14. oktobra 2016. u 18:28

U posmatranom dijelu Svemira postoji 10-20 puta više galaksija nego što se ranije mislilo

• Popularna nauka,
• Astronomija

Snimku snimio teleskop Hubble (Izvor: NASA / ESA)

Teleskop Hubble pomogao je astronomima da naprave uzbudljivo otkriće koje bi moglo imati utjecaja na cijelu budućnost astronomske nauke. Ispostavilo se da u posmatranom dijelu Svemira postoji 10-20 puta više galaksija nego što su naučnici ranije mislili. Ovaj zaključak je napravljen nakon analize velikog broja fotografija iz svemira koje je teleskop Hubble poslao na Zemlju. Tokom rada naučnici su proučavali druge slike koje su astronomi snimili u opservatorijama na Zemlji.

Zaključak da u svemiru postoji više galaksija nego što su ljudi ranije mislili iznijeli su naučnici sa Univerziteta u Nottinghamu, predvođeni Christopherom Conseliceom. Većina ovih galaksija (oko 90%) su relativno male i slabe, pa ih nije lako uočiti. Prema naučnicima, takve galaksije su slične satelitima Mliječnog puta. "Propustili smo veliku većinu galaksija jer su previše mutne i predaleko", kaže profesor Conselis.

„Stvarni broj galaksija u Univerzumu jedno je od osnovnih pitanja u astronomiji, a činjenica da više od 90% galaksija još nije proučeno je zastrašujuća. Ko zna koja ćemo zanimljiva svojstva ovih objekata otkriti kada započnemo proučavati galaksije uz pomoć nove generacije teleskopa? “- pita naučnik.

Video iznad je govor Carla Sagana u školi, gdje školarcima objašnjava neizmjernost svemira. „Ovdje postoji oko 100 milijardi drugih galaksija (u vidljivom dijelu Svemira), od kojih svaka sadrži oko 100 milijardi zvijezda. Zamislite koliko zvijezda, planeta i oblika života može biti u ovom ogromnom i nevjerovatnom svemiru ”, kaže Sagan.

Orbitalni teleskop Hubble pomaže istraživačima u proučavanju vidljivog svemira. Djeluje oko 20 godina, a za sve to vrijeme naučnici sa Zemlje dobili su ogromnu količinu najvažnijih informacija, uključujući podatke o broju galaksija u Svemiru. Ranije se vjerovalo da u vidljivom dijelu Svemira postoji 100-200 milijardi galaksija. Ali izgleda da se ovaj broj može sigurno pomnožiti sa 10 ili čak 20.

Brojanje galaksija u svemiru - težak zadatak... Prvo, kao što je gore spomenuto, većinu ovih predmeta ne vidimo zbog njihove tamnosti i male veličine. Problem, zapravo, nije u galaksijama, već u činjenici da je oprema koju ljudi koriste za njihovo promatranje nesavršena. Drugo, do sada smo u mogućnosti istražiti samo mali dio prostora koji je dostupan za posmatranje. Slike dubokog polja Habla samo su milioniti deo onoga što bi čovek mogao da posmatra. Evo animacije koja pokazuje kolika je površina prostora koju Hubble gleda.

Naučnici sa Univerziteta u Nottinghamu donijeli su svoje zaključke nakon analize Hubbleovih slika tokom 15 godina. Rad je započeo apsolvent Aaron Wilkinson, koji je dobio veliku donaciju za projekat brojanja galaksija. Podaci do kojih je došao poslužili su kao osnova za mnogo veće istraživanje koje je profesor Conselis proveo sa kolegama sa univerziteta u Edinburghu i Leidenu. Koristili su podatke Wilkinsona, slike koje je snimio Hubble i slike iz drugih opservatorija širom svijeta. Matematička analiza pokazala je da je gustina "populacije" Svemira veća nego što se vjerovalo.

Pored toga, naučnici su pokušali izbrojati broj galaksija u drevnom svemiru, prije milijardi godina. Prema njihovom mišljenju, u prošlosti je bilo još više galaksija nego sada - barem deset puta.

„Znamo da su od svog nastanka galaksije evoluirale, stopile se s drugim objektima i povećale veličinu. Činjenica da je u prošlosti bilo više galaksija ukazuje na vrlo aktivan evolucijski proces koji je doveo do spajanja mnogih sistema ”, rekli su naučnici u izjavi. Ovaj evolucijski proces je spajanje manjih galaksija u veće objekte. Novi podaci pomoći će naučnicima da formiraju precizniji model evolucije svemira nego ikad.

Znanstvenici su se, govoreći o velikom broju galaksija u Univerzumu, prisjetili Olbersovog paradoksa. Ovo je jedan od paradoksa predrelativističke kosmologije, koji se sastoji u činjenici da bi u stacionarnom Univerzumu, jednoliko ispunjenom zvijezdama (kako se tada vjerovalo), svjetlina neba (uključujući noćno nebo) trebala biti približno jednaka svjetlini solarnog diska. U teoriji, u kosmološkom modelu Velikog praska, ovaj se paradoks u potpunosti razrješava uzimajući u obzir konačnost brzine svjetlosti i konačnost doba Svemira.

Zašto je naše nebo tamno noću i ne svijetli? Otprilike istu sliku mogli bismo primijetiti da je Univerzum statičan (

Spoljni prostor koji nas okružuje nisu samo usamljene zvijezde, planete, asteroidi i komete koje se svjetlucaju na noćnom nebu. Kosmos je ogroman sistem u kojem je sve u bliskoj međusobnoj interakciji. Planete se skupljaju oko zvijezda, koje se pak okupljaju u nakupini ili maglici. Te formacije mogu biti predstavljene pojedinačnim svjetiljkama ili mogu brojati stotine, hiljade zvijezda, formirajući već sveopće univerzalne formacije - galaksije. Naša zvijezda, galaksija Mliječni put, samo je mali dio prostranog svemira u kojem postoje i druge galaksije.

Svemir je stalno u pokretu. Bilo koji objekt u svemiru dio je određene galaksije. Prateći zvijezde, kreću se i galaksije, od kojih svaka ima svoju veličinu, određeno mjesto u gustom svemiru i vlastitu putanju.

Kakva je stvarna struktura svemira?

Dugo vremena su se naučne ideje čovječanstva o svemiru gradile oko planeta Sunčevog sistema, zvijezda i crnih rupa koje nastanjuju naš zvjezdani dom - galaksiju Mliječni put. Bilo koji drugi galaktički objekt otkriven u svemiru pomoću teleskopa automatski je uveden u strukturu našeg galaktičkog prostora. U skladu s tim, nije postojala ideja da Mliječni put nije jedina univerzalna formacija.

Ograničene tehničke mogućnosti nisu omogućavale gledanje dalje, dalje od Mliječnog puta, gdje, prema ustaljenom mišljenju, počinje praznina. Tek 1920. godine američki astrofizičar Edwin Hubble uspio je pronaći dokaze da je Svemir mnogo veći i, zajedno s našom galaksijom, postoje i druge, velike i male galaksije u ovom ogromnom i beskrajnom svijetu. Ne postoji stvarna granica svemira. Neki objekti nalaze se dovoljno blizu nas, na samo nekoliko miliona svjetlosnih godina od Zemlje. Drugi se, naprotiv, nalaze u krajnjem uglu Svemira, držeći se izvan pogleda.

