Галактика

Гала́ктика (др.-греч. γᾰλαξίας «Млечный Путь» от др.-греч. γάλα, γάλακτος «молоко») — гравитационно-связанная система из звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, тёмной материи, планет. Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс.

Все галактики (за исключением нашей) — чрезвычайно далёкие астрономические объекты. Расстояние до ближайших из них измеряют в мегапарсеках, а до далёких — в единицах красного смещения z . Самой удалённой из известных по состоянию на декабрь 2012 года является галактика UDFj-39546284. Разглядеть на небе невооружённым глазом можно всего лишь четыре галактики: галактика Андромеды (видна в северном полушарии), Большое и Малое Магеллановы Облака (видны в южном; являются спутниками нашей Галактики) и галактика М33 в созвездии Треугольника (из северного полушария, на незасвеченном небе).

Точное количество галактик в наблюдаемой части Вселенной неизвестно, но, по всей видимости, их порядка двух триллионов. В пространстве галактики распределены неравномерно: в одной области можно обнаружить целую группу близких галактик, а можно не обнаружить ни одной (так называемые войды).

Разрешить изображение галактик до отдельных звёзд не удавалось вплоть до начала XX века. К началу 1990-х годов насчитывалось не более 30 галактик, в которых удалось увидеть отдельные звёзды, и все они входили в Местную группу. После запуска космического телескопа «Хаббл» и ввода в строй 10-метровых наземных телескопов число разрешённых галактик резко возросло.

Галактики отличаются большим разнообразием: среди них можно выделить сфероподобные эллиптические галактики, дисковые спиральные галактики, галактики с перемычкой (баром), линзовидные, карликовые, неправильные и т. д.. Если же говорить о числовых значениях, то, к примеру, их масса варьируется от 550000 (у галактики Segue 2) до 1012 масс Солнца, для сравнения — масса нашей галактики Млечный Путь равна 2⋅1011 масс Солнца.

Диаметр галактик — от 5 до 250 килопарсек (16—800 тысяч световых лет), для сравнения — диаметр нашей галактики составляет около 30 килопарсек (100 тысяч световых лет). Самая большая известная (на 2012 год) галактика IC 1101 имеет диаметр более 600 килопарсек.

Одной из нерешённых проблем строения галактик является тёмная материя, проявляющая себя только в гравитационном взаимодействии. Она может составлять до 90 % от общей массы галактики, а может и полностью отсутствовать, как в некоторых карликовых галактиках.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

– Большинство туманностей на небе – это либо спиральные галактики из множества звезд, либо бесформенные газопылевые облака. То, что мы увидели, свидетельствует о высочайшей упорядоченности». «Туманность ДНК» имеет в длину около 80 световых лет и находится на расстоянии всего 300 световых лет от центра нашей Галактики, где, согласно современным научным теориям, должна находиться сверхмассивная черная дыра. Среди вероятных причин образования подобного в высшей степени неуместного в космосе объекта – сильное магнитное поле в центре Галактики. Оно примерно на три порядка сильнее магнитного поля Земли. Возможно, именно силовые линии магнитного поля, направленные по оси туманности, и стали причиной столь необычного ее закручивания. Образование подобной туманности – дело небыстрое. Диск вокруг черной дыры в центре Галактики совершает один оборот примерно за 10 тыс. лет. Любопытно, что наблюдаемый «шаг» двойной спирали ДНК соответствует именно такому соотношению скорости истечения вещества и скорости закручивания его вокруг общей оси.

