Что находится между галактиками
Что находится между галактиками?
Все, что астрономы знают о Вселенной известно благодаря наблюдениям. Вглядываясь в глубины космоса, космический телескоп Hubble отправляет на нашу планету снимки далеких звезд, планет и галактик. По оценкам ученых только в наблюдаемой Вселенной находятся около двух триллионов галактик. Это трудно представить, однако благодаря фотографиям мы имеем о них и их расположении некоторое представление. Астроном Эдвин Хаббл еще в 1925 году определил несколько видов галактик: эллиптическая, неправильная, обычная спиральная, пересеченная спиральная и линзообразная. Выходит, ученые знают какие бывают галактики и что происходит внутри них, но знают ли они что находится между галактиками?
15 тысяч галактик в объективе телескопа Hubble
Что такое галактика?
Для начала на примере Млечного Пути давайте разберемся что представляют из себя галактики. Итак, галактика — это огромная гравитационно связанная система. В ней содержится порядка 200 миллиардов звезд, а также туманности, темная материя, планеты, облака пыли и газа, а также звездные скопления. Все объекты, находящиеся в галактике, участвуют в движении относительно общего центра масс. В самом сердце галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая, кстати, по сообщениям ученых в последнее время ведет себя довольно странно.
Так выглядит центр Млечного Пути
В зависимости от вида, согласно классификации Эдвина Хаббла, каждая галактика имеет свои особенности. Так, Млечный Путь по своей форме в профиль отдаленно похож на “летающую тарелку”. А не так давно ученые выяснили, что наша галактика совсем не плоская, как считалось раньше — оказалось, что Млечный Путь больше напоминает гармошку, так как галактика как будто смята ближе к краям.
Расстояние между галактиками чрезвычайно велико. Так, ближайшая к нам галактика Андромеда располагается на расстоянии 2,5 миллионов световых лет от Земли. Такое расстояние сложно себе представить. Но что находится между галактиками?
Кстати, обсудить столкнется ли наша галактика с галактикой Андромеды можно в нашем Telegram чате
Еще одна загадка Вселенной
Вскоре после Большого взрыва Вселенная была заполнена газом, в основном водородом. Со временем, то тут то там, гравитация стала стягивать газ к облакам, которые впоследствии превратились в галактики внутри которых родились звезды. Знаете по какой причине сияют звезды? Все дело в термоядерном горении водорода — те звезды, что превращаются в сверхновые и погибают после взрыва “выталкивают” газ обратно из галактик.
Там, в таинственном межгалактическом пространстве, газ охлаждается и становится плотнее. Там он и находится, пока сила гравитации не втягивает его обратно в галактику, где образуются новые звезды. Процесс повторяется: гравитация конденсирует газ в галактики и звезды, звезды взрываются и выбрасывают газ, гравитация снова притягивает газ и рождаются новые звезды.
Телескоп Hubble сделал снимок взрыва сверхновой
Со временем в любой галактике начинает заканчиваться перерабатываемый газ. А без газа во Вселенной не могут образовываться новые звезды; старые звезды живут своей жизнью и умирают, и в конечном итоге галактика тоже умирает. Галактики обитают в так называемой газовой ванне, среде, из которой они родились, и которая питает их. Галактики вдыхают и выдыхают газ, а звезды продолжают гореть, пока газ не исчезнет. Красиво звучит, правда?
Еще больше удивительных фактах о Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен
Из чего состоит Вселенная?
Раньше проблема с проверкой этой теории заключалась в том, что приборы астрономов были едва способны обнаружить признаки межгалактического газа, не говоря уже о его появлении и исчезновении. Однако сегодня, благодаря более чувствительным инструментам, ученые знают намного больше. Полученные данные говорят о том, что межгалактическая среда богата газом, который наполняет Вселенную и порождает галактики. Чуть менее убедительные, а иногда и загадочные свидетельства в около галактической среде показывают, что галактики живут за счет рециркуляции газа в звезды и из звезд.
А вот доказательства того, что у галактик может закончиться газ, и звезды перестанут рождаться, что приведет к гибели галактики пока только предварительные. Дело в том, что даже в молодой Вселенной газ не однороден. Межгалактическая среда также не является чистым водородом: она частично заполнена элементами, более тяжелыми, чем водород, которые появляются, когда звезды взрываются и умирают.
И все же, несмотря на множество вопросов, ученые сходятся во мнении, что эта древняя, охлаждающая, разреженная межгалактическая среда является хорошо понятой сущностью, которая содержит убедительную картину того, когда и из чего возникли галактики.
