективным, ученые прибегают к другим.

Следующий способ определения расстояния носит название «метод главной последовательности». Он основан на наших знаниях о том, как со временем изменяются звезды определенных размеров. Сначала ученые определяют яркость и цвет звезды, а затем сравнивают показатели с ближайшими звездами, обладающими аналогичными характеристиками, выводя на основе этих данных приблизительное расстояние. Опять же, данный метод весьма ограничен и работает только в случае звезд, принадлежащих нашей галактике, или тех, которые находятся в радиусе 100 000 световых лет.

Чтобы заглянуть дальше, астрономы полагаются на метод измерения по цефеидам. Он основан на открытии американского астронома Генриетты Суон Ливитт, которая обнаружила зависимость между периодом изменения блеска и светимостью звезды. Благодаря этому методы многие астрономы смогли высчитать расстояния до звезд не только внутри нашей галактики, но и за ее пределами. В некоторых случаях речь идет о дистанциях в 10 миллионов световых лет.

И все же к вопросу размеров Вселенной мы пока не приблизились ни на йоту. Поэтому переходим к ультимативному средству измерений, основанному на принципе красного сдвига (или красного смещения). Суть красного смещения аналогична принципу работы эффекта Доплера. Вспомните железнодорожный переезд. Никогда не замечали, как звучание гудка поезда изменяется в зависимости от расстояния, усиливаясь при приближении и становясь тише при отдалении?

Свет работает примерно так же. Посмотрите на спектрограмму выше, видите черные линии? Они указывают на границы поглощения цвета химическими элементами, находящимися внутри и вокруг источника света. Чем больше сдвинуты линии к красной части спектра — тем дальше объект находится от нас. На основе подобных спектрограмм ученые также определяют то, насколько быстро объект двигается от нас.

Так мы плавно и подобрались к нашему ответу. Большая часть света, подвергшаяся красному смещению, принадлежит галактикам, возраст которых около 13,8 миллиарда лет.

Виды галактик

По классификации Хаббла, они могут быть:

  1. Эллиптическими (Е). Это система небесных тел, которая обладает четко видимой сферической структурой и размытыми краями. Они медленно вращаются. Общее количество подобных объектов во Вселенной составляет 25%.
  2. Линзообразные (SO). Этот вид не имеет спиральных рукавов. Основное небесное тело здесь линза, окруженная слабым ореолом. В космическом пространстве насчитывается 20% галактик этого типа.
  3. Спиральные (обычные S). Внутри диска этой системы имеются звездные рукава.  В центре наблюдается сгущение и спиральные ветви голубого цвета. Здесь также имеется бар, т.е. перемычка, от краев которой образуются рукава. Наш Млечный путь относится к этой спиральной системе.
  4. Неправильные. Это объекты, в которых нет определенной структуры. Небесные тела расположены в хаотичном порядке. В прошлом, они могли быть спиральными или эллиптическими, но под действием гравитационных сил, стали неправильными. Их количество составляет 25% от всех систем в космическом пространстве.

Исследования

Если загнуть в телескоп, то можно увидеть три кольца, которые окружают планету. Красотой они не дотягивают до кольца Сатурна и не так заметны. В 1979 году с помощью аппарата Вояджер 1 ученые доказали их существование. Самой большой и отличительной особенностью являются вихри, расположенные ниже экватора. Их огромные размеры поражают наблюдателей и выглядят как большое красное пятно. Их открыли в 1664 году, и деятельность активна в наше время.

Для Юпитера не чужды стихийные явления природы:

  • полярное сияние;
  • штормы;
  • молния;
  • сильные ветра.

Исследования длятся не одно столетия и являются незавершенными в наши дни. Еще предстоит большое количество открытий и исследований. Возможно даже открытие жизни на этом объекте Солнечной системы. Но в данный момент наука настаивает на мнении, что это маловероятно. Аммиак и ацетилен мало пригодны для развития живых организмов и шансы ничтожны.

Интересные факты о самой большой планете Солнечной системы

Давайте узнаем больше интересных фактов о Юпитере. Возле северных и южных полюсов самой большой планеты Солнечной системы наблюдаются полярные сияния. Но здесь они намного интенсивнее и практически не останавливаются. На это влияет мощное магнитное поле и поступающий материал от вулканов Ио.

Есть плотная атмосфера, где ветер разгоняется до 620 км/ч. Всего за несколько часов формируются мощнейшие штормы. Наиболее популярный – Большое Красное Пятно, наблюдаемое с 1600-х гг.