Prošlo je gotovo stotinu godina, a broj galaksija danas se već procjenjuje na stotine hiljada. U tom kontekstu, naš Mliječni put izgleda ne toliko ogroman, ako ne i sasvim malen. Danas su već otkrivene galaksije čije je veličine teško matematički analizirati. Na primjer, najveća galaksija u svemiru, IC 1101, duga je 6 miliona svjetlosnih godina i sastoji se od preko 100 bilijuna zvijezda. Ovo galaktičko čudovište leži na više od milijardu svjetlosnih godina od naše planete.

Strukturu tako velike formacije, koja je Svemir na globalnom nivou, predstavljaju praznina i međuzvjezdane formacije - filamenti. Potonji su pak podijeljeni u super nakupine, međugalaktička jata i galaktičke grupe. Najmanja karika u ovom ogromnom mehanizmu je galaksija, predstavljena brojnim zvjezdanim nakupinama - rukama i plinovitim maglicama. Pretpostavlja se da se svemir neprestano širi, uzrokujući tako galaksije da se kreću ogromnom brzinom u smjeru od središta svemira do periferije.

Ako zamislimo da promatramo prostor iz naše galaksije Mliječni put, koja se navodno nalazi u središtu svemira, tada će model strukture svemira izgledati ovako.

Tamna materija - aka praznina, super nakupine, nakupine galaksija i maglice - sve su posljedice Velikog praska, koji je označio početak formiranja Univerzuma. U roku od milijardu godina, dolazi do transformacije njene strukture, mijenja se oblik galaksija, jer neke zvijezde nestaju, apsorbirane crnim rupama, dok se druge, naprotiv, transformiraju u supernove, postajući novi galaktički objekti. Prije milijardi godina, raspored galaksija bio je vrlo različit od onoga što vidimo sada. Na ovaj ili onaj način, u pozadini stalnih astrofizičkih procesa koji se odvijaju u svemiru, moguće je izvući određene zaključke da naš Univerzum ima nestalnu strukturu. Svi svemirski objekti su u stalnom pokretu, mijenjajući svoj položaj, veličinu i starost.

Do danas je zahvaljujući teleskopu Hubble bilo moguće pronaći mjesto najbližih nam galaksija, utvrditi njihove veličine i odrediti položaj našeg relativnog svijeta. Astronomi, matematičari i astrofizičari napravili su mapu svemira. Identificirane su pojedinačne galaksije, međutim, uglavnom su takvi veliki univerzalni objekti grupirani po nekoliko desetina u grupi. Prosječna veličina galaksija u takvoj grupi je 1-3 miliona svjetlosnih godina. Skupina, kojoj pripada naš Mliječni put, ima 40 galaksija. Pored grupa u međugalaktičkom svemiru, postoji i ogroman broj patuljastih galaksija. Po pravilu su takve formacije sateliti većih galaksija, poput našeg Mliječnog puta, Trokuta ili Andromede.

Do nedavno se patuljasta galaksija "Segue 2" smatrala najmanjom galaksijom u Svemiru, udaljenoj od naše zvijezde 35 kiloparseka. Međutim, japanski astrofizičari su 2018. godine identificirali još manju galaksiju - Djevicu I, koja je satelit Mliječnog puta i nalazi se na udaljenosti od 280 hiljada svjetlosnih godina od Zemlje. Međutim, naučnici vjeruju da to nije granica. Postoji velika vjerovatnoća da postoje galaksije mnogo skromnije veličine.

Grupe galaksija prate jata, područja svemira u kojima postoji do stotinu galaksija različitih vrsta, oblika i veličina. Grozdi su kolosalne veličine. U pravilu je promjer takve univerzalne formacije nekoliko megaparseka.

Karakteristična karakteristika strukture Svemira je njegova slaba varijabilnost. Uprkos ogromnoj brzini kojom se galaksije kreću u Univerzumu, sve one ostaju dio jednog skupa. Ovdje djeluje princip očuvanja položaja čestica u svemiru, na koje utječe tamna materija, nastala kao rezultat velikog praska. Pretpostavlja se da se pod utjecajem ovih praznina ispunjenih tamnom materijom jata i grupe galaksija nastavljaju kretati u istom smjeru, susjedne jedna drugoj milijardama godina.

Najveće formacije u Svemiru su galaktička super jata koja ujedinjuju grupe galaksija. Najpoznatiji superklas je Veliki zid klauna, objekt univerzalnih razmjera, koji se proteže u dužini od 500 miliona svjetlosnih godina. Debljina ovog superklastera je 15 miliona svjetlosnih godina.

U trenutnim uvjetima, svemirske letjelice i tehnologija ne dopuštaju nam da razmatramo Univerzum do njegove dubine. Možemo otkriti samo super nakupine, nakupine i grupe. Pored toga, naš prostor ima ogromne šupljine, mjehuriće tamne materije.

Koraci ka istraživanju svemira

Moderna mapa Univerzuma omogućava nam ne samo da odredimo svoje mjesto u svemiru. Danas je, zahvaljujući prisustvu moćnih radio-teleskopa i tehničkim mogućnostima teleskopa Hubble, čovjek uspio ne samo približno izračunati broj galaksija u Svemiru, već i odrediti njihove vrste i sorte. Davne 1845. godine, britanski astronom William Parsons, koristeći teleskop za proučavanje oblaka plina, uspio je otkriti spiralnu prirodu strukture galaktičkih objekata, fokusirajući se na činjenicu da u različitim regijama svjetlina zvjezdastih jata može biti veća ili manja.

Prije stotinu godina Mliječni put smatrao se jedinom poznatom galaksijom, iako su drugi međugalaktički objekti matematički dokazani. Naše svemirsko dvorište dobilo je ime u davnim vremenima. Drevni astronomi koji su gledali na bezbroj zvijezda na noćnom nebu primijetili su karakteristična karakteristika njihova lokacija. Glavno jato zvijezda bilo je koncentrirano na zamišljenoj liniji koja je izgledala poput puta prskanog mlijeka. Galaksija Mliječni Put, nebeska tijela Druga dobro poznata galaksija, Andromeda, prvi je svemirski objekt koji je započeo proučavanje svemira.

Naš Mliječni put ima kompletan set svih galaktičkih objekata koje bi normalna galaksija trebala imati. Ovdje postoje nakupine i skupine zvijezda, čiji je ukupan broj približno 250-400 milijardi.U našim oblacima koji formiraju galaksiju postoje oblaci plina, postoje crne rupe i solarni sistemi slični našem.

Istodobno, Mliječni put, poput Andromede i Trokuta, samo je mali dio Svemira, koji je dio lokalne superklasterske grupe zvane Djevica. Naša galaksija ima spiralni oblik, gdje se glavnina nakupina zvijezda, oblaka plina i drugih svemirskih objekata kreće oko centra. Prečnik spoljne spirale je 100.000 svetlosnih godina. Mliječni put prema kosmičkim standardima nije velika galaksija, mase 4,8x1011 Mʘ. Naše se Sunce nalazi i u jednom od krakova Oriona Labuda. Udaljenost od naše zvijezde do središta Mliječnog puta je 26.000 ± 1.400 sv. godine.

Dugo se vjerovalo da je jedna od najpopularnijih među astronomima maglica Andromeda dio naše galaksije. Naknadna istraživanja ovog dijela kosmosa pružila su nepobitne dokaze da je Andromeda neovisna galaksija i mnogo veća od Mliječnog puta. Teleskopske slike pokazale su da Andromeda ima svoje jezgro. Postoje i nakupine zvijezda i maglica koje se kreću spiralno. Svaki put su astronomi pokušavali sve dublje i dublje gledati u svemir, istražujući ogromna područja svemira. Broj zvijezda u ovom kosmičkom divu procjenjuje se na 1 bilijun.

