Apkārtējā apkārtējā telpa nav tikai vientuļās zvaigznes, planētas, asteroīdi un komētas, kas nakts debesīs mirdz. Cosmos ir milzīga sistēma, kurā viss ir ciešā sadarbībā. Planētas tiek apvienotas ap zvaigznēm, kas savukārt veido klasterus vai miglājus. Šos veidojumus var attēlot ar atsevišķiem gaismekļiem, vai arī tie var būt simtiem, tūkstošiem zvaigžņu, veidojot jau lielākus visuma veidojumus - galaktikas. Mūsu zvaigžņu valsts - Piena ceļa galaktika - ir tikai neliela daļa no milzīgā Visuma, kurā bez tam ir arī citas galaktikas.
Visums pastāvīgi kustas. Jebkurš kosmosa objekts ir daļa no konkrētas galaktikas. Sekojot zvaigznēm, arī galaktikas pārvietojas, un katrai no tām ir savas dimensijas, noteikta vieta blīvā universālā kārtībā un sava kustības trajektorija.
Cilvēks ir spējis skaitīt zvaigznes skaitu debesīs, bet gan noteikt, cik daudz galaktiku Visumā ir biedējošs uzdevums gan tehniski, gan teorētiski.
Kāda ir visuma patiesā struktūra?
Ilgu laiku ap Saules sistēmas planētām, zvaigznēm un melnajiem caurumiem, kas dzīvo mūsu zvaigžņu mājā - Piena ceļa galaktikā, uzcēla cilvēces zinātniskās atziņas par kosmosu. Jebkurš cits galaktikas objekts, ko telpā atklāja teleskopi, tika automātiski ievadīts mūsu galaktikas telpas struktūrā. Līdz ar to nebija ne jausmas, ka Piena ceļš nav vienīgā vispārējā izglītība.
Ierobežotas tehniskās iespējas neļāva mums skatīties tālāk, nekā Piena ceļš, kur saskaņā ar iedibināto viedokli sākas tukšums. Tikai 1920. gadā amerikāņu astrofizika Edvins Habls varēja pierādīt, ka Visums ir daudz lielāks, un kopā ar mūsu galaktiku šajā plašajā un neierobežotajā pasaulē ir arī citas lielas un mazas galaktikas. Universālā reālā robeža nepastāv. Daži objekti ir pietiekami tuvi mums, tikai daži miljoni gaismas gadu no Zemes. Citi, gluži pretēji, atrodas visuma tālā stūrī, kas ir ārpus redzesloka.
Ir pagājuši gandrīz simts gadi, un šobrīd jau tiek novērtēts galaktiku skaits simtiem tūkstošu. Ņemot to vērā, mūsu Piena ceļš nešķiet tik milzīgs, ja ne teikt, ļoti mazs. Šodien jau ir atklātas galaktikas, kuru lielums ir sarežģīts pat matemātiskai analīzei. Piemēram, vislielākā Visuma galaktika, IC 1101, diametrs ir 6 miljoni gaismas gadu un sastāv no vairāk nekā 100 triljoniem zvaigznes. Šis galaktiskais briesmonis atrodas vairāk nekā miljardu gaismas gadu laikā no mūsu planētas.
Šādas milzīgas formas, kas ir visuma pasaulē, struktūru pārstāv tukšums un starpzvaigžņu veidojumi - šķiedras. Pēdējie, savukārt, ir sadalīti superclusters, intergalactic klasteros un galaktikas grupās. Šī lielā mehānisma mazākā saikne ir galaktika, ko pārstāv daudzi zvaigžņu klasteri - ieroči un gāzes miglāji. Tiek pieņemts, ka Visums pastāvīgi paplašinās, tādējādi izraisot galaktikas ar lielu ātrumu virzienā no Visuma centra uz perifēriju.
Ja mēs iedomājamies, ka mēs novērojam kosmosu no mūsu Piena ceļa galaktikas, kas, iespējams, atrodas Visuma centrā, tad Visuma struktūras plašais modelis izskatīsies šādi.