Однако, несмотря на появление новых инструментов и совместной работы ученых, на сегодняшний день общей картины рождения, жизни и смерти галактик нет. Чтобы лучше понять это, ученые прибегают к помощи компьютерной симуляции — так, недавно астрономы создали 8 миллионов галактик внутри компьютера. Вне зависимости от того, реальны симуляции или нет, именно с их помощью ученые смогут получить ответы на вопросы о природе межгалактического газа. Дело в том, что симуляции — наиболее ясная визуализация того, как газ мог создать галактики.
Ученые полагают что сегодня, 13,8 миллиардов лет спустя после Большого взрыва, только 60% газа сосредоточено в межгалактической среде; остальное находится в около галактической среде и внутри галактик. Получается, что на просторах Вселенной галактики нанизаны на пустоты, похожие на освещенные автомагистрали. Красиво! Несмотря на то, что многое пока остается загадкой.
Что такое межгалактическое пространство?
Объекты глубокого космоса > Галактики > Что такое межгалактическое пространство?
Пространство, заполняющее пробел между звездами, называют межзвездным. Так что, то же самое пространство, но между галактиками, будет межгалактическим. Это огромные пустоты, разделяющие галактики. Например, если вам вздумалось попутешествовать от Млечного Пути к Андромеде, то придется преодолеть 2.5 миллиарда световых лет межгалактического пространства.
Оно настолько близко, насколько вы способны добраться до абсолютного вакуума. Там невероятно мало пыли и мусора (1 атом водорода на м 3 ). Галактики связаны разреженной плазмой, обладающей волокнистой структурой и плотнее средней вселенской плотности. Это межгалактическая среда, состоящая по большей части из ионизированного водорода. Она в 10-100 раз плотнее средней плотности Вселенной.
Межгалактическую среду можно увидеть в телескопы Земли, потому что способна нагреваться до миллиона градусов. Это достаточно высокая температура, позволяющая электронам сбегать от водородных ядер в момент столкновения. Рентгеновский спектр улавливает освобожденную в этом ударе энергию. Подобными исследованиями занимается рентгеновская обсерватория Чандра, которой удалось отыскать облака горячей межгалактической среды в участках, где галактики сталкиваются в скоплениях. Посмотрите видео, чтобы узнать больше о пространстве между галактиками.
Что можно найти в межгалактическом пространстве?
Мы знаем, что Земля расположена в Солнечной системе, которая находится в галактике Млечный Путь. Ученые способны определить размеры родной галактики, количество звезд, состав и происходящие внутри процессы. Но ведь Млечный Путь – не единственная галактика. Рядом есть соседние. Но что находится «в пустоте» между ними?
Это межгалактическое пространство. Галактики разделены масштабными пустотами, способными охватывать миллионы световых лет. Они кажутся пустыми, но вмещают больше материи, чем можно найти в галактиках.
Вещество между галактиками называют межгалактической средой. Это горячий ионизированный водород (лишен электрона) с присутствием более тяжелых элементов, вроде углерода, кислорода и кремния. Ученые знают состав, так как элементы оставляют подпись на проходящем свете. Откуда такие познания?
Снимок в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном свете, полученный Hubble Deep Field
В 1960-х гг. удалось впервые обнаружить квазары. Это удивительно яркие и активные галактические ядра. По мере детального анализа исследователи поняли, что в свете квазаров не хватает каких-то элементов. Оказалось, они «впитались» чем-то между квазаром и нашими приборами. Этим «чем-то» оказался газ межгалактической среды.
В течение дальнейших десятков лет удалось составить целую систему сетей и нитей, представленных газом и тяжелыми элементами. Они вмещают больше материи, чем все галактики в космосе. Полагают, что определенная часть этого газа осталась еще со времен Большого Взрыва. Но наличие более тяжелых элементов указывает на прибытие древней звездной пыли, поступающей от галактик.
Карликовая галактика в созвездии Печь – одна из соседей Млечного Пути
По мере расширения космического пространства более удаленные участки межгалактической среды оказываются изолированными. Но есть и «приближенные» области, которые сильно влияют на галактическую «дееспособность».
Гравитация галактик притягивает к себе часть межгалактического пространства со скоростью 1 солнечная масса в год. То есть, галактика получает газ, который необходим для поддерживания формирования звезд. Если бы его не было, то звездное рождение должно медленно затухнуть (новые звезды не появятся).