Naporima Edwina Hubblea bilo je moguće utvrditi približnu udaljenost do Andromede, koja nikako nije mogla biti dio naše galaksije. Bila je to prva galaksija koja je podvrgnuta tako bliskom ispitivanju. Naredne godine dale su nova otkrića na polju međugalaktičkog istraživanja svemira. Temeljitije je proučavao onaj dio galaksije Mliječni put, u kojem se nalazi naš Sunčev sistem. Od sredine 20. vijeka postalo je jasno da pored našeg Mliječnog puta i dobro poznate Andromede, u svemiru postoji i ogroman broj drugih formacija univerzalnih razmjera. Međutim, za naručivanje je bilo potrebno uređenje svemira. Iako su se zvijezde, planete i drugi svemirski objekti mogli klasificirati, situacija s galaksijama bila je složenija. Pogođeni ogromnom veličinom istraženih područja svemira, koje je bilo ne samo teško vizualno proučiti, već i procijeniti na nivou ljudske prirode.

Tipovi galaksija u skladu s prihvaćenom klasifikacijom

Hubble je prvi poduzeo takav korak, pokušavajući 1962. godine logički klasificirati tada poznate galaksije. Klasifikacija je izvršena na osnovu oblika predmeta koji se proučavaju. Kao rezultat toga, Hubble je uspio rasporediti sve galaksije u četiri grupe:

• najčešći tip su spiralne galaksije;
• slijede eliptične spiralne galaksije;
• sa šipkom (šipkom) galaksije;
• pogrešne galaksije.

Treba napomenuti da naš Mliječni put pripada tipičnim spiralnim galaksijama, ali postoji jedno "ali". Nedavno je otkriveno prisustvo skakača - šipke koji je prisutan u središnjem dijelu formacije. Drugim riječima, naša galaksija ne potječe iz galaktičkog jezgra, već slijedi iz šipke.

Tradicionalno, spiralna galaksija izgleda poput ravnog spiralnog diska, u kojem uvijek postoji svijetlo središte - galaktičko jezgro. Takvih galaksija ima najviše u Svemiru i one su označene latiničnim slovom S. Pored toga, postoji podjela spiralnih galaksija u četiri podskupine - So, Sa, Sb i Sc. Mala slova označavaju prisustvo svijetle jezgre, odsustvo krakova ili obrnuto, prisustvo gustih krakova koji prekrivaju središnji dio galaksije. U takvim krakovima nalaze se nakupine zvijezda, skupine zvijezda, koje uključuju naš Sunčev sistem, i drugi svemirski objekti.

Glavna karakteristika ovog tipa je spora rotacija oko centra. Mliječni put čini potpunu revoluciju oko svog središta za 250 miliona godina. Spirale bliže centru sastoje se uglavnom od nakupina starih zvijezda. Središte naše galaksije je crna rupa oko koje se odvijaju svi glavni pokreti. Dužina puta, prema modernim procjenama, prema centru je 1,5-25 hiljada svjetlosnih godina. Tokom svog postojanja, spiralne galaksije mogu se spojiti s drugim manjim svemirskim formacijama. Dokaz takvih sudara u ranijim periodima je prisustvo oreola zvijezda i oreola jata. Slična teorija leži u osnovi teorije formiranja spiralnih galaksija, koje su rezultat sudara dviju galaksija koje se nalaze u blizini. Sudar nije mogao proći bez ostavljanja traga, dajući općeniti rotacijski impuls novoj formaciji. U blizini spiralne galaksije nalazi se patuljasta galaksija, jedna, dvije ili nekoliko odjednom, koje su sateliti veće formacije.

Eliptične spiralne galaksije su po strukturi i sastavu slične spiralnim galaksijama. To su najveći, najveći svemirski objekti, uključujući veliki broj super jata, jata i grupa zvijezda. U najvećim galaksijama broj zvijezda premašuje desetine bilijuna. Glavna razlika između takvih formacija je oblik jako zategnutog u prostoru. Spirale su raspoređene u eliptičnom obliku. Eliptična spiralna galaksija M87 jedna je od najvećih u svemiru.

Galaksije su mnogo rjeđe kod šipke. Oni čine oko polovine svih spiralnih galaksija. Za razliku od spiralnih formacija, u takvim galaksijama porijeklo dolazi iz šipke koja se naziva šipka i koja teče iz dvije najsjajnije zvijezde smještene u središtu. Vrstan primjer takva formacija je naš Mliječni put i galaksija Veliki Magelanov oblak. Ranije je ova formacija pripisivana nepravilnim galaksijama. Pojava mosta trenutno je jedno od glavnih istraživačkih područja moderne astrofizike. Prema jednoj verziji, obližnja crna rupa usisava i upija plin susjednih zvijezda.

Najljepše galaksije u svemiru klasificirane su kao spiralne i nepravilne galaksije. Jedna od najljepših je Galaksija vrtloga smještena u nebeskom sazviježđu Psi pasa. IN u ovom slučaju jasno su vidljivi centar galaksije i spirale koje se okreću u istom smjeru. Nepravilne galaksije su nasumično smještene superjake zvijezda bez jasne strukture. Upečatljiv primjer takve formacije je galaksija NGC 4038, smještena u sazviježđu Gavran. Ovdje se, uz ogromne oblake plina i maglice, može vidjeti potpuni nedostatak reda u rasporedu svemirskih objekata.

zaključci

Možete beskrajno proučavati Univerzum. Svaki put, pojavom novih tehničkih sredstava, osoba podigne zastor prostora. Galaksije su za ljudski um najnerazumljiviji objekti u svemiru, kako s psihološke tačke gledišta, tako i sa osvrta na nauku.

Ako imate pitanja, ostavite ih u komentarima ispod članka. Mi ili naši posjetitelji rado ćemo im odgovoriti

Međunarodni tim astronoma predvođen Christopherom J. Conseliceom, profesorom astrofizike sa Univerziteta u Nottinghamu, otkrio je da Svemir sadrži najmanje 2 bilijuna galaksija, deset puta više nego što se ranije mislilo. Rad tima, koji je započeo grantom Kraljevskog astronomskog društva, objavljen je u Astrofizičkom časopisu 14. oktobra 2016.

Astronomi već dugo pokušavaju da utvrde koliko galaksija postoji u posmatranom svemiru, onom dijelu kosmosa do kojeg je svjetlost udaljenih objekata uspjela doći do nas. Tokom proteklih 20 godina, naučnici su koristili slike svemirskog teleskopa Hubble kako bi procijenili da svemir koji vidimo sadrži između 100 i 200 milijardi galaksija. Moderna astronomska tehnologija omogućava nam proučavanje samo 10% ovih galaksija, a preostalih 90% bit će vidljivo tek nakon što se razviju veći i bolji teleskopi.

Istraživanje profesora Conselicea vrhunac je 15 ljetni rad, koji je također djelomično financiran iz grantova za istraživanje dodijeljenih studentima starijeg razreda Aaronu Wilkinsonu. Aaron, trenutno doktor nauka (doktor filozofije) na Univerzitetu u Nottinghamu, započeo je s pregledom svih prethodnih studija prebrojavanja galaksija, koje su služile kao temeljna osnova za uspostavljanje veće studije.

Tim profesora Conselicea transformirao je visoko usmerene slike dubokog neba sa teleskopa širom sveta, a posebno sa teleskopa Hubble, u 3D mape. To im je omogućilo da izračunaju gustinu galaksija, kao i zapreminu jednog malog područja svemira za drugim. Ova mukotrpna studija omogućila je timu da utvrdi koliko je galaksija propušteno u ranijim istraživanjima. Možemo reći da su vršili međugalaktička arheološka iskopavanja.

