10 Дивовижних галактичних явищ
Астрономи нерідко стикаються в своїх спостереженнях з явищами, які не те що складно пояснити, їх просто неможливо описати. Чим далі ми заглядаємо в космос, тим більше таких явищ ми знаходимо. Пропонуємо ознайомитися з десяткою одних з найцікавіших галактичних явищ і дивацтв, зібраних за роки копіткої споглядання космосу.
Галактика Triangulum II
Розташована недалеко від краю Чумацького Шляху галактика Triangulum II вже встигла вразити багатьох астрономів своїми неймовірно швидкими зірками. Наш крихітний галактичний сусід містить рекордно мале їх кількість - всього близько 1000 (в Чумацькому Шляху їх, наприклад, 100 мільярдів). Однак в Triangulum II ховається колосальна маса.
Ведучи спостереження за цією галактикою, великий телескоп Кека, розташований на гавайському вулкані Мауна-Кеа, зауважив шість зірок, які рухаються набагато швидше, ніж очікувалося. Справа в тому, що галактика настільки темна, що в телескоп було видно тільки ці шість зірок. Однак завдяки навіть цим зіркам дослідники змогли вирахувати гравітаційні сили Triangulum II і її загальну масу. Виявилося, що галактика масивніше, ніж сукупна маса всіх її зірок.
Вчені виявили, що в цій галактиці міститься найвища серед усіх вивчених до цього галактик концентрація темної матерії. Проте французькі астрономи зі Страсбурзького університету вважають, що причиною настільки сильної неуважності зірок і тьмяності галактики є вплив гравітаційних сил є сусідами з Triangulum II галактик.
Настільки висока концентрація темної матерії в Triangulum II дає вченим пряму можливість спробувати вивчити це дивне речовина, на частку якого припадає 24 відсотки всієї маси Всесвіту. Завдяки тому, що в цій галактиці міститься дуже мало зірок, вона практично не виробляє гамма-випромінювання, даючи тим самим шанс виявити рентгенівські сили від взаємодії темної матерії. Так як галактика фактично мертва, ці сигнали повинні фіксуватися чітко, практично без будь-яких спотворень від безлічі космічних джерел енергії, присутніх в більш «жвавих» областях.
Загадкове галактичне кільце
Американські та Угорські астрономи недавно натрапили в космосі на структуру, яка виявилася настільки величезною, що важко повірити в її існування. Цією структурою виявилося скупчення галактик, що утворили своєрідне кільце, яке простягається майже на 5 мільярдів світлових років. Цей об`єкт настільки величезний, що на нічному небі в оптичному діапазоні він виглядав би в 70 разів більші за повного диска Місяця.
Астрономам вдалося підрахувати передбачуваний розмір цього космічного кільця завдяки спорідненості семи спостережуваних сплесків гамма-випромінювання - одного з наймасштабніших явищ викиду енергії вибухового характеру в космосі. Сплески гамма-випромінювання, як правило, відбуваються в момент, коли зірка стає надзвичайно яскравий наднової, а потім перетворюється в чорну діру.
Так як спостережувані сплески знаходилися один від одного практично на однаковій відстані, астрономи припустили, що вони є частиною однієї космічної мегаструктури. Звичайно ж, відкидати ймовірність випадковості теж не варто. Існування галактичного кільця подібних розмірів суперечить нашим космологічним моделям, що описує межа розміру найбільших об`єктів у Всесвіті, який становить, згідно з цими моделями, близько 1,2 мільярда світлових років.
І навіть якщо це кільце дійсно існує, то чому воно таке велике? Відповіді на це питання поки ніхто не знає. Однак є припущення, що за створення таких космічних об`єктів неймовірного розміру так чи інакше відповідає все та ж загадкова темна матерія.
