O espaço exterior que nos rodeia não é apenas estrelas solitárias, planetas, asteróides e cometas brilhando no céu noturno. Cosmos é um sistema enorme, onde tudo está em estreita interação uns com os outros. Os planetas estão agrupados em torno de estrelas, que por sua vez formam aglomerados ou nebulosas. Estas formações podem ser representadas por luminares únicos, ou podem numerar centenas, milhares de estrelas, formando formações universais já maiores - galáxias. Nosso país estelar, a Via Láctea, é apenas uma pequena parte do vasto universo, no qual, além disso, existem outras galáxias.
O universo está constantemente em movimento. Qualquer objeto no espaço faz parte de uma galáxia em particular. Seguindo as estrelas, as galáxias também se movem, cada uma com suas próprias dimensões, um certo lugar na densa ordem universal e sua própria trajetória de movimento.
O homem conseguiu contar o número de estrelas no céu, mas determinar quantas galáxias no Universo é uma tarefa assustadora, técnica e teoricamente.
Qual é a estrutura real do universo?
Por um longo tempo, as representações científicas da humanidade sobre o cosmos foram construídas em torno dos planetas do sistema solar, as estrelas e os buracos negros que habitam nossa casa estelar - a Via Láctea. Qualquer outro objeto galáctico detectado no espaço por telescópios foi inserido automaticamente na estrutura do nosso espaço galáctico. Consequentemente, não havia ideia de que a Via Láctea não é a única educação universal.
Capacidades técnicas limitadas não nos permitiram olhar mais além, além da Via Láctea, onde, de acordo com a opinião estabelecida, o vazio começa. Somente em 1920, o astrofísico americano Edwin Hubble foi capaz de encontrar evidências de que o Universo é muito maior e, junto com nossa galáxia, existem outras grandes e pequenas galáxias neste vasto e ilimitado mundo. O limite real do universo não existe. Alguns objetos estão próximos o suficiente para nós, apenas alguns milhões de anos-luz da Terra. Outros, pelo contrário, estão localizados no canto mais distante do universo, estando fora de vista.
Quase cem anos se passaram e o número de galáxias hoje já está estimado em centenas de milhares. Neste contexto, a nossa Via Láctea não parece tão grande, se não dizer, muito pequena. Hoje, já foram descobertas galáxias, cujo tamanho é difícil até mesmo para a análise matemática. Por exemplo, a maior galáxia do Universo, IC 1101, tem um diâmetro de 6 milhões de anos-luz e consiste em mais de 100 trilhões de estrelas. Este monstro galáctico está localizado a mais de um bilhão de anos-luz do nosso planeta.
A estrutura de uma formação tão imensa, que é o universo em escala global, é representada por vazios e formações interestelares - fibras. Os últimos, por sua vez, são divididos em superaglomerados, aglomerados intergalácticos e grupos galácticos. O menor elo desse enorme mecanismo é a galáxia, representada por numerosos aglomerados estelares - braços e nebulosas de gás. Supõe-se que o Universo está em constante expansão, fazendo com que as galáxias se movam com grande velocidade na direção do centro do Universo para a periferia.
Se imaginarmos que estamos observando o cosmo de nossa galáxia, a Via Láctea, que supostamente está localizada no centro do universo, então o modelo em grande escala da estrutura do Universo ficará assim.
Matéria escura - é o vazio, superaglomerados, aglomerados de galáxias e nebulosas - são todas as conseqüências do Big Bang, que iniciou a formação do Universo. Por um bilhão de anos, sua estrutura é transformada, a forma das galáxias muda, à medida que algumas estrelas desaparecem, são absorvidas pelos buracos negros, e outras, ao contrário, são transformadas em supernovas, tornando-se novos objetos galácticos. Bilhões de anos atrás, no arranjo das galáxias, era bem diferente do que estamos vendo agora. De qualquer forma, no contexto de constantes processos astrofísicos que ocorrem no espaço, é possível tirar certas conclusões sobre o fato de que nosso Universo tem uma estrutura não permanente. Todos os objetos espaciais estão em constante movimento, mudando sua posição, tamanho e idade.
Hoje, graças ao telescópio Hubble, conseguimos localizar as galáxias mais próximas, estabelecer seu tamanho e determinar a posição relativa de nosso mundo. Pelos esforços de astrônomos, matemáticos e astrofísicos, é feito um mapa do Universo. Galáxias isoladas foram identificadas, mas, na maioria das vezes, esses grandes objetos do universo são agrupados em várias dezenas de grupos. O tamanho médio das galáxias em tal grupo é de 1-3 milhões de anos-luz. O grupo ao qual pertence a nossa Via Láctea tem 40 galáxias. Além dos grupos no espaço intergaláctico, há um grande número de galáxias anãs. Como regra geral, tais formações são satélites de galáxias maiores, como a Via Láctea, Triângulo ou Andrômeda.
Até recentemente, a menor galáxia do Universo era considerada a galáxia anã "Segue 2", localizada a 35 kiloparsecs da nossa estrela. No entanto, em 2018, astrofísicos japoneses descobriram uma galáxia ainda menor, Virgo I, que é um satélite da Via Láctea e está localizada a uma distância de 280 mil anos-luz da Terra. No entanto, os cientistas acreditam que este não é o limite. Alta probabilidade de haver galáxias de tamanho muito mais modesto.
Para aglomerados de galáxias vão aglomerados, áreas do espaço exterior em que existem centenas de galáxias de vários tipos, formas e tamanhos. As acumulações são de tamanho colossal. Como regra geral, o diâmetro de tal universo é de vários megaparsecs.
Uma característica distintiva da estrutura do universo é sua variabilidade fraca. Apesar das tremendas velocidades com que as galáxias se movem no Universo, todas elas permanecem em um mesmo cluster. Aqui, o princípio de manter a posição das partículas no espaço, que é afetado pela matéria escura, se formou como resultado de uma grande explosão. Supõe-se que, sob a influência desses vazios, cheios de matéria escura, aglomerados e grupos de galáxias continuem a se mover na mesma direção por bilhões de anos, adjacentes uns aos outros.
As maiores formações do Universo são superaglomerados galácticos que unem grupos de galáxias. O superaglomerado mais famoso é a Grande Muralha do Palhaço, um objeto de escala universal que se estende por 500 milhões de anos-luz de comprimento. A espessura deste superaglomerado é de 15 milhões de anos-luz.
Nas condições atuais, as naves espaciais e a tecnologia não nos permitem considerar o Universo em toda a sua profundidade. Só podemos detectar superaglomerados, clusters e grupos. Além disso, nosso cosmos tem vazios gigantescos, bolhas de matéria escura.
Passos para explorar o universo
O moderno mapa do universo nos permite não apenas determinar nossa localização no espaço. Hoje, graças à presença de radiotelescópios poderosos e às capacidades técnicas do telescópio Hubble, o homem conseguiu não apenas estimar o número de galáxias no Universo, mas também determinar seus tipos e variedades. Em 1845, o astrônomo