Группа авторов, Тайна Жизни глазами науки и традиции, 2015

Когда же происходил важнейший процесс превращения огромных сжимающихся облаков газа сначала в протогалактики, а затем в галактики? Несомненно, это было очень давно – даже по астрономическим масштабам. Возраст галактик (во всяком случае, их подавляющего большинства) практически равен возрасту Вселенной. Это означает, что галактики образовались тогда, когда Вселенная была совсем еще юной. Ниже мы увидим, что величина красного смещения для наиболее удаленных из наблюдаемых объектов λ/λ0 = 1 + z = 4,5 (λ – измеренная длина волны какой-нибудь спектральной линии, λ0 – ее лабораторное значение). С другой стороны, имеет место простое соотношение

Иосиф Шкловский, Вселенная, жизнь, разум, 2006

Изучение скоплений и сверхскоплений галактик позволяет создать модель Вселенной в большом масштабе, то есть определить, как распределяется материя внутри очень большого пространства. В этом смысле самый значительный результат, полученный космологией за последние 50 лет, заключается в том, что Вселенная, похоже, состоит из больших полых пузырей, пересекающихся друг с другом, в результате чего они напоминают губку. В таком контексте скопления и сверхскопления галактик распределяются по стенкам пузырей, образуя волокнистые структуры длиной в десятки миллионов световых лет. Эти пузыри представляют собой полости, содержащие темную материю. Изучение динамики движения галактик (их взаимного удаления, вызванного расширением Вселенной) показало, что в направлении созвездия Стрельца, видимо, существует огромная концентрация материи, так называемая великая точка притяжения, которая своей гравитацией притягивает даже Местное сверхскопление галактик.

Группа авторов, 3333 каверзных вопроса и ответа, 2011

После того как Хаббл доказал существование других галактик, он занялся составлением каталога расстояний до них и наблюдением их спектров. В то время большинство ученых полагали, что галактики движутся достаточно хаотично, и поэтому надеялись найти примерно одинаковое число спектров, смещенных в синюю и красную область. Когда оказалось, что все галактики имеют красное смещение, это стало сенсацией. Получается, что все галактики удаляются от нас. Еще более удивительным был результат, опубликованный Хабблом в 1929 г.: даже величина красного смещения галактики не случайна, а прямо пропорциональна расстоянию до нее. Другими словами, чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. А это означало, что Вселенная не может быть стационарной, как думали раньше. В действительности она расширяется. Расстояние между галактиками все время растет.

Стивен Хокинг, Теория всего. От сингулярности до бесконечности: происхождение и судьба Вселенной, 2006

Считается, что эта особенность космической архитектуры является следствием процессов, протекающих на поздних стадиях эволюции протопланетного облака. Но если взять структуру более высокого порядка – нашу галактику, – то и там мы можем наблюдать аналогичное явление: галактический диск, вращающийся вокруг своего центра. И даже более того: известны некоторые скопления галактик, вероятно устроенные по тому же принципу.

Артем Каменистый, Рай беспощадный, 2012

Однако найти жизнь за пределами Солнечной системы – дальше, чем позволяет наша нынешняя технология, – шансы как будто выше. На сегодняшний день очевидно, что вокруг большинства звезд вращаются планеты, как это виделось Джордано Бруно еще в XVI в. Уже с 1940-х гг. астрономы полагают, что он мог быть прав. Более ранняя теория о возникновении нашей системы из протуберанца, оторванного от Солнца приливными силами прошедшей поблизости звезды (предполагавшая, что планетарные системы – редкость), была опровергнута. Но лишь в конце 1990-х гг. начали появляться свидетельства существования экзопланет. Планетарные системы отличаются огромным разнообразием, однако в одной только нашей галактике Млечный Путь предположительно около миллиарда планет являются «землеподобными» – т. е. имеют сопоставимые с Землей размеры и находятся на соответствующем расстоянии от своей звезды, соответственно, там может существовать вода, которая не выкипает и не остается вечно замерзшей.

Коллектив авторов, Одиноки ли мы во Вселенной?, 2016

На сегодня ученым известны тысячи различных экзопланет, и можно попытаться сравнить их с планетами Солнечной системы и оценить, насколько устройство нашей системы типично в галактике. Большинство открытых на сегодня экзопланет обнаружены либо методом лучевых скоростей, либо методом транзитов. Чем ближе планета к звезде, тем больше шансов ее обнаружения этими методами, потому что и затмение, и изменение скорости звезды происходит с периодичностью в один оборот планеты.