Tumšā viela - tā ir tukšums, superclusters, galaktiku kopas un miglāji - tās ir visas lielās sprādziena sekas, kas izraisīja Visuma veidošanos. Miljonu gadu laikā tā struktūra tiek pārveidota, mainās galaktiku forma, jo dažas zvaigznes izzūd, tās absorbē melnie caurumi, un citi, gluži pretēji, pārvēršas supernovā, kļūstot par jauniem galaktiskiem objektiem. Miljardiem gadu atpakaļ galaktiku sakārtošanā bija diezgan atšķirīgs no tā, ko mēs tagad redzam. Jebkurā gadījumā, ņemot vērā kosmosā notiekošos pastāvīgos astrofiziskos procesus, ir iespējams izdarīt zināmus secinājumus par to, ka mūsu Visumam ir nepārtraukta struktūra. Visi kosmosa objekti atrodas pastāvīgā kustībā, mainot to atrašanās vietu, lielumu un vecumu.
Šodien, pateicoties Habla teleskopam, mēs varējām atrast tuvākās galaktikas, noteikt to lielumu un noteikt mūsu pasaules relatīvo stāvokli. Ar astronomu, matemātiķu un astrofiziku centieniem tiek veidota Visuma karte. Ir identificētas atsevišķas galaktikas, bet lielākoties šādi lielie Visuma objekti ir sagrupēti vairākās desmitu grupu. Vidējais galaktiku lielums šādā grupā ir 1-3 miljoni gaismas gadu. Grupai, kurai pieder mūsu Piena ceļš, ir 40 galaktikas. Papildus grupām intergalaktiskajā telpā ir liels skaits punduru galaktiku. Parasti šādi veidojumi ir lielāko galaktiku satelīti, piemēram, mūsu Piena ceļš, Trīsstūris vai Andromeda.
Vēl nesen, mazākā galaktika Visumā tika uzskatīta par punduru galaktiku "Segue 2", kas atrodas 35 kilometru attālumā no mūsu zvaigznes. Tomēr 2018. gadā japāņu astrofizisti atklāja vēl mazāku galaktiku - Jaunava I, kas ir Piena ceļa satelīts un atrodas 280 tūkstošu gaismas gadu attālumā no Zemes. Tomēr zinātnieki uzskata, ka tas nav ierobežojums. Liela varbūtība, ka ir galaktikas daudz mazāka izmēra.
Galaktiku kopām iet klasteri, kosmosa zonas, kurās ir līdz simtiem dažādu veidu, formu un izmēru galaktiku. Uzkrājumi ir milzīga izmēra. Parasti šāda Visuma diametrs ir vairāki megaparsecs.
Visuma struktūras īpatnība ir tās vājais mainīgums. Neskatoties uz milzīgajiem ātrumiem, ar kādiem galaktika pārvietojas Visumā, tie visi paliek vienā klasterī. Šeit lielā sprādziena rezultātā veidojas princips, kā saglabāt daļiņu atrašanās vietu kosmosā, ko ietekmē tumšs materiāls. Tiek pieņemts, ka šo tukšumu ietekmē piepildītas tumšas vielas, kopas un galaktiku grupas turpina pārvietoties vienā virzienā miljardiem gadu, kas atrodas blakus.
Lielākie Visuma veidojumi ir galaktikas superclusters, kas apvieno galaktiku grupas. Slavenākais superauters ir Klouna Lielais mūris, universāla mēroga objekts, kas stiepjas 500 miljonu gaismas gadu garumā. Šā supercluster biezums ir 15 miljoni gaismas gadu.
Pašreizējos apstākļos kosmosa kuģi un tehnoloģijas neļauj mums uzskatīt Visumu tā pilnīgajā dziļumā. Mēs varam atklāt tikai superplākšņus, kopas un grupas. Turklāt mūsu kosmosam ir milzīgas tukšumu, tumšās vielas burbuļi.
Pasākumi, lai izpētītu Visumu
Mūsdienu visuma karte ļauj mums ne tikai noteikt mūsu atrašanās vietu kosmosā. Šodien, pateicoties spēcīgiem radio teleskopiem un Habla teleskopa tehniskajām iespējām, cilvēks ir spējis ne tikai novērtēt galaktiku skaitu Visumā, bet arī noteikt to veidus un šķirnes. 1845. gadā britu astronoms Viljams Parsons, izmantojot teleskopu, lai izpētītu gāzes mākoņus, spēja noteikt galaktisko objektu struktūras spirālveida raksturu, uzsverot, ka dažādās jomās zvaigžņu klastera spilgtums var būt lielāks vai mazāks.