Rezultati ove studije temelje se na mjerenju broja posmatranih galaksija u različite ere - vremenske rezove na galaktičkoj skali - za čitavu istoriju svemira. Kada su profesor Conselice i njegov tim iz Nottinghama, u saradnji sa naučnicima iz Leiden opservatorije na Univerzitetu Leiden u Holandiji i Univerzitetu Edinburški institut za astronomiju, istraživali koliko je galaksija bilo u svakoj epohi, otkrili su da više rana faza razvojem Svemira, broj galaksija bio je mnogo veći nego sada.

Čini se da je kada je svemir bio star samo nekoliko milijardi godina, broj galaksija u datoj zapremini prostora bio je deset puta veći nego danas u sličnom obimu. Većina ovih galaksija bili su sistemi sa mala težina, tj. sa masama sličnim onima u galaksijama koje sada okružuju Mliječni put.

Profesor Conselis je rekao: „To je vrlo iznenađujuće jer znamo da su u 13,7 milijardi godina kosmičke evolucije od Velikog praska galaksije porasle u veličini formiranjem zvijezda i stapanjem s drugim galaksijama. Utvrđivanje prisustva više galaksije u prošlosti implicira da je morala postojati značajna evolucija usmjerena na smanjenje njihovog broja opsežnim spajanjem sistema. Nedostaje nam velika većina galaksija jer su vrlo slabe i udaljene. Broj galaksija u svemiru osnovno je pitanje astronomije, i to je nevjerovatno, jer 90% galaksija u svemiru još nije proučeno. Ko zna koja ćemo zanimljiva svojstva naći prilikom proučavanja ovih galaksija teleskopima nove generacije? "

Prijevod članka "Raspodjela gustoće galaksija u Z< 8 и ее последствия». Октябрь 2016. Права на перевод принадлежат
Autori:
Christopher J. Conselice, Fakultet za fiziku i astronomiju, Univerzitet u Nottinghamu, Nottingham, Engleska.
Aaron Wilkinson, Leiden Observatory Leiden University, Holandija
Kenneth Duncan, Kraljevska opservatorija, Institut za astronomiju, Univerzitet u Edinburghu, Škotska

anotacija

Raspodjela gustine galaksija u svemiru i, prema tome, ukupan broj galaksija osnovno je pitanje astrofizike koje utječe na rješavanje mnogih problema u polju kosmologije. Međutim, prije objavljivanja ovog članka, nikada nije bilo sličnih detaljnih studija ovog važnog pokazatelja, kao ni definicije jasnog algoritma za pronalaženje ovog broja. Da bismo riješili ovaj problem, koristili smo promatrane galaktičke funkcije zvjezdane mase do $ z \\ sim 8 $ da odredimo kako se gustoća broja galaksija mijenja ovisno o vremenskoj funkciji i ograničenju mase. Pokazali smo da porast ukupne gustine galaksija ($ \\ phi_T $) masivniji od $ M_ * \u003d 10 ^ 6M_ \\ odot $ opada kako $ \\ phi_T \\ sim t ^ (- 1) $, gdje je t starost Svemira ... Dalje smo pokazali da se ovaj trend preokreće i radije povećava s vremenom pri višim graničnim vrijednostima mase $ M_ *\u003e 10 ^ 7M_ \\ odot $. Koristeći $ M_ * \u003d 10 ^ 6M_ \\ odot $ kao donju granicu, dokazali smo da je ukupan broj galaksija u Svemiru do $ z \u003d 8 $ jednak: 2,0 $ (+0,7 \\ izaberi -0,6) \\ puta (10 ^ (12)) $ ili samo 2,0 $ \\ puta (10 ^ (12)) $ (dva biliona!), tj. gotovo deset puta više nego što je viđeno u svim studijama temeljenim na nebu. Razgovarat ćemo o utjecaju ovih rezultata na razumijevanje procesa. evolucija galaksijaa takođe upoređuju naše rezultate sa najnovijim modelima formiranja galaksija. Ovi rezultati takođe ukazuju na to da će kosmička pozadinska svetlost u optičkim i bliskim infracrvenim regionima verovatno poticati iz ovih nevidljivih slabih galaksija. Takođe ćemo pokazati kako se ovi rezultati bave pitanjem zašto je noćno nebo mračno, inače poznato kao.

1. Uvod

Kad otkrijemo Univerzum i njegova svojstva, uvijek želimo znati apsolutne vrijednosti. Na primjer, astronomski interes je izračunati koliko je zvijezda u našoj Galaksiji, koliko planeta okružuje ove zvijezde (Fressin i sur., 2013), ukupna gustina Svemira (npr. Fukugita i Peebles 2004), između ostalog apsolutnih svojstava Svemira ... Ovdje je dat grubi odgovor na jedno od ovih pitanja - to je ukupna gustina broja galaksija i, prema tome, ukupan broj galaksija u Univerzumu.