Михаил Никитин, Происхождение жизни. От туманности до клетки, 2016

Но Вселенная есть и мы являемся ее частью. Из чего состоит Вселенная? Из планет, звезд, других небесных (астрономических) тел, пустых зон, межзвездного газа и пыли, темной материи и темной энергии. Вся материя собрана в гравитационно связанные системы (галактики), участвующие в движении относительно общего центра масс. Точное количество галактик неизвестно, в настоящее время считается, что их свыше 100 миллиардов. Мы живем в галактике Млечный Путь, в которой, по современным оценкам, от 200 до 400 миллиардов звезд. Все звезды в галактике удерживаются силами гравитации темной материи. Одиночных галактик мало, около 95 % всех галактик образуют скопления, в которых также присутствуют темная материя и темная энергия (от 70 до 90 %), межгалактический газ и пыль (от 10 до 30 %) и собственно звезды (около 1 % от массы группы).

Виктор де Касто, Pro темную материю, 2016

Важно следующее: звезды, как правило, рождаются не поодиночке, а кратными системами, чаще всего в составе молодого рассеянного скопления, которое, в свою очередь, входит в состав звездной ассоциации, содержащей сотни тысяч, если не миллионы звезд, а та, в свою очередь, нередко является частью звездного комплекса с характерным поперечником 600 пк. Почему мы говорим о рассеянных скоплениях вроде показанного на рис. 12 (см. цветную вклейку)? Потому что в наше время в Галактике уже давно не образуются шаровые скопления, содержащие сотни тысяч звезд. Все шаровые скопления Галактики (рис. 13), а их известно более 130, – старые объекты, содержащие старые звезды. Шаровые скопления рождались на самых ранних этапах жизни Галактики, когда диффузная материя для их создания имелась в избытке. Теперь же в Галактике содержится слишком мало газа (не более 10 % от массы Галактики[11]). Сравнительно молодые шаровые скопления попадаются лишь в небольших неправильных галактиках, где скорость звездообразования вообще замедлена, но не у нас. В нашей Галактике в современную эпоху рождаются лишь рассеянные скопления, содержащие обычно несколько десятков или сотен звезд.

А. Н. Громов, Удивительная Солнечная система, 2012

Не так давно астрономы с изумлением обнаружили явление, которое они назвали «Крест Эйнштейна». Очень далекий квазар, расположенный за массивной галактикой, был виден сразу четыре раза, напоминая лист клевера. Гравитационное влияние галактики на изображение квазара похоже на оптический эффект при прохождении света через стакан воды. Этот эффект называется гравитационным линзированием, а гравитационное поле передней галактики – гравитационной линзой. Удивительнее всего то, что яркость отдельных изображений в Кресте Эйнштейна все время меняется в результате гравитационного микролинзирования, вызванного звездами расположенной между нами и квазаром.

О. О. Фейгин, Никола Тесла – повелитель молний. Научное расследование удивительных фактов, 2010

Этот странный объект, и в самом деле похожий издали, с космических расстояний, на лоскутик бликующей в свете близких звёзд мыльной плёнки, отталкивал всё, что к нему приближалось, в том числе галактики, звёздные скопления и пылевые ассоциации, движущиеся под влиянием тёмной энергии «к границам» Вселенной. Именно по эффекту отталкивания Аттрактор Крестовского и был открыт. По расчётам земных астрофизиков, Аттрактор появился шесть миллиардов лет назад, приблизительно в то же время, когда началась эпоха ускоренного расширения Вселенной, и отшвырнул от себя не одну галактику, а по крайней мере две сотни. Со времени его открытия многие учёные пытались дать объяснение этому феномену, предлагая десятки идей и гипотез, зачастую весьма экзотических. Не в последнюю очередь из-за них такие объекты в научной среде не зря назывались экзотами.