Часть карты галактического распределения, охватывающая 7 миллиардов световых лет. Количество галактических скоплений говорит о том, что здесь в определенное время действовала гравитация и можно проверить, сохранилась ли общая относительность в этих масштабах.
Кстати, в «пустоте» между галактиками скрывается не только газ. Иногда там можно найти даже звезды! Их называют изгоями, скитальцами, сиротами или сбежавшими звездами (иногда межгалактическими).
Ведущая теория указывает на то, что они не появились здесь изначально. Такие звезды возникают внутри галактики, но после определенного события (вроде взрыва соседней звезды или возникновения черной дыры) их выталкивает и они теряют гравитационную привязку к родным галактикам.
Более того, такие сбежавшие звезды могут оказаться распространенным явлением. В 2012 году сообщалось об около 650 подобных объектах на нашем галактическом краю. Полагают, что их количество способно достигать триллионов.
Межгалактическое пространство: что находится между галактиками?
Содержание:
Но разве это единственная галактика во Вселенной? Нет, конечно нет. До недавнего времени было подсчитано, что Вселенная может содержать до 2 миллионов миллионов галактик. И хотя недавно, в 2021 году, эта оценка снизилась до нескольких сотен миллиардов, количество галактик во Вселенной по-прежнему огромно.
Но что именно находится в этом межгалактическом пространстве? Является ли пространство между галактиками чистым вакуумом? Какие у него расстояния? Почему галактики отделяются друг от друга? Будьте готовы к тому, что ваша голова взорвется, ведь сегодня мы покинем наш Млечный Путь и погрузимся в удивительные (и очень темные) секреты межгалактического пространства.
Что такое межгалактическое пространство?
По факту, вся материя в галактике сохраняет свою сплоченность благодаря существованию в центре масс сверхмассивной черной дыры с таким огромным гравитационным притяжением, что он захватывает все звезды в галактике (и, между прочим, астрономические объекты, вращающиеся вокруг этих звезд) на своей орбите.
Не вдаваясь в подробности, наше Солнце и до 400 000 миллионов звезд в Млечном Пути вращаются вокруг Стрельца A, сверхмассивной черной дыры диаметром 44 миллиона км и массой, эквивалентной 4 300 000 Солнцам, что благодаря своей притягательной силе позволяет Солнце, несмотря на то, что оно находится на расстоянии 25 000 световых лет от центра Млечного Пути, вращается вокруг него со скоростью 252 км / с, совершая один оборот по орбите каждые 200 миллионов лет.
Но тогда, если вся материя находится внутри галактик, что между ними? Что в межгалактическом пространстве? Расстояния, разделяющие галактики, огромны. Намного больше, чем в любой галактике. Фактически, если бы мы могли видеть Вселенную во всей ее полноте, галактики были бы небольшими островами в океане пустоты.
Не идя дальше, наш Млечный Путь находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от Андромеды, ближайшей к нам галактики.. Один световой год равен 9 460 730 472 580 км, то есть расстоянию, которое свет проходит при скорости 300 000 км / с за один год. Если умножение этого на 52 850 световых лет, которые измеряют нашу галактику от конца до конца, уже безумие, представьте, что умножьте это на 2500000 световых лет, которые отделяют нас от Андромеды. Вот насколько необъятно, подавляюще и устрашающе межгалактическое пространство.
Межгалактическая среда, блуждающие звезды и сверхскоростные планеты: что между галактиками?
Поняв, что такое межгалактическое пространство, и представив в перспективе (в пределах возможностей нашего человеческого разума) обширность пространства между галактиками, пора ответить на большой вопрос: что находится между галактиками?
И прежде чем продолжить, сделайте заявление, которое наверняка взорвет вам голову: несмотря на то, что он практически пустой, межгалактическое пространство содержит вместе больше материи, чем все галактики во Вселенной, вместе взятые. Как это возможно? Ну, потому что, хотя плотность материи ничтожна, глобальное расширение «пустоты» (которое, как мы уже видим, не так уж пусто) настолько огромно, что и общая материя тоже огромна.
Фактически, по оценкам, сумма всей материи, присутствующей в межгалактическом пространстве, будет составлять до 80% барионной материи во Вселенной, которая является обычной материей, с которой мы можем взаимодействовать (тогда есть темная материя. и другие безумные вещи, в которые мы сегодня не войдем).