Ovo pitanje nije samo prazna znatiželja, već je povezano sa mnogim drugim pitanjima iz kosmologije i astronomije. Raspodjela gustoće galaksija povezana je s pitanjima kao što su nastanak / evolucija galaksije prema broju formiranih sistema, promjena omjera divovskih galaksija prema patuljastim galaksijama, udaljenosti supernove i brzina pucanja gama-zraka, stopi stvaranja zvijezda u Svemiru i načinu stvaranja / uništavanja novih galaksija spajanjem ( npr. Bridge et al. 2007; Lin et al. 2008; Jogee et al. 2009; Conselice et al. 2011; Bluck et al. 2012; Conselice 2014; Ownsworth et al. 2014). Broj galaksija u posmatranom svemiru takođe otkriva informacije o gustini materije (materije i energije) u svemiru, pozadinskoj svjetlosti na različitim valnim duljinama i razumijevanju Olbersovog paradoksa. Međutim, još uvijek nema dobrog mjerenja ove temeljne veličine. Naša sposobnost proučavanja raspodjele gustine galaksija teleskopima pojavila se tek pojavom CCD kamera. Istraživanje ultra-velikog dometa za pronalaženje udaljenih galaksija započelo je 1990-ih (npr. Koo & Kron 1992; Steidel & Hamilton 1992; Djorgovski et al. 1995), a svoju trenutnu dubinu dostiglo je prateći projekte sa svemirskim teleskopom Hubble, posebno ( Williams i dr. 1996). Daljnja ispitivanja nastavljena su u okviru (Williams i sur., 2000.), (Giavalisco i sur., 2004.), istraživanja u infracrvenom spektru (Cosmic Assembly Near-infracrveno duboko ekstragalaktičko nasljeđe) (Grogin et al. 2011; Koekemoer et al. 2011.), a kulminiralo je ultra dubokim poljem Hubble (Beckwith i sur. 2006), koje je i dalje najdublje optičko i blisko infracrveno istraživanje u našem svemiru do danas.
Međutim, uprkos svim ovim istraživanjima, još uvijek je nejasno kako ukupna gustina broja galaksija evoluira tokom vremena. Ovo je zanimljivo pitanje jer znamo da se brzina stvaranja zvijezda povećava, a zatim smanjuje kako z< 8 (например, Bouwens et al. 2009; ; Madau & Dickinson 2014), в то же время галактики становятся более крупными и менее своеобразными (например, Conselice et al. 2004; Papovich et al. 2005; Buitrago et al. 2013; Mortlock et al. 2013; Lee et al. 2013; Conselice 2014; Boada et al. 2015). Однако мы не знаем, как изменяется общее количество галактик во времени и как это связано с общим образованием популяции галактик в целом.
Postoji nekoliko razloga zašto nije lako odrediti ukupan broj galaksija na osnovu rezultata ultradugih studija. Jedan od njih je da su sva zapažanja ultra-velikog dometa nepotpuna. To je zbog vremenskih i dubinskih ograničenja izloženosti, što neke galaksije čini lakše uočljivima od drugih. Rezultat je nepotpuna slika, čak i u većini istraživanja ultra-velikog dometa, koja se može ispraviti, ali koja i dalje ostavlja određenu neizvjesnost. Međutim, važniji je problem što ova opažanja ne dopiru do najslabijih galaksija, iako iz teorije znamo da mora biti mnogo više slabih galaksija izvan granica koje su nam trenutno dostupne za promatranje.
Takođe je važno obratiti pažnju na to što podrazumevamo pod ukupnom gustinom galaksija u Univerzumu. Nije jednostavna veličina koja se može definirati kao ukupna gustina koja postoji u ovom trenutku, ukupna gustina koja se u principu može primijetiti i ukupna gustina koja se može promatrati pomoću moderna tehnologija, su različita pitanja s različitim odgovorima. Tu je i problem što smo ograničeni kosmološkim horizontom iznad onoga što možemo promatrati, pa stoga postoje galaksije koje ne možemo vidjeti dalje. Teško je pitanje čak i broj galaksija koje danas postoje u svemiru, odnosno ako bismo mogli sagledati čitav svemir kakav je u sadašnjem trenutku, a ne biti ograničeni vremenom tranzita svjetlosti. Galaksije u dalekom svemiru evoluirale su više od onoga što trenutno možemo posmatrati krajnja priroda brzina svjetlosti i, po svemu sudeći, bit će slična onoj u vidljivom svemiru. Svim ovim pitanjima bavimo se u ovom članku, naime, kako se gustoća broja galaksija mijenja unutar trenutnog vidljivog svemira do z ~ 8.
Radi usporedbe, u Dodatku ovom radu analiziramo i broj galaksija koje su modernim teleskopima vidljive na svim valnim duljinama i koje trenutno možemo promatrati. Zatim upoređujemo ove podatke sa mjerenjima ukupnog broja galaksija koje se potencijalno mogu promatrati u Svemiru na osnovu izmjerenih funkcija mase. Također ćemo razgovarati o tome kako ovi rezultati otkrivaju informacije o evoluciji galaksije i. Takođe pružamo informacije o budućim istraživanjima i koliki će udio galaksija promatrati.
Ovaj je članak podijeljen u nekoliko odjeljaka. §2 opisuje podatke koje koristimo u ovoj analizi, §3 opisuje rezultate ovog rada, uključujući metode za analizu funkcija zvjezdane mase galaksije kako bi se dobio ukupan broj galaksija u Svemiru, §4 opisuje posljedice ovih rezultata i §5 predstavljen sažetak članaka. U ovom radu koristimo standardnu \u200b\u200bkozmologiju: H 0 \u003d 70 km s −1 Mpc −1 i Ω m \u003d 1 - Ω λ \u003d 0,3.

2. Podaci

Podaci koje koristimo za ovaj članak dolaze iz više izvora i rezultata prethodni radovi... U dodatku opisujemo koliko galaksija trenutno možemo promatrati u Svemiru, na osnovu najdubljih zapažanja dostupnih do danas. Ovdje, u glavnom članku, istražujemo koliko bi galaksija potencijalno moglo biti otkriveno u svemiru ako se duboko snimanje na svim valnim duljinama izvodi u svim dijelovima neba bez ikakvih smetnji Galaksije ili drugih izobličenja.
Za veći dio ove analize i rezultate ovog rada koristimo masene funkcije galaksija iz posmatranog Svemira do z ~ 8 da odredimo kako gustina broja galaksija evoluira tokom vremena i. Ove funkcije mase i osvjetljenosti tek počinju da se mjere za velike crvene pomake, a naši primarni podaci temelje se na masnim funkcijama izračunatim pomoću preciznog infracrvenog i optičkog snimanja teleskopom Hubble i zemaljskim stanicama.
Kao što je prikazano u sljedećem odjeljku, funkcije mase koje koristimo su od Fontana i sur. (,), Tomczak i dr. (2014), a za galaksije z< 3. Для самых высоких значений красного смещения мы используем функции масс, опубликованные , и . Мы упорядочили все эти функции масс из каждого вышеуказанного исследования на основе для звезд от $0.1M_\odot$ до $100M_\odot$. Мы использовали плотности галактик из этих функций масс, соответствующие их объемам, в отличие от физических объемов. Это говорит о том, как количество галактик изменяется в одном и том же эффективном объеме, при этом эффекты расширения Хаббла исключаются. Эти функции масс показаны на {{ show1_MathJax ? "Закрыть":"Рисунке 1" }} до предела масс, взятых из ранее упомянутых исследований, которые также перечислены в Таблице 1.

Slika 1.Funkcije mase koje koristimo u ovom članku crtaju se koristeći sve ove vrijednosti preuzete su iz različitih studija spomenutih u §2. Funkcije mase su predstavljene ovisno o vrijednostima, lijevi grafikon prikazuje sisteme pod z< 1, средний график показывает 1 < z < 3 и z > 3 (krajnje desno). Te su masene funkcije ucrtane tako da su pune obojene linije masene funkcije do granice odgovarajućih podataka u kojima su cjelovite, a isprekidane crte pokazuju našu ekstrapolaciju na $ M_ * \u003d 10 ^ 6 M_ \\ odot $. "Najravniji" graf funkcije mase za 1< z < 3 взят из работы и для z > 3 je preuzeto sa posla.

3. Raspodela gustine galaksija

3.1 Uvod i upozorenja

Glavna metoda koju koristimo za određivanje gustine galaksija u Svemiru je integriranje broja galaksija kroz funkcije fiksne mase za dati kosmološki crveni pomak. To zahtijeva ekstrapolaciju uspostavljenih funkcija zvjezdane mase kako bi se postigla minimalna granica mase za populaciju galaksije. Postoji mnogo načina na koje se to može učiniti, o čemu ćemo razgovarati u nastavku. Jedno od najvažnijih pitanja je donja granica od koje bismo trebali početi brojati broj galaksija ovisno o funkcijama mase. Zahvaljujući nedavnim publikacijama koje daju funkcije zvjezdane mase do z ~ 8 (npr.;, Sada možemo prvi put izvršiti ovaj proračun. Drugo je pitanje može li se ekstrapolirati ispod granice podataka za koje je prvotno bio pogodan. To je pitanje, koju ćemo detaljno istražiti.
Ovo nadopunjuje direktno uočljivi pristup predstavljen u Dodatku i predstavlja precizniji način mjerenja broja galaksija u trenutno posmatranom Svemiru ako su funkcije mase pravilno izmjerene i precizno parametrirane. Međutim, ova metoda opterećena je potencijalnim zamkama koje treba pažljivo razmotriti i analizirati. Ovo nije najmanje važno zbog činjenice da mjerenja ovise o mnogočemu više faktori nego samo fotometrija i problemi s identifikacijom objekata, koji su uvijek prisutni pri jednostavnom mjerenju broja galaksija. Situacija ovdje povezana je s drugim nesigurnostima povezanim s mjerenjem zvjezdanih masa i crvenim pomacima. Međutim, ako možemo objasniti ove nesigurnosti, integracija uspostavljenih masnih funkcija može nam reći o gustoćama galaksija u datom intervalu crvenog pomaka s određenom izmjerenom nesigurnošću.
Ovu metodu koristimo za izračunavanje ukupne gustine galaksija unutar trenutno posmatranog svemira u funkciji crvenog pomaka. Za to ne izravno integriramo uočljive masene funkcije, već koristimo parametrizirani oblik, zadana funkcijom Schechter (1976) za određivanje ukupne gustine broja galaksija u funkciji crvenog pomaka. Oblik ove funkcije daje:

$ \\ phi (M) \u003d b \\ puta \\ phi ^ \\ ast \\ ln (10) ^ (1+ \\ alpha) $ $ \\ times \\ exp [-10 ^ (b (M-M ^ \\ ast))]. ... ... ... . (1) $

gdje je b \u003d 1 za funkciju mase, b \u003d 0,4 za, što će biti zapisano u apsolutnim vrijednostima. Za funkciju mase, $ M ^ * $ je tipična masa u logaritamskim jedinicama i definira gdje funkcija mase mijenja nagib, a $ M \u003d \\ log (\\ frac (M _ *) (M_ \\ bigodot)) $ je masa u logaritamskim jedinicama. Isto tako za funkciju osvjetljenja, $ M ^ * $ odgovara tipičnoj vrijednosti. Postoji normalizacija za obje funkcije, $ \\ phi ^ * $, a $ \\ alpha $ definira nagib za slabije i manje masivne galaksije. Naša metoda koristi objavljene vrijednosti $ \\ phi ^ * $, $ \\ alpha $ i $ M ^ * $ za izračunavanje integriranog broja galaksija pri različitim crvenim pomacima.
Schechterovu funkciju osvjetljenja koristimo kao alat za izračunavanje ukupne gustine, jer općenito dobro opisuje distribuciju mase galaksija u svim crvenim pomacima u rasponima koje proučavamo. Međutim, ne znamo na kojoj donjoj granici mase ostaje valjana, što je jedna nesigurnost u našoj analizi. Dalje, razgovarat ćemo o korištenju $ M _ * & gt10 ^ 6 M_ \\ bigodot $ kao ograničenja i obrazloženju njegove upotrebe kao naše donje granice. Također ćemo razgovarati o tome kako bi se naši rezultati promijenili ako bismo koristili drugu vrijednost za donju granicu mase.
Budući da integriramo masene funkcije kroz čitavu istoriju svemira, moramo koristiti više anketa kako bismo izračunali broj galaksija u različitim crvenim pomacima. Različiti rasponi crvenog pomaka zahtijevaju studije urađene na različitim valnim duljinama, a različite studije to ponekad pokazuju različita značenja Schechterovi parametri. U ovom radu pokušavamo sveobuhvatno proučiti masene funkcije koje, posebno pri malim crvenim pomacima, mogu dati široko različite vrijednosti gustine i evolucijskog oblika. Dobivamo gotovo iste rezultate kao kada koristimo Schechterovu funkciju dvostruke osvijetljenosti koja se koristi za izračunavanje funkcije mase pri malim vrijednostima kozmološkog crvenog pomaka, kao i ako koristimo zakon snage () za izračunavanje funkcije mase pri visokim vrijednostima kozmološkog crvenog pomaka ...

1.stranica 170-183 Predavanja o zvjezdanoj astronomiji. Loktin A.V., Marsakov V.A., 2009.
2.
3.
4., odjeljak ekstragalaktičke baze podataka NASA-e (NASA / IPAC Extragalactic Database, NED) - najveće spremište slika, fotometrije i spektra galaksija dobivenih tokom istraživanja neba u mikrotalasnim, infracrvenim, optičkim i ultraljubičastim (UV) opsezima.
5.
6.
7.
8. U ovom radu predstavljena je dvostruka Schechterova funkcija osvjetljenja. Odjeljak 4.2 na stranici 10.
9. Lorenzo Zaninetti. 29. maja 2017. Lijeva i desna krnja shechterova funkcija osvijetljenosti kvazara

U opsegu kozmološkog crvenog pomaka z ~ 0 - 3 koristimo utvrđene vrijednosti masenih funkcija i njihove greške iz radova koje su izveli Fontana i sur. (,) i. Ove funkcije zvjezdane mase određuju se mjerenjem zvjezdanih masa predmeta primjenom postupka SED fitting (). Uprkos velikom rasejanju u različitim mjerenjima parametara Schechterove funkcije, koristimo sve ove informacije kako bismo uzeli u obzir različite metode mjerenja i modele koji se koriste, kao i kozmičku varijansu (). Te masene funkcije, parametrirane Schechterovom funkcijom, prikazane su na slici 1. Također pretvaramo one studije koje koriste početne Chabrier-ove masene funkcije () - Pozzetti i sur. (2007), Duncan i sur. (2014), Mortlock i sur. (2015) i Muzzin i sur. (2013) koji koristi početne masene funkcije Krupe MMF-a u početnim masnim funkcijama Salpetera MMF-a. Popis vrijednosti koje koristimo u našoj analizi prikazan je u ((show2_MathJax? "Zatvori": "Tabela 1")) Bilješka - U ovoj tablici navedeni su parametri zadanih Schechterovih funkcija koje koristimo za izvršavanje izračuna. Svi su oni normalizirani da daju uporedive vrijednosti za početne masene funkcije Salpetera MMF-a, iako Pozzetti i sur. (2007), Duncan i sur. (2014) i Mortlock i sur. (2015) u svojim su radovima koristili inicijalne Chabrier-ove funkcije mase (), a Muzzin i sur. (2013) koristili su početne funkcije mase Kroupa (Kroupa MMF).

((show2_MathJax? "Zatvori": "Tabela 1")).

Imajte na umu da razmatramo samo one masene funkcije kod kojih je parametar α u važećim Schechter modelima je dozvoljeno mijenjati. Ako se rezultat funkcije mase dobije iz fiksne vrijednosti α , onda to dovodi do izobličenja broja galaksija, budući da ova vrijednost ima značajan utjecaj na broj slabih galaksija male mase u datoj zapremini (§ 3.2). Stoga izuzimamo rezultate funkcije mase iz studija koje koriste α ROBA (projekat dubokog istraživanja velikih opservatorija) u okviru istraživanja o dubokom infracrvenom dubokom ekstragalaktičkom nasljeđu Kozmičke skupštine, kao i od.
Za visoke vrijednosti kozmološkog crvenog pomaka, masene funkcije su relativno novi parametar, stoga smo, kako bismo dobili konzistentne i dosljedne podatke, također analizirali dobivene funkcije osvjetljenja u ultraljubičastom opsegu, uglavnom na 1500˚A. Za ovo smo koristili podatke koje su objavili Bouwens i sur. (2011), McLure i dr. (2009), McLure i dr. (2013), Bouwens i sur. (2015) i Finkelstein i sur. (2015). McLure i dr. (2013) i Bouwens i sur. (2015) analiziraju podatke iz najudaljenijih istraživanja, uključujući istraživanje HUDF12, koje je ispitivalo galaksije s najvećim kosmološkim crvenim pomakom pri $ z \u003d 8 $ i $ z \u003d 9 $.
Za pretvaranje granice zvjezdane mase u UV granicu koristimo odnos između njih kako su izračunali Duncan i sur. (2014). Duncan i dr. (2014) modelirali su linearni odnos između mase i svjetlosti u UV-u i kako se on razvija različita značenja kosmološki crveni pomak. Koristimo ih za utvrđivanje je li UV granica u skladu s našim standardnim ograničenjem mase $ M_ * \u003d 10 ^ 6M_ \\ odot $. Dakle, možemo povezati našu granicu zvjezdane mase s granicom apsolutne veličine u UV zračenju. Te vrijednosti ne koristimo u našim proračunima, ali koristimo ove funkcije osvjetljenja kako bismo provjerili konzistentnost naših rezultata dobivenih iz funkcija zvjezdane mase. Otkrivamo visoko slaganje sa funkcijama zvjezdane mase, uključujući i kada koristimo različite varijacije u pretvaranju zvjezdane mase u UV sjaj (npr. Duncan i sur. 2014; Song i sur. 2015). Štoviše, sve naše masene funkcije za visoke kozmološke crvene pomake su više ili manje konzistentne, s izuzetkom Graziana i sur. (2015), čiji rezultati dovode do nešto niže vrijednosti $ \\ phi_T $.