В. В. Головачев, Нечеловеческий фактор, 2013

В современной науке любое исследование физических свойств времени все чаще связывается с принципами квантовой механики. Так, в картине мироздания физики вполне определенно выделяют минимальные размеры ячеек пространства, называя их «фундаментальной длиной» – квантами пространства. Предполагаемая величина этих гипотетических «атомов пространства» реально совершенно невообразима, она представляет собой дробь с 33 нулями в знаменателе. Если бы мы увеличили размер таких клеток пространства до одного сантиметра, то диаметр атома возрос бы до 30 миллиардов световых лет, в два раза превзойдя размер Метагалактики. Атом – это минимальный реально наблюдаемый в электронный микроскоп объект, следующий за ним на пути в глубины материи – атомное ядро. Если повторить увеличение, ядро атома превратится в галактику, свет по которой будет путешествовать 300 000 лет.

О. О. Фейгин, Механика машины времени, 2016

Мы видим вращение планеты вокруг солнца, вращение солнечной системы вокруг галактики и вращение галактики вокруг вселенной. Вполне возможно, что заданный алгоритм повторяет движение импульса, который сформировался в результате взаимодействия двух видов энергии и действует на границе физической оболочки каждого химического элемента, который находится в поле действия нашей земной культуры. Это взаимодействие может быть ключевым элементом построения пространства и действия времени.

Михаил Тевосян, Осмысление процессов, 2014

Если составить подробную карту фонового космического микроволнового излучения, окажется, что она не совсем ровная. Там есть участки чуть теплее и чуть холоднее среднего. Если изучить эти отклонения температуры фонового космического излучения, то есть поискать закономерности на поверхности последнего рассеяния, можно сделать выводы о структуре и составе вещества в ранней Вселенной. Чтобы определить, как возникали галактики, скопления и сверхскопления, мы опираемся на самые точные данные о фоновом излучении, мощную капсулу времени, которая дает астрофизикам возможность реконструировать историю Вселенной. Изучение его закономерностей – это что-то вроде космической френологии: мы ощупываем шишки на черепе новорожденной Вселенной.

Н. Д. Тайсон, Астрофизика с космической скоростью, или Великие тайны Вселенной для тех, кому некогда, 2017

По современным представлениям мощь невидимой темной энергии многократно превосходит мощь наблюдаемой материи. Считается, что темная энергия оказывает решающее влияние на судьбу Вселенной в целом, так как она отвечает за ее расширение, которое (как сейчас представляется астрофизикам) набирает ускорение. При этом можно сказать, что в некотором смысле Вселенная все еще остается довольно плотной. Если рассматривать Вселенную как газ галактик, то это будет чрезвычайно плотный и вязкий газ, так как среднее соотношение расстояний между галактиками и их размерами намного меньше, чем это же соотношение для молекул обычного воздуха.

Владимир Коляда, Аз есмь. Поля Гермеса, 2017

С точки зрения некоторых исследователей, все сферические объекты космоса: Вселенная, галактика, Солнечная система, звезда, планета, человек (как двойная космическая система), живая клетка, молекула, атом, полевые образования обладают свойством естественного излучения. Излучение в данном случае – результат вибрации.

Н. И. Кудряшов, Гимнастика гипербореев. Целительная вибрация, 2011

Эйнштейн со своим Е = мс2 действительно кое-что понимал. Нет, за исходную единицу времени можно брать частоту колебания атомов в решетке или элементарных частиц – но это только для удобства. А так, в общем – все вселенские циклы, периоды обращения планет, звезд, скоплений и галактик – они вариабельны; зависят от масс, расположений, локальных скоростей.

М. И. Веллер, Человек в системе, 2010

Есть исследование ближних планет, а есть космические объекты, которые удалены на многие миллионы световых лет. В разном диапазоне длин волн это позволяет получать данные, которые дают возможность ученым их интерпретировать и говорить о скоплениях планет и галактик.