С обнаружением экзопланет мы поняли, что планеты способны по размеру превосходить нашего газового гиганта. Кеплеру уже удалось найти более 300 супер-юпитеров. Среди примеров стоит вспомнить PSR B1620-26 b, считающийся старейшей планетой (12.7 млрд. лет). Кроме того, есть HD 80606 b с наиболее эксцентричной орбитой.

Интересно то, что в теории есть планеты, которые в 15 раз крупнее Юпитера. При синтезе дейтерия они становятся коричневыми карликами. Наименование Юпитер получил от римлян в честь верховного божества.

Самая старая планета

Мафусаил. Холодный, темный. И очень старый. Официальное имя, как и водится, скучное — PSR B1620-26 b, неофициальное — Мафусаил — отражает суть, хотя и не в полной мере. Библейский старец, как известно, прожил 969 лет. Экзопланете, по подсчетам ученых, около 12,7 млрд лет, то есть она всего на 1 млрд лет младше самой Вселенной (которой, как известно, 13,7 млрд лет).

Это самая старая планета, известная на сегодняшний день. Стоит ли удивляться, что пара звезд, вокруг которых она вращается, превратились в белого карлика и пульсар соответственно (у звезд есть своя эволюция). Планета расположена в 12,4 светового года от нас — в созвездии Скорпиона, и довольно «увесиста» — 2,5 массы Юпитера. Вращается на расстоянии чуть более далеком, чем расстояние нашего Урана от Солнца. Год на Мафусаиле длится в сто раз дольше земного. Через какое-то время эта размеренная жизнь будет нарушена — система медленно, но верно дрейфует в самый центр звездного скопления М4 с огромным количеством звезд (из-за такой скученности возможны столкновения звездных систем друг с другом). Похоже, долгой жизни Мафусаила все же суждено оборваться.

Местная группа


Таинственно искаженная эллиптическая галактика NGC 474 в созвездии Рыб находится на расстоянии 100 миллионов световых лет. Соседняя спиральная галактика NGC 470 лежит прямо над ней. Множественные раковины и приливные хвосты окружают NGC 474, вызванные взаимодействиями с соседями и волнами плотности, которые распространяются через среду. Этот гигантский объект простирается на 250 000 световых лет и в два с половиной раза больше диаметра Млечного Пути (фото: P-A. DUC (CEA, CFHT), ATLAS 3D Collaboration)

Млечный Путь едва ли один в космосе. Он принадлежит к группе, по меньшей мере из 54 объектов, называемых Местной группой галактик, имя, которое Хаббл дал этому локальному облаку объектов, когда он наносил на карту ближайший космос. Основными членами Местной группы являются Млечный Путь, Галактика Андромеды и Галактика Вертушки (M33). Но у каждой из этих трех больших спиралей есть облако сопутствующих галактик.

Спутники Млечного Пути включают Большое и Малое Магеллановы Облака, видимые невооруженным глазом в Южном полушарии, и многие карликовые галактики. Диаметр Местной группы составляет около 10 миллионов световых лет, примерно в 100 раз больше диаметра Млечного Пути. И двигаясь дальше, в более глубокую вселенную, мы сталкиваемся с новыми примерами этих 100 миллиардов галактик. Эти величественные острова звезд и газа существуют в группах, таких как наша Местная группа, но также в более крупных скоплениях, и очень больших, называемых сверхскоплениями.

Несмотря на общее расширение Вселенной, означающее, что большинство галактик удаляются друг от друга по мере роста космоса, гравитация удерживает меньшее количество галактик, связанных друг с другом в своих путешествиях. Наша локальная группа, например, является членом так называемого скопления галактик в Деве, названного так потому, что его густонаселенный центр находится в созвездии Девы на нашем небе. Скопление Девы содержит по меньшей мере 1500 галактик и находится на расстоянии около 54 миллионов световых лет от Земли. Вы можете увидеть некоторые из самых ярких галактик около ядра скопления Девы в любительских телескопах, в массиве, который называется цепочкой Маркаряна.

Цепочка Маркаряна

Эта линия галактик содержит сверхмассивные эллиптические галактики, такие как M84 и M86, а также множество спиральных галактик. Для астрономов изучение типов галактик – одна из действительно захватывающих областей, и она лучше всего видна весенними вечерами в ясных, безлунных условиях. Большинство галактик скопления Девы содержат сверхмассивные черные дыры в своих центрах. Как пример – M87. В то время как центральная черная дыра Млечного Пути весит 4,3 миллиона солнечных масс, колоссальная черная дыра внутри M87 содержит приблизительно 5–7 миллиардов солнц, что примерно в 1000 раз больше нашей массы. M87 – одна из самых больших галактик в нашей части вселенной, так называемая центрально доминирующая, и она «съела» множество маленьких галактик, которые когда-то ее окружали. Вот что делают массивные галактики – они потребляют своих соседских партнеров.