Pirms simts gadiem Piena ceļš tika uzskatīts par vienīgo zināmo galaktiku, lai gan citu intergalaktisko objektu klātbūtne tika pierādīta matemātiski. Mūsu kosmosa pagalms ieguva savu nosaukumu senos laikos. Senie astronomi, skatoties uz neskaitāmām zvaigznēm nakts debesīs, pamanīja raksturīgu to atrašanās vietu. Galvenais zvaigznes klasteris bija koncentrēts gar iedomātu līniju, kas atgādināja šļakatu pienu. Piena ceļa galaktika, citas pazīstamas Andromēdas galaktikas debess ķermeņi, ir pirmie Visuma objekti, no kuriem sākās kosmosa izpēte.
Mūsu Piena ceļam ir pilns galaktikas objektu kopums, kam vajadzētu būt normālai galaktikai. Šeit ir klasteri un zvaigžņu grupas, kuru kopējais skaits ir aptuveni 250-400 miljardi, mūsu galaktikā ir gāzu mākoņi, kas veido ieročus, ir melni caurumi un saules sistēmas, piemēram, mūsu.
Tajā pašā laikā Piena ceļš, tāpat kā Andromeda ar trijstūri, ir tikai neliela daļa no Visuma, kas ir daļa no vietējās superklustera grupas, ko sauc par Jaunava. Mūsu galaktikai ir spirālveida forma, kur lielākā daļa zvaigžņu klasteru, gāzu mākoņi un citi kosmosa objekti pārvietojas pa centru. Ārējā spirāles diametrs ir 100 tūkstoši gaismas gadu. Piena ceļš - pēc telpas standartiem nav liela galaktika, kuras masa ir 4,8x1011 M11. Vienā no Oriona rokām Cygnus ir mūsu saule. Attālums no mūsu zvaigznes līdz Piena ceļa centram ir 26 000 ± 1,400 sv. gadiem
Ilgu laiku tika uzskatīts, ka viens no populārākajiem astronomiem Andromeda miglā ir daļa no mūsu galaktikas. Turpmākie pētījumi par šo kosmosa daļu sniedza neapstrīdamus pierādījumus tam, ka Andromeda ir neatkarīga galaktika un daudz lielāka nekā Piena ceļš. Attēli, kas iegūti, izmantojot teleskopus, parādīja, ka Andromedai ir savs kodols. Ir arī zvaigžņu kopas, un ir miglāji, kas pārvietojas spirālē. Katru reizi astronomi centās izskatīties dziļāk un dziļāk Visuma iekšienē, izpētot plašās kosmosa teritorijas. Tiek novērtēts, ka šajā Visuma gigantā zvaigžņu skaits ir 1 triljons.
Ar Edvina Habla centieniem bija iespējams noteikt aptuvenu attālumu līdz Andromedai, kas nevarēja būt daļa no mūsu galaktikas. Tā bija pirmā galaktika, kas bija pakļauta šādai rūpīgai pārbaudei. Nākamajos gados radās jauni atklājumi starpgalaktisko pētījumu jomā. Piena ceļa galaktikas daļa, kurā atrodas mūsu Saules sistēma, ir rūpīgāk izpētīta. No 20. gadsimta vidus kļuva skaidrs, ka papildus mūsu Piena ceļam un labi pazīstamajam Andromedai kosmosā ir daudz citu universāla mēroga vienību. Tomēr kārtībai, kas nepieciešama, lai racionalizētu kosmosu. Ja zvaigznēm, planētām un citiem kosmosa objektiem iestājās klasifikācija, tad ar galaktikām tas bija sarežģītāks. Ārējās kosmosa izpētīto teritoriju milzīgajām dimensijām, kuras bija ne tikai grūti vizuāli izpētīt, bet arī novērtēt cilvēka dabas līmenī, bija ietekme.
Galaktiku veidi saskaņā ar pieņemto klasifikāciju
Habls bija pirmais, kas veica šādu soli, 1962. gadā mēģinot loģiski klasificēt tajā laikā zināmās galaktikas. Klasifikācija tika veikta, pamatojoties uz pētāmo objektu formu. Rezultātā Hablajam izdevās visas galaktikas sakārtot četrās grupās:
- spirālveida galaktikas ir visizplatītākais veids;
- seko elipsveida spirālveida galaktikas;
- ar galaktikas džemperi (bar);
- nepareizas galaktikas.
Jāatzīmē, ka mūsu Piena ceļš pieder pie tipiskām spirālveida galaktikām, tomēr ir viens "bet". Nesen, džemperis - bārs, kas atrodas centrālās daļas veidošanos. Citiem vārdiem sakot, mūsu galaktika nenāk no galaktikas kodola, bet plūst no džempera.
