Просторовий розподіл і еволюція галактик

Дослідження просторового розподілу галактик показує, що галактики, як і зірки, утворюють групи і скупчення, в які входять від десятків до десятків тисяч членів.

Галактика разом з Туманністю Андромеди M 31, Туманністю Трикутника M 33, Великим і Малим Магелланова Хмара та ще кількома неправильними і карликовими галактиками (всього близько 35 галактик) утворюють Місцеву групу галактик. Її розміри становлять усього 1,5 Мпк.

Зараз виявлено більше 4000 скупчень галактик (див., Напр., Рис. 13.1). Одним з найбільших є скупчення в сузір’ї Волосся Вероніки, яке налічує понад 40 000 галактик (рис. 13.2). Це скупчення знаходиться від нас на відстані 400 млн. Світлових років і займає на небі ділянку діаметром майже 12 градусів.

Спостереження на великих телескопах показали, що скупчення і групи скупчень, у свою чергу, розподілені далеко не випадковим чином. Так, Місцева група галактик утворює разом з іншими близькими групами систему, названу Місцевим надскупчення. В спостерігається частини Всесвіту є й інші надскупчення. Їх середній розмір становить 20-30 Мпк. Вся доступна сучасним спостереженнями частина Всесвіту називається Метагалактикою. В останні роки виявлено, що багато багаті скупчення галактик містять значні кількості гарячого іонізованого газу, що є джерелом потужного рентгенівського випромінювання. Відкриття протяжних джерел рентгенівського випромінювання, ототожнених зі скупченнями галактик, стало видатним досягненням рентгенівської астрономії останніх років. Найбільш потужними з них є скупчення Волосся Вероніки, Персей і Діва. Характерні розміри протяжних джерел складають 0,1-1 Мпк, а їх світність лежить в межах 1043-1045 ерг / с. Детальне дослідження їх спектрів показало, що джерелом випромінювання є гарячий газ з температурою 107-108 К, захоплений гравітаційним полем скупчення. Маса такого газу в ряді скупчень порівнянна з сумарною масою галактик.

Дивним виявилося те, що надскупчення галактик утворюють в просторі гігантські волокноподобние структури – вони як би групуються уздовж кордонів своєрідних осередків, усередині яких галактик немає. І хоча детально вивчено не більше відсотка Метагалактики, можна стверджувати, що розподіл речовини має комірчасту структуру, і у великих масштабах Всесвіт є однорідною (рис. 13.3). Таким чином, просторової моделлю структури Всесвіту може служити шматок пемзи: загалом пемза однорідна, хоча в невеликих обсягах в ній присутні неоднорідності.

Отже, ми з’ясували, що в масштабах сверхскоплений галактик речовина розподілено практично рівномірно. В великомасштабної структурі Всесвіту не існує яких-небудь особливих, чимось виділяються напрямків, що підтверджується ще й тим, що величина постійної Хаббла H не залежить від вибору напрямку. Таким чином, у великих масштабах Всесвіт є однорідною і ізотропної.

Іншим фундаментальним властивістю Всесвіту є нестаціонарність. Вимірювання променевих швидкостей галактик показує, що Всесвіт розширюється. Причому розширення відбувається рівномірно по всіх напрямках, і Галактика не є центром цього розширення.

За постійної Хаббла можна визначити момент «початку» розширення Всесвіту: величина T = 1 / H, зворотна постійної Хаббла, має розмірність часу і дорівнює приблизно 14 млрд. Років.

Посилання на основну публікацію