5. Kratki sažetak istraživanja

Istražili smo temeljno pitanje raspodjele gustine galaksija u Svemiru. Ovaj problem analiziramo na nekoliko načina i raspravljamo o implikacijama na evoluciju i kosmologiju galaksija. Za određivanje raspodjele gustine galaksija u Svemiru koristimo nedavno dobivene funkcije mase za galaksije do z ∼ 8. Naš glavni zaključak je da se gustina broja galaksija s vremenom smanjuje kao $ \\ phi_T (z) \\ sim t ^ (- 1) $, gdje je t starost Svemira.
Dalje ćemo razmotriti implikacije ovog povećanja gustine galaksija unazad na niz ključnih astrofizičkih pitanja. Integracijom gustine broja galaksija izračunali smo broj galaksija u svemiru, čija je vrijednost bila $ 2,0 (+0,7 \\ select -0,6) \\ puta (10 ^ (12)) $ za $ z \u003d 8 $, što se u principu može primijetiti. To je desetak puta više od direktne kalkulacije. To znači da još nismo otkrili veliku populaciju slabih, dalekih galaksija.

U pogledu astrofizičke evolucije galaksija, pokazujemo da se povećanje integriranih masenih funkcija svih galaksija s crvenim pomakom objašnjava modelom spajanja. Pokazujemo da je jednostavan model spajanja sposoban simulirati pad broja galaksija s vremenskom skalom spajanja $ \\ tau \u003d 1,29 ± 0,35 Gyr $. Brzina fuzije dobivena pri z \u003d 1,5 je R ∼ 0,05 $ Gyr ^ (- 1) Mpc ^ (- 3) $ fuzija, što je blizu vrijednosti dobivenoj strukturnom i uparenom analizom. Većina ovih galaktika koje se konvergiraju su sistemi manje mase koji vremenom povećavaju gustinu broja galaksija od donje granice do veće mase prilikom izračuna ukupne gustine.

Na kraju, razgovaramo o implikacijama naših nalaza na buduća istraživanja.

U budućnosti, kako će funkcije masa postajati sve poznatije zahvaljujući boljim simulacijama SED-a i dubljim i širim podacima iz JWST-a i Euclida / LSST-a, moći ćemo preciznije izmjeriti ukupnu gustinu broja galaksija i tako dobiti bolju mjeru ove temeljne veličine.

(Astronomija @ Science_Newworld).

Nedavno, 1920-ih, poznati astronom Edwin Hubble uspio je dokazati da naš Mliječni put nije jedina galaksija koja postoji. Danas smo već navikli na činjenicu da je prostor ispunjen hiljadama i milionima drugih galaksija, na čijoj pozadini naša izgleda vrlo majušno. Ali koliko je tačno galaksija u svemiru blizu nas? Danas ćemo pronaći odgovor na ovo pitanje.

Od jedne do beskonačnosti.

Zvuči nevjerovatno, ali naši pradjedovi, čak i većina naučnika, smatrali su naš Mliječni put metagalaksijom - objektom koji pokriva čitav svemir koji se može posmatrati. Njihova zabluda bila je sasvim logično objašnjena nesavršenošću teleskopa tog doba - čak su i najbolji od njih galaksije doživljavali kao mutne mrlje, zbog čega su ih zajednički nazivali maglinama. Smatralo se da su od njih vremenom nastale zvijezde i planete, kao što je nekada formiran naš Sunčev sistem. Ova pretpostavka potvrđena je otkrićem prve planetarne maglice 1796. godine u čijem je središtu bila zvijezda. Stoga su naučnici vjerovali da su svi ostali magloviti objekti na nebu isti oblaci prašine i plina, u kojima zvijezde još nisu stigle nastati.

Prvi koraci.

Prirodno, napredak nije stajao. Već 1845. godine William Parsons sagradio je gigantski teleskop za ona vremena "Levijatan", čija je veličina bila blizu dva metra. Želeći da dokaže da su maglice zapravo od zvijezda, približio je astronomiju modernom konceptu galaksije. Po prvi put je uspio primijetiti spiralni oblik pojedinih galaksija, kao i otkriti razlike u osvjetljenosti u njima, što odgovara posebno velikim i svijetlim zvijezdanim jatima.

Međutim, kontroverza se nastavila sve do 20. vijeka. Iako je u progresivnoj znanstvenoj zajednici već bilo prihvaćeno da osim Mliječnog puta postoje i mnoge druge galaksije, službenoj akademskoj astronomiji za to su potrebni nepobitni dokazi. Stoga su pogledi teleskopa iz cijelog svijeta na nama najbližu veliku galaksiju, koja je prethodno bila uzeta i za maglicu - galaksiju Andromeda.

1888. godine prvu fotografiju Andromede snimio je Isaac Roberts, a dodatne fotografije su dobijene tokom 1900-1910. Oni takođe pokazuju svijetlo galaktičko jezgro, pa čak i pojedinačna jata zvijezda. Ali niska rezolucija slika dopuštala je greške. Ono što je uzeto za nakupine zvijezda mogu biti maglice ili jednostavno nekoliko zvijezda, "zalijepljenih" u jednu tokom izlaganja slike. Ali konačno rješenje problema nije bilo daleko.

Suvremeno slikarstvo.

1924. godine, koristeći teleskop - rekorder s početka stoljeća, Edwin Hubble uspio je manje-više precizno procijeniti udaljenost do galaksije Andromeda. Pokazalo se da je bio toliko ogroman da je u potpunosti isključio pripadnost objekta Mliječnom putu (uprkos činjenici da je Hubbleova procjena bila tri puta manja od moderne. Astronom je u maglini otkrio i mnoge zvijezde, što je jasno potvrdilo galaktičku prirodu Andromede. 1925., suprotno kritikama kolega , Hubble je predstavio rezultate svog rada na konferenciji američke astronomske zajednice.

Ovaj govor stvorio je novo razdoblje u istoriji astronomije - naučnici su "ponovo otkrili" maglice, dodijelivši im imena galaksija i otkrili nove. U tome im je pomogao razvoj samog Hubblea - na primjer, otkriće crvenog pomaka. Broj poznatih galaksija rastao je izgradnjom novih teleskopa i lansiranjem novih - na primjer, široka upotreba radio teleskopa nakon Drugog svjetskog rata.

Međutim, sve do 90-ih godina XX vijeka čovječanstvo je ostalo u mraku oko stvarnog broja galaksija oko nas. Zemljina atmosfera sprečava čak i najveće teleskope da dobiju tačnu sliku - plinoviti omotači iskrivljuju sliku i upijaju svjetlost zvijezda, blokirajući nam horizonte svemira. Ali naučnici su uspjeli zaobići ta ograničenja lansiranjem svemirskog teleskopa Hubble, nazvanog po astronomu kojeg poznajete.

Zahvaljujući ovom teleskopu, ljudi su prvi put vidjeli svijetle diskove onih galaksija koje su se nekada pojavljivale kao male maglice. I tamo gdje se nebo prije činilo praznim, otkrivene su milijarde novih - i to nije pretjerivanje. Međutim, dalja istraživanja pokazala su da čak i hiljade milijardi zvijezda vidljivih Hubblu čine najmanje desetinu njihovog stvarnog broja.

Konačno brojanje.

Pa ipak, koliko galaksija postoji u svemiru? Odmah ću vas upozoriti da ćemo morati brojati zajedno - takva pitanja obično malo zanimaju astronomi, jer su lišena naučne vrijednosti. Da, oni katalogiziraju i prate galaksije - ali samo u globalnije svrhe, poput proučavanja strukture svemira.

Međutim, niko se ne obvezuje pronaći tačan broj. Prvo, naš svijet je beskrajan, zbog čega je vodstvo kompletna lista galaksija je problematična i lišena praktičnog značenja. Drugo, astronom neće imati dovoljno života da broji čak ni one galaksije koje se nalaze u vidljivom svemiru. Čak i ako živi 80 godina, počet će brojati galaksije od rođenja, a trajat će ne više od sekunde da otkrije i registrira svaku galaksiju, astronom će pronaći samo 2 bilijuna objekata - mnogo manje nego što zapravo postoje galaksije.

Da odredimo približni broj, uzmimo neke visoko precizne svemirske studije - na primjer, "Ultra duboko polje" teleskopa Hubble iz 2004. godine. Na području jednakom 1/130 cijele površine neba, teleskop je mogao otkriti 10 hiljada galaksija. S obzirom da su i druge dubinske studije tog vremena pokazale sličnu sliku, možemo prosjek rezultata. Stoga, unutar opsega Hubble osetljivosti, vidimo 130 milijardi galaksija iz celog svemira.

Međutim, to nije sve. Nakon "Ultra Deep Field" uslijedilo je mnogo drugih snimaka koji su dodali nove detalje. Štaviše, ne samo u vidljivom spektru svetlosti, koji deluje na „Hubble“, već i u infracrvenoj i rendgenskoj zraci. Od 2014. godine imamo 7 biliona 375 milijardi galaksija u radijusu od 14 milijardi svjetlosnih godina.

Ali ovo je, opet, minimalna procjena. Astronomi vjeruju da nam nakupine prašine u međugalaktičkom svemiru oduzimaju 90% posmatranih objekata - 7 bilijuna lako se pretvara u 73 bilijuna. Ali ova će brojka juriti još dalje u beskonačnost kada će teleskop James Webb ući u sunčevu orbitu. Za nekoliko minuta, ovaj uređaj će stići tamo gdje se Hubble danima probijao, a prodrijet će još dalje u dubine svemira.

Naša Galaksija je samo jedna od mnogih i niko ne zna koliko ih ima. Već je otvoreno više od milijardu. Svaka od njih sadrži milione zvijezda. Najudaljenije od već poznatih su stotine miliona svjetlosnih godina od zemljana, stoga, proučavajući ih, gledamo u najudaljeniju prošlost. Sve se galaksije udaljavaju od nas i jedna od druge, čini se da se svemir još uvijek širi i da su naučnici svjesno došli do zaključka o velikom prasku kao njegovom porijeklu.

U nauci riječ "Univerzum" ima posebno značenje. Podrazumijeva se kao najveći volumen prostora, zajedno sa svom materijom i zračenjem koji se u njemu nalaze, a koji mogu utjecati na nas na bilo koji način. Naučnici sa Zemlje mogu promatrati samo jedan Univerzum, ali niko ne poriče postojanje drugih, samo zato što ih naši (daleko od savršenih) instrumenata ne mogu uspostaviti.

Sunce je jedna od milijardi zvijezda. Postoje zvijezde mnogo veće od Sunca (divovi), postoje i manje (patuljci), Sunce je po svojim svojstvima bliže patuljastim zvijezdama nego divovima. Postoje vruće zvijezde (na površini imaju plavkasto bijelu boju i temperaturu od preko 10 000 stupnjeva, a neke i do stotinu tisuća stupnjeva), postoje hladne zvijezde (crvene su, temperatura površine je oko 3 tisuće stepeni). Zvijezde su jako daleko od nas, da do najbliže zvijezde lete brzinom svjetlosti (300.000 km / s) 4 godine, dok se Sunce tom brzinom može postići za 8 minuta.

Neke zvijezde tvore parove, trojke (binarne, trostruke zvijezde) i grupe (otvorena jata zvijezda). Postoje i kuglasta jata zvijezda, sadrže desetine i stotine zvijezda i imaju oblik kugle, sa koncentracijom zvijezda prema centru. U otvorenim nakupinama sakupljaju se mlade zvijezde, a globularna jata su vrlo drevna, u njima su zvijezde stare. Postoje planete u blizini nekih zvijezda. Postoji li na njima život, a još više civilizacija, još nije utvrđeno. Ali oni mogu postojati.

Zvijezde tvore džinovske sisteme - Galaksije. Galaksija ima središte (jezgro), ravne spiralne krakove u kojima je koncentrirana većina zvijezda i periferiju, obiman oblak rijetkih zvijezda. Zvijezde se kreću u svemiru, rađaju se, žive i umiru. Zvijezde poput Sunca žive oko 10-15 milijardi godina, a Sunce je sredovječna zvijezda. Tako će zasjati jako dugo. Masivne i vruće zvijezde brže "izgore", a mogu eksplodirati poput zvijezda "supernove", ostavljajući za sobom vrlo male i super guste formacije - bijele patuljke, neutronske zvijezde ili "crne rupe", u kojima je gustoća materije toliko velika da niti jedna čestica ne može prevladati sile gravitacije i pobjeći odatle. Pored zvijezda, Galaksija sadrži i oblake kosmičke prašine i plina koji čine maglice. Ravan Galaksije, gdje je maksimalan broj zvijezda, plina i prašine, vidljiva je na nebu kao Mliječni put.

Još uvijek postoji mnogo miliona Galaksija koje se sastoje od ogromnog broja zvijezda. Na primjer, Magelanovi oblaci, maglica Andromeda su druge galaksije. Nalaze se na nezamislivo velikim udaljenostima od nas.

Na našem nebu čine se da su zvijezde nepomične, jer su jako daleko od nas, a njihovo kretanje postaje primjetno tek nakon desetina i stotina hiljada godina.

Korisne informacije

Galaxy - gravitacijski vezan sistem zvijezda, međuzvjezdanih plinova, prašine i tamne materije. Svi objekti u galaksijama učestvuju u kretanju u odnosu na zajedničko središte mase. Riječ "galaksija" dolazi od grčkog naziva za našu Galaksiju. Core - izuzetno malo područje u središtu galaksije. Kada su u pitanju jezgra galaksija, oni često govore o njima aktivne galaktičke jezgre, gdje se procesi ne mogu objasniti svojstvima zvijezda koncentriranih u njima. Galaksije pokazuju da zaista nema puno usamljenih galaksija. Oko 95% galaksija tvori galaktičke grupe. Ako prosječna udaljenost između galaksija nije za više od reda veličine veća od njihovog promjera, tada plimni efekti galaksija postaju značajni. Svaka komponenta galaksije u različitim uslovima reaguje na ove uticaje na različite načine. Mliječni put, zvan i jednostavno Galaksija, je velika spiralna galaksija sa prečkama oko 30 kiloparseka u promjeru i 1000 svjetlosnih dužina