Tradicionāli spirālveida galaktika izskatās spirālveida plakana diska formā, kurā ir spilgts centrs - galaktikas kodols. Šādas galaktikas ir visizplatītākās Visumā, un tās apzīmē ar latīņu burtu S. Turklāt spirāles galaktikas iedalās četrās apakšgrupās - So, Sa, Sb un Sc. Mazie burti norāda uz spilgtas kodola klātbūtni, uzmavu neesamību vai otrādi, blīvu piedurkņu klātbūtni, kas aptver galaktikas centrālo daļu. Šādās piedurknēs ir zvaigžņu kopas, zvaigžņu grupa, kas ietver mūsu Saules sistēmu, citus kosmosa objektus.
Šāda veida galvenā iezīme ir lēna rotācija ap centru. Piena ceļš padara pilnīgu revolūciju ap savu centru 250 miljonu gadu garumā. Spirāles, kas atrodas tuvāk centram, galvenokārt sastāv no veco zvaigžņu kopām. Mūsu galaktikas centrs ir melns caurums, ap kuru notiek visa galvenā kustība. Ceļa garums atbilstoši mūsdienu aplēsēm ir 1,5–25 tūkstoši gaismas gadu centra virzienā. Tās pastāvēšanas laikā spirālveida galaktikas var apvienoties ar citiem mazākiem Visuma veidojumiem. Pierādījumi par šādām sadursmēm iepriekšējos periodos ir zvaigžņu halo klasteru klātbūtne. Līdzīga teorija balstās uz spirālveida galaktiku veidošanās teoriju, kas bija divu galaktiku, kas atrodas apkārtnē, sadursmes rezultāts. Sadursme nevarēja nokļūt bez pēdām, radot vispārēju rotācijas impulsu jaunam veidojumam. Blakus spirālveida galaktikai ir punduris galaktika, viena, divas vai vairākas, kas ir lielākas veidošanās satelīti.
Līdzīga struktūra un sastāvs ar spirālveida galaktikām ir eliptisks spirālveida galaktika. Tie ir milzīgi, lielākie Visuma objekti, tostarp liels skaits superautoru, klasteru un zvaigznes grupu. Lielākajās galaktikās zvaigžņu skaits pārsniedz desmitiem triljonu. Galvenā atšķirība starp šādām formācijām ir forma, kas ir ļoti izstiepta kosmosā. Spirāles ir izvietotas elipses formā. Elliptiskā spirālveida galaktika M87 ir viena no lielākajām Visumā.
Ar džemperi galaktikas ir daudz mazāk izplatītas. Tās veido aptuveni pusi no visām spirālveida galaktikām. Atšķirībā no spirālveida veidojumiem, šādās galaktikās sākums tiek ņemts no džemperis, ko sauc par bāru, kas izriet no divām spožākajām zvaigznēm, kas atrodas centrā. Spilgts piemērs šādai izglītībai ir mūsu Piena ceļš un Lielā Magelāna mākoņu galaktika. Iepriekš šis veidojums tika attiecināts uz neregulārām galaktikām. Džemperis pašlaik ir viena no galvenajām mūsdienu astrofizikas pētījumu jomām. Saskaņā ar vienu versiju blakus esošā melnā caurule sūkā un absorbē gāzi no tuvējām zvaigznēm.
Skaistākās galaktikas visumā pieder spirālveida un neregulārajām galaktikām. Viens no skaistākajiem ir Whirlpool galaktika, kas atrodas debess zvaigznājos Hounds Dogs. Šajā gadījumā galaktikas centrs un spirāles, kas rotē vienā virzienā, ir skaidri redzamas. Neregulāras galaktikas ir haotiski izvietotas zvaigznes, kurām nav skaidras struktūras. Šāda veidojuma lielisks piemērs ir galaktika, kas numurēta NGC 4038, kas atrodas Ravenas zvaigznājā. Šeit, kopā ar milzīgiem gāzu mākoņiem un miglājiem, ir redzams, ka kosmosa objektu izkārtojums nav pilnīgs.
Secinājumi
Jūs varat bezgalīgi izpētīt Visumu. Katru reizi, atnākot jauniem tehniskiem līdzekļiem, cilvēks atver telpu plīvuru. Galaktikas cilvēka prāta objektiem kosmosā ir visnepārprotamākās, gan no psiholoģiskā viedokļa, gan atskatoties uz zinātni.