Хаббл, галактики и расширяющаяся Вселенная

Стоит выразить огромную благодарность Эдвину Хабблу, который в 1924 году доказал, что наша галактика – одна из многих. При помощи своего 100-дюймового телескопа он заметил, что группа звезд, которые ранее считались частью Млечного Пути, на самом деле, являются галактикой Андромеды, расположенной в 2.2 миллионах световых лет. В 1927 году Ян Оорт доказал, что галактики совершают вращение вокруг своего центра.

Хаббл также выявил, что отдаленные галактики уходят от нас на больших скоростях. Это наблюдение стало законом Хаббла – Вселенная расширяется.

В 1996 году телескоп Хаббла добыл снимки 1500 далеких галактик, пребывающих в процессе формирования, что увеличило предположительное количество галактик. В 1990-х гг. полагали, что их может быть только 50 миллиардов. Конечно, современные цифры намного больше. На нашем сайте у вас есть возможность изучить все разновидности галактик и рассмотреть качественные фото, схемы и рисунки космических структур Вселенной.

  • Что такое галактика?;
  • Сколько галактик во Вселенной;
  • Самая большая галактика;
  • Ближайшая к нам галактика;
  • Самая молодая галактика;
  • Самый далекий запечатленный объект;
  • Сколько галактик было найдено?;
  • Сколько планет в галактике?;
  • Расстояние до Андромеды;
  • С кем столкнется Млечный Путь?;
  • Как называется наша галактика?;
  • В какой галактике расположена Земля;
  • Почему наша галактика называется Млечный Путь?;
  • Каким образом галактика получает свое название?;
  • Имена галактик;

Сверхскопления и скопления галактик

  • Великий аттрактор;
  • Скопление Девы;
  • Сверхскопление Девы;
  • Скопление галактик;
  • Сверхскопления;
  • Местная группа галактик;

Строение галактики

  • Эволюция галактик;
  • Вращение галактик;
  • Как появляются крупные галактики?;
  • Галактический центр;
  • Активное галактическое ядро;
  • Галактическая плоскость;
  • Галактический экватор;
  • Галактическое выравнивание;
  • Что такое межгалактическое пространство?;
  • Блазары;

Типы галактик

  • Спиральные галактики;
  • Спиральные галактики с перемычкой;
  • Неправильные галактики;
  • Эллиптические галактики;
  • Карликовые галактики;
  • Галактика из темной материи;
  • Формы галактик;
  • Магеллановы облака;
  • Большое Магелланово Облако;
  • Малое Магелланово Облако;
  • Другие галактики;

Возможно, мы просто не все видим?

Необъяснимый факт, указанный выше, открывает целый ряд новых проблем. Некоторые ученые постарались посчитать, сколько потребовалось бы времени для развития этих полностью сформированных галактик. Например, оксфордские ученые пришли к выводу, что размер всей Вселенной может быть в 250 раз больше наблюдаемой.

Мы действительно способны измерить расстояния до объектов в пределах наблюдаемой Вселенной, но то, что находится за этой гранью, нам не известно. Конечно же, никто не говорит, что ученые не пытаются это выяснить, но, как уже говорилось выше, наши возможности ограничены нашим уровнем технического прогресса. Кроме того, не стоит также сразу отбрасывать предположение о том, что ученые, возможно, так никогда и не узнают настоящих размеров всей Вселенной, если учесть все факторы, находящиеся на пути решения этого вопроса.

Планета Осирис

Следующей в списке идет планета Осирис, игнорирующая уроки Икара. Эта экзопланета также известна, как HD 209458b. Осирис расположен на расстоянии в 150 световых лет в созвездии Пегаса. Осирис приблизительно на 30% больше, чем Юпитер. Его орбита равна одной восьмой расстояния от Меркурия до Солнца, а температура этой планеты составляет приблизительно 1,832 градуса по Фаренгейту. Тепло и давление этой газовой планеты привели к значительному испарению различных атмосферных газов, исходящих из поля тяготения планеты, словно воздух из невидимого воздушного шара. Осирис ошеломил астрономов и экспертов по астрофизике, обнаруживших, как водород, кислород и углерод утекают с планеты. Все это привело к появлению нового типа классификации — хтонических планет.


С этим читают