И. С. Прокопенко, Тайны Земли, 2016

Насколько их много, дает некоторое представление следующее фото. Мы смотрим из плоскости Млечного Пути в направлении скопления галактик в Геркулесе и видим еще большее их число за пределами Млечного Пути. (На самом деле галактик во Вселенной больше, чем звезд в Млечном Пути.) Как и на предыдущих изображениях, на переднем плане звезды, но в основном здесь представлены галактики – развернутые ребром спиральные, эллиптические и другие. За пределами Млечного Пути насчитывается по меньшей мере тысячи миллионов, а возможно, и сотни тысяч миллионов галактик, каждая из которых состоит приблизительно из такого же количества звезд, что и наша. Так что если все это перемножить, число получится внушительное, сейчас посчитаем: десять в степени… Единица с двадцатью тремя нолями – и Солнце лишь одна из этих звезд. Очень полезный подсчет для определения нашего места во Вселенной. И вот, на мой взгляд, это огромное число миров, огромные размеры Вселенной не учитывает, даже формально, ни одна религия, особенно западная.

К. Э. Саган, Наука в поисках Бога, 2006

Возможно, катастрофы удастся избежать – недавно были представлены новые расчеты движения нашей галактики относительно Великого Аттрактора. Мы притормозили! Скорость не 600 километров в секунду, как полагали ранее, а на треть меньше. Что же происходит? Как выяснилось, галактику Млечный Путь и соседние оттягивает другая мощная сила, ученые назвали ее темной энергией – она вызывает ускоренное расширение Вселенной, то есть галактики не притягиваются, а удаляются.

И. С. Прокопенко, Тайны Апокалипсиса, 2017

Следует упомянуть и довольно спорную гипотезу панспермии, в основе которой лежат известные факты обмена веществом между небесными телами. Так, при столкновении планеты с крупным астероидом из ее поверхности выбиваются фрагменты породы, которые могут улететь в космос и попасть на другие планеты. К примеру, на поверхность Земли часто прилетают метеоры с Марса. Благодаря такому обмену возникшие в ходе химической эволюции на одной из планет вещества и катализаторы могут попасть на соседние тела и даже в другие звездные системы. Так за несколько сотен миллионов лет распространение «кирпичиков» жизни может охватить всю нашу Галактику. Подобным образом масштаб химической кухни, готовящей молекулярные блюда для будущей жизни, может расшириться от планетарного до галактического.

О. О. Фейгин, Планета бурь, 2016

Мощнейшим источником колебаний пространства–времени могли бы быть множественные системы из сверхмассивных черных дыр, скапливающихся в ядрах сильно взаимодействующих галактик. Когда-нибудь и наш Млечный Путь столкнется с соседней туманностью Андромеды. Тогда центральные черные дыры образуют единую систему и начнут сближаться, расходуя энергию на гравитационное излучение.

О. О. Фейгин, Взрыв мироздания, 2016

Дарвиновское “выживание наиболее приспособленных” – это на самом деле частный случай более общего закона выживания стабильного. Мир населен стабильными объектами. Стабильный объект – это совокупность атомов, которая достаточно стабильна или обыкновенна, чтобы заслуживать собственного имени. Это может быть единственное в своем роде собрание атомов, как, например, Маттерхорн, существующий достаточно давно, чтобы имело смысл дать ему название. Или это может быть некий класс объектов, таких как капли дождя, возникающие с достаточно высокой скоростью, чтобы заслуживать общего названия, несмотря на то, что каждая отдельная капля живет очень недолго. Все объекты, которые мы видим вокруг себя и сущность которых нам хотелось бы объяснить (горы, галактики, морские волны), представляют собой в большей или меньшей степени стабильные атомные структуры. Мыльные пузыри стремятся принять сферическую форму: это стабильная конфигурация для тонких пленок, наполненных газом. В космическом корабле стабильное состояние воды – это также сферические капли, но на Земле под действием гравитации вода в стабильном состоянии образует плоскую горизонтальную поверхность. Кристаллы поваренной соли стремятся принять кубическую форму, потому что при этом достигается стабильная упаковка ионов натрия вместе с ионами хлора. На Солнце самые простые атомы – атомы водорода – сливаются, образуя атомы гелия, потому что в преобладающих там условиях гелий более стабилен. Другие, еще более сложные атомы постоянно образуются в звездах по всей Вселенной. Их образование происходило и в момент Большого взрыва, который, согласно господствующей теории, положил начало возникновению Вселенной. Именно таков изначальный источник элементов, из которых построен наш мир.