Но насколько тонко мы об этом говорим? Плотность материи уменьшается по мере удаления от галактик. В точках с более низкой плотностью речь идет об 1 атоме водорода на кубический метр.. Чтобы понять эту низкую плотность, представьте, что в кубическом метре воздуха, которым вы дышите, содержится 5 x 10 ^ 22 атомов водорода. То есть, если в кубическом метре атмосферного воздуха содержится 50 000 триллионов атомов водорода, то в кубическом метре самой пустой точки межгалактического пространства находится 1 атом. Или даже меньше. Удивительный.
Но на этом удивительные вещи не заканчиваются. И именно в этой практически «пустоте» есть вещи. И именно здесь мы должны поговорить о трех увлекательных концепциях: межгалактическая среда, блуждающие звезды и сверхскоростные планеты. Будьте готовы, потому что приближаются кривые.
1. Межгалактическая среда.
Эта межгалактическая среда будет состоять в основном из ионизированного газообразного водорода и при высокой температуре со «следами» других более тяжелых элементов, таких как углерод, кислород или кремний. Считается, что водород, образующий эти ионизированные плазменные волокна, возник в результате самого Большого взрыва, в то время как более тяжелые элементы были выброшены из галактик через туманности.
Как бы то ни было, эти нити космической плазмы их нельзя увидеть напрямую, так как у них недостаточно энергии, чтобы светиться, но это не значит, что их нельзя обнаружить. Фактически, с открытием первых квазаров (очень странных, далеких и, следовательно, древних астрономических объектов, содержащих черную дыру и излучающих огромное количество энергии во всем электромагнитном спектре), астрономы увидели, что исходящий от них свет был не таким, каким он был. должно быть.
Во время своего путешествия через межгалактическое пространство что-то поглотило часть этого света. Виновный? Точно. Ионизированный газ межгалактической среды. Впоследствии их исследование позволило определить, что именно эта межгалактическая среда делает пространство между галактиками непустым и что в целом оно содержит больше материи, чем все галактики Вселенной вместе взятые.
И хотя есть области этой межгалактической среды, которые из-за расширения пространства Вселенной обречены быть удаленными (и все более удаленными) от окружающих ее галактик, части, наиболее близкие к галактикам, играют очень важную роль. в них. И это эта межгалактическая среда накапливается в галактиках со скоростью примерно в одну солнечную массу в год.. Межгалактическое пространство, которое мы считали пустым, дает нам ингредиенты (в виде газообразного водорода) для рождения новых звезд. «Пустота» между галактиками дает жизнь галактикам.
Космическая паутина, заполняющая пространство между галактиками.
2. Блуждающие звезды
Каким бы впечатляющим ни было межгалактическое окружение, это не единственное, что находится между галактиками. Есть еще звезды. Да как вы это слышите. На самом деле, по оценкам астрономов, половина звезд Вселенной была бы потеряна посреди необъятности межгалактического пространства, обреченные блуждать вечно и до самой своей смерти в пустоте между галактиками.
Но как это возможно? Ну, в основном двумя способами. Как гравитационное притяжение черной дыры, так и столкновение с другой звездой может привести к выбросу звезды, жертвы невообразимой силы, с орбиты вокруг сверхмассивной черной дыры в центре ее галактики.
Эти звезды, что Их называют убегающими звездами, они могут путешествовать со скоростью более 2,4 млн км / ч., будучи обреченными рано или поздно покинуть пределы своей галактики. Не имея ничего, с чем можно было бы гравитационно взаимодействовать, эта звезда в конечном итоге войдет в межгалактическое пространство, и в этот момент она известна как блуждающая звезда.
3. Гиперскоростные планеты.
После того, как вы увидели то, что мы видели о звездах, у вас должен возникнуть вопрос: не могут ли быть блуждающие планеты? И ответ ясен: да. Исследования показывают, что в межгалактическом пространстве могут быть миллиарды планет, которые, как блуждающие звезды, бесцельно блуждают в пространстве между галактиками..
Когда это происходит, ее называют планетой кочевников и, как следует из названия, она обречена на бесцельное блуждание. Считается, что планет-кочевников может быть в 100000 раз больше, чем звезд в Млечном Пути.. А звезд в Млечном Пути давайте вспомним, что их может быть до 400 миллиардов. Итак, мы сталкиваемся с невообразимым количеством планет, бесцельно блуждающих по галактике.
Много раз эта планета оказывалась в ловушке гравитации какой-то другой звезды в своей галактике, поэтому она «принималась» в новой Солнечной системе (помните, что Солнце может использоваться для любой другой звезды в планетной системе). Но есть и другие, кому не повезло.