Галактика Tayna
Об`єднавши потужності космічних телескопів "Хаббл" і "Спітцер", астрономи виявили один з найвіддаленіших від нас об`єктів у Всесвіті. При цьому вчені вважають, що цей об`єкт з`явився лише через 400 мільйонів років після Великого вибуху. Тобто він ще й є одним з найстаріших об`єктів у Всесвіті. Цим об`єктом є ледь помітна і вкрай блякла галактика, що отримала назву Tayna, що на американському діалекті означає «первонароджених». На даний момент вчені виявили 22 подібні «первонародженим» галактики, які беруть свій початок незабаром після Великого вибуху.
Для виявлення галактики Tayna потрібні були сили двох кращих космічних телескопів людства і велика допомога з боку галактичного скупчення MACS J0416.1-2403, розташованого приблизно в чотири мільярди світлових років від нас. Володіючи масою в квадрильйон Сонць, цей галактичний кластер притягує до себе неймовірну кількість світла, створюючи гравітаційну лінзу і дозволяючи поглянути на Tayna, яка по суті знаходиться позаду нього. Телескоп імені Джеймса Вебба, який збираються відправити в космос в 2018 році, дозволить нам краще розгледіти цю галактику і надасть набагато більше деталей про це представника перших галактичних об`єктів у Всесвіті.
галактична нянька
Астрономи до кінця не впевнені в своїх знаннях про те, як же народжуються галактики. Загальноприйнято вважати, що всю необхідну матерію для свого утворення галактики беруть з міжгалактичної середовища. Однак є й інші припущення. Відповідно до одного з них, початкове формування галактики відбувається з щільного скупчення темної матерії, навколо якої починають накопичуватися хмари з водню та інших газів, притягує гравітаційними силами. Згідно з іншою теорією, галактики формуються з матерії певного джерела. Перший варіант занадто довгий, щоб його можна було перевірити на основі спостережуваних даних. За другим ніхто ніколи і не спостерігав.
Принаймні до недавнього часу. Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту за допомогою інструменту Cosmic Web Imager, встановленої на телескоп Хейла в обсерваторії Паломар, виявили протогалактіческіх диск (дуже молоду, тільки утворюється галактику), розташований в 10 мільярдах світлових років від нас. Він складається з гарячого газу, обсяг якого збільшується завдяки холодному газу, який молода галактика отримує з нитки так званої Космічної павутини, поруч з якою галактика формується. Вчені вважають, що це перше пряме доказ існування Космічної павутини, яка об`єднує все у Всесвіті.
Завдяки випадковому вдалому розташуванню двох квазарів в цій області космосу, частина нитки павутини, яка подає газ на новообразующимися галактику, нагрілася, що дозволило вченим визначити її наявність.
«Великий Магелланова свавілля»
Велика Магелланова хмара (БМО) і його карликовий супутник Мала Магелланова хмара (ММО) є нашими найближчими сусідніми галактиками, розташованими приблизно в 160 000 і 200 000 світлових років. Будучи найбільш великими карликовими галактиками, розташованими поруч з Чумацьким Шляхом, їх легко можна побачити в південній півкулі нічного неба.
Вчені відзначають, що з БМО відбувається щось дивне. У туманності Тарантул, що є частиною БМО, астрономи виявили справжній інкубатор зореутворення. Але, як виявилося, зірок тут утворюється набагато менше, ніж здається на перший погляд.
Справа в тому, що близько 5 відсотків з 5900 досліджених великих і дуже великих зірок, розташованих в БМО, не належать цій галактиці. БМО фактично викрала їх у ММО. До такого висновку вчені прийшли після того, як виявили, що ці зірки обертаються в іншу сторону, в порівнянні з іншими. Більш того, хімічний склад цих зірок зовсім не схожий на той, який зазвичай властивий зіркам БМО. У цих зірках міститься набагато більше важких елементів, таких як залізо і кальцій. Вчені вважають, що така плідність туманності Тарантул, пояснюється саме тим, що БМО краде зірки у ММО. Крім того, БМО не гребує під`їдати і газ у свого космічного сусіда. Газ в цьому випадку розганяється настільки сильно, що «запалює» залишкові гази між двома галактиками.