Ричард Докинз, Эгоистичный ген, 1989

Одним из первых спектроскопистов, изучившим спектры многих небесных объектов, стал английский астроном Уильям Хаггинс. Он наблюдал небо на своей частной обсерватории в Лондоне и обнаружил, что галактика Туманность Андромеды даёт сплошной радужный спектр, похожий на спектры звёзд. Когда в 1864 году Хаггинс навёл свой телескоп с присоединённым к нему спектроскопом на красивую туманность Кошачий Глаз в созвездии Дракона, к своему удивлению, получил на выходе не типичную светящуюся радугу, а тёмный фон с тремя яркими линиями. Это означало, что, в отличие от плотных звёзд, дающих сплошной спектр, туманности состоят из разреженного газа, который светится в отдельных линиях.

Н. Н. Горькавый, Космические сыщики, 2015

Русский астроном Иосиф Шкловский, который провел блестящее исследование нашей Галактики, предполагает, что если расстояние между двумя цивилизациями составляет около десяти световых лет, то лишь три звезды – эпсилон Эридана, тау Кита и эпсилон Индуса, – вероятно, могут быть населены разумными существами, способными вступить с нами в контакт. Американцы, слушающие частоту водородной линии 1420 МГц, утверждают, что получали сильные сигналы с этих звезд. Американский профессор Роберт Н. Брейсвел поддержал Шкловского и представил диаграмму, показывающую, что если технологическая цивилизация сохраняется 10 000 лет, то в радиусе тысячи световых лет существует около 50 000 цивилизаций. На таком расстоянии радиосигналы были бы слишком слабыми, чтобы быть обнаруженными. Высказано предположение, что ракеты с радиозондами, летящие со скоростью 100 000 миль в секунду, могли бы через несколько веков приблизиться к далеким цивилизациям, излучить сигналы, записать и возвратить полученные сигналы и, возможно, передать с помощью телевидения другим мирам карту неба, откуда прилетели зонды.

Реймонд Дрейк, Боги и пришельцы Древнего Востока, -1

Все объекты (исключение составляет Полярная звезда, которая сохраняет свое положение по отношению к горизонту), составляющие Галактику, обращаются вокруг ее центра. Это относится и к Солнечной системе, скорость движения которой равна примерно 250 км/с, то есть для полного оборота вокруг центра Галактики ей требуется 180 млн лет.

Н. И. Нагорная, Астрологическая карта судьбы, 2015

Звезда HZW-1020-3964-2904-3845 (QSL) оставалась прямо по курсу, и от нее продолжали поступать эти непонятные радиосигналы. На стажировке Наблюдателю говорили, что по всей вероятности они идут от некой молодой цивилизации, которая использует их для собственных нужд с целью беспроводной передачи информации в пределах своей планеты или планетной системы. Весь предыдущий опыт говорил о том, что только молодые цивилизации первичной формы жизни открытым образом используют радиосвязь, нисколько не беспокоясь о том, что радиоволны уходят в дальний космос. Их не беспокоит, что скоро их родная планета может быть обнаружена из лежащей вокруг огромной сферической области галактики, причем границы этой сферы непрерывно расширяются со скоростью света! Конечно, радиосигнал слабеет с расстоянием и, в конце концов, теряется в космических шумах, но, как правило, радиус сферы обнаружения составляет не менее нескольких световых лет.

И. Р. Сунчелей, Наблюдатель, 2011