Некоторых ловят беглые звезды что мы видели раньше. И, очевидно, это заставит кочевую планету покинуть галактику со скоростью, которая из-за гравитационного воздействия звезды может составить почти 50 миллионов км / ч. В то время кочевая планета считается сверхскоростной планетой, которую также можно изгнать из своей галактики.
Сколько миров во Вселенной будет изгнано в межгалактическое пространство, обречено вечно блуждать в необъятном пространстве между галактиками, пока они не станут не чем иным, как холодной и темной скалой, затерянной в Космосе? Без сомнения, Вселенная завораживает. Но это тоже может быть страшно.
Как справиться с тревогой во время отпуска в нестабильные времена COVID
Все за сегодня
Политика
Экономика
Наука
Война и ВПК
Общество
ИноБлоги
Подкасты
Мультимедиа
Наука
Space (США): что происходит в межгалактическом пространстве?
Огромные пространства между галактиками простираются на миллионы световых лет и могут казаться пустыми. Однако на самом деле они содержат больше материи, чем сами галактики.
«Если вы возьмите один кубический метр, то в нем будет менее одного атома, — сказал в беседе с корреспондентом веб-сайта „Лайв сайенс» (Live Science) Майкл Шалл (Michael Shull), астроном из Колорадского университета в Боулдере. — Но если добавить к этому все пространство, то тогда там уже будет от 50% до 80% от общего количества обычной материи».
Но откуда взялась вся эта материя? И что с ней может произойти?
Как правило, материя между галактиками, — часто ее называют межгалактической средой или сокращенно МГС (IGM), — представляет собой горячий и ионизированный водород (водород, утративший свои электроны) с некоторым количеством таких более тяжелых элементов, как углерод, кислород и кремний. Хотя все эти элементы, как правило, светятся не так ярко и остаются невидимыми, ученые знают о том, что они там находятся по результатам анализа того следа, который они оставляют в лучах проходящего света.
Контекст
Живое существо размером с галактику?
Air&Space: как взвесить галактику
Поскольку наиболее удаленные регионы межгалактической среды будут вечно изолированы от соседних галактик в процессе расширения вселенной, то более «пригородные» регионы играют важную роль в галактической жизни. Под воздействием галактического гравитационного притяжения межгалактическая среда медленно втягивается в галактику со скоростью одной солнечной массы (равняется массе одного солнца) в год, и это примерно соответствует скорости формирования звезд на диске Млечного Пути.
«Межгалактическая среда — это газ, который питает звездные формации в галактиках, — сказал Шалл. — Если газ, притягиваемый гравитацией, еще не полностью истек, то звездные формации будут медленно останавливаться до тех пор, пока этот газ (в галактике) не закончится».
Для изучения межгалактической среды астрономы также начали обращать внимание на частые всплески радиоизлучения, приходящие из удаленных галактик. Используя обе эти техники, а также результаты изучение квазаров, астрономы продолжают анализировать характеристики межгалактической среды для определения ее меняющейся температуры и плотности.
«С помощью измерения температуры газа мы можем получить ключ к разгадке его происхождения, — сказал Шалл. — Таким образом нам становится понятно, как он нагревался и как он туда попал».
Хотя газ широко распространен между галактиками, там есть и другие элементы, и астрономы обнаружили там звезды. Иногда их называют межгалактическими или дикими (rogue) звездами, и, судя по всему, они были оторваны от своих родных галактик черными дырами, или оторвались в результате столкновения с другими галактиками.
В действительности плавающие в пустотах звезды могут быть достаточно распространенным явлением. В 2012 году в исследовании, опубликованном в журнале «Астрофизикал джорнэл» (Astrophysical Journal), были перечислены более 650 таких звезд на краю Млечного Пути, а, по некоторым оценкам, там могут быть триллионы подобных звезд.
«Наши результаты, полученные в рамках Эксперимента с космическим инфракрасным фоном (Cosmic Infrared Background Experiment), показывают, что почти половина звездного света в качестве источника имеют звезды, расположенные за пределами галактик, — отметил в беседе с корреспондентом веб-сайта „Лайв сайенс» Майкл Земков (Michael Zemcov) из Рочестерского технологического института (Rochester Institute of Technology), который в 2014 году опубликовал результаты своих исследований в журнале „Сайенс» (Science). — Однако остается открытым вопрос о том, сколько там всего межгалактических звезд».
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.