Галактика Геркулес А
У центрі галактики Геркулес А (3C 348) розташована гігантська чорна діра з масою 2,5 мільярда Сонць! Вона в 1000 разів масивніше чорної діри Чумацького Шляху і виробляє дві гігантські струмені плазми, які затемнюють практично всю галактику, в якій вони знаходяться. Більш того, тягнучись на 1,5 мільйона світлових років, ці потоки плазми затемнюють собою і інші галактики, в тому числі і Чумацький Шлях, який в діаметрі в 15 разів менше. Що знаходиться тут обсяг енергії дуже складно описати. Вихідна віддача чорної діри в центрі в еквіваленті радіохвиль в один мільярд разів вища, ніж у нашого Сонця.
Цього достатньо, щоб вважати Геркулес А одним з найяскравіших коли-небудь спостерігалися джерел радіохвиль. Рожево-червоний промінь на зображенні вище являє собою плазму з атомних частинок і магнітних полів, розігнаних до релятивістських швидкостей (майже до швидкості світла). Об`ємні кульові скупчення по краях, швидше за все, говорять про безліч ранніх неймовірних за обсягом викидів.
На жаль, все це невидимо для неозброєного погляду, тобто є лише уявленням художника. Зображення створено на основі оптичних даних з камери Wide Field Camera 3 телескопа «Хаббл», а також спостережень радіотелескопу Very Large Array (надвеликої Антенна Грати).
Стародавні білі карлики Чумацького Шляху
Наша галактики дуже давня. Вона майже така ж давня, як сам Всесвіт. Спостерігаючи за центральної перемичкою Чумацького Шляху, астрономи виявили скупчення з 70 білих карликів - щільних і компактних зірок з масою Сонця (або навіть більше), але при цьому не більше розміру Землі.
Звичайно ж, в перемичці знаходиться набагато більше зірок, проте вчених зацікавила певна група, розташована в відносній відкритості від космічного пилу і знаходиться приблизно в 25 000 світлових років від Землі.
Зараз ці зірки є не чим іншим, як астрономічними реліктами, проте, на думку вчених, саме вони можуть розповісти нам про те, як з`явилася наша галактика. Вважається, що вік деяких білих карликів тут становить понад 12 мільярдів років. Крім того, вчені думають, що саме ці білі карлики були одними з тих зірок, які колись «засіяли» нашу галактику. З них почалася історія Чумацького Шляху. Мільйони зірок, які завершили свій життєвий цикл, брали з них приклад, розкидавши на 100 000 світлових років свою матерію.
Неймовірно яскрава галактика
Космічний телескоп WISE аерокосмічного агентства NASA виявив найяскравішу з коли-небудь знайдених галактику. Її яскравість еквівалентна яскравості більше 300 трильйонів Сонць. Фотонам галактики WISE J224607.57-052635.0, про яку йде мова, довелося подолати 12,5 мільярда років, щоб залишити нам своє повідомлення і дати нам уявлення про те, як виглядав Всесвіт фактично на зорі свого народження.
Ця галактика настільки яскрава, що складно навіть дивитися на її повне зображення в поданні художника, яке можна бачити вище. Однак своєю яскравістю вона зобов`язана зовсім зірок. Галактика така яскрава завдяки своїй чорній дірі. Вона настільки масивна, що навіть в деякій мірі ставить під сумнів наше розуміння фізики.
Вчених дивує, що рання Всесвіт міг бути притулком для таких космічних об`єктів. Зазвичай чорні діри обмежені в своїй «ненажерливості», і минулого часу не вистачило б для того, щоб вона поглинула всю галактику. Однак ця чорна діра змогла якимось чином подолати «межа своєї ненажерливості» кілька разів, поки не досягла тієї маси, яку вона має зараз. Вона «наїлася» настільки, що тепер вивільняє (відригає) гігантський обсяг енергії, який буквально ударяється об знаходиться тут гігантський кокон газу, який в кінцевому підсумку починає прояснюватися сліпучої аурою.
Крихітна галактика з гігантською чорною дірою
Компактна карликова галактика M60-UCD1 може змінити наше розуміння чорних дір і уявлення про карликових галактиках в цілому. Її розмір становить всього 300 світлових років, що є всього лише 0,2 відсотка розміру Чумацького Шляху. Однак в цій галактиці знаходиться чорна діра з масою, еквівалентній 21 мільйону Сонць. Для порівняння: чорна діра в центрі Чумацького Шляху набагато більші в розмірах, але володіє масою всього 4 мільйони Сонць.
До недавнього часу вважалося, що розмір галактик і розмір чорних дір взаємопов`язані між собою. Однак це відкриття поставило під сумнів дану модель і передбачає, що розміри цих двох космічних об`єктів можуть бути абсолютно несумірні. І у вчених є для цього пояснення.
Справа в тому, що M60-UCD1 не завжди була карликовою галактикою. Астрономи з Університету штату Юта (США) вважають, що колись ця галактика була місцем проживання 10 мільярдів зірок. Однак вона занадто наблизилася до більшого галактичного сусіда, який фактично її обікрав. В результаті в галактиці залишилося всього близько 140 мільйонів зірок. Це і робить M60-UCD1 в кінцевому підсумку однією з найменших галактик з масивної чорної дірою в центрі. Однак це ж припущення вчених наштовхує і на інші питання. Чи є карликові галактики «невдалими» великими або ж всі вони в якийсь момент своєї історії стали жертвами своїх більших сусідів?
Галактика EGS8p7
Галактика EGS8p7 віком 13,2 мільярда років настільки древня, що ми не повинні її бачити. Після Великого вибуху Всесвіт деякий час представляла собою гаряче скупчення з протонів і електронів. Після періоду охолодження частки з`єдналися в нейтральний водень. Суть в тому, що в цьому випадку наші телескопи не змогли б виявити ранній світло Всесвіту, тому що йому б в такому випадку довелося пройти безліч різних спотворень.
Після того як з`явилися галактики та інші джерела енергії у Всесвіті, вони реіонізіровалі газ, розсіяли його щільне скупчення і відкрили дорогу світлу. Однак відбулася ця подія вже близько мільярда років тому, тому EGS8p7 знаходиться занадто далеко від нас, щоб ми могли її бачити. І все ж астрономи якимось чином відзначають, що змогли вловити лінію Лайман-альфа галактики, що є свого роду її штрихкодом. Вона проявляється, коли відносно молода зірка починає випромінювати ультрафіолетове світло в навколишній її газ, залишаючи після себе теплову сигнатуру. Ця сигнатура була виявлена спектрометром MOSFIRE, встановленим в обсерваторії Кек на Гаваях.
І все ж лінія Лайман-альфа галактики EGS8p7 повинна була залишатися прихованою раннім непрозорим нейтральним воднем. Астрономи до кінця не впевнені в тому, як світла EGS8p7 вдається пробитися через таку перешкоду. Є припущення, що випромінювання тамтешніх зірок настільки потужне, що воно реіонізіровало частина Всесвіту набагато раніше, ніж інші галактики.
Бонус: Кільце Андромеди
Наш найближчий сусід, галактика Андромеда (М31) оточена гігантським кільцем (або ореолом). Сама Андромеда в два рази більше Чумацького Шляху і простягається на понад 200 000 світлових років. При цьому її ореол займає простір ще близько 2 мільйонів світлових років. Він діє як маяк для астрономів, які шукають тут квазари. Що досягли наукові прилади космічного телескопа «Хаббл» ультрафіолетове світло подав вченим ідею того, як навколо Андромеди могло утворитися таке гігантське кільце з газу.
Складається частково з галактичного газу, кільце є свого роду величезним сховищем матерії для майбутніх і вже утворюються зірок. Воно багате і важкими елементами, що утворюються найновішими, що знаходяться на кордонах Андромеди і викидаються за її межі. На жаль, саме кільце невидимо для людського ока, однак на нічному небі воно було б в 100 разів більше діаметру повного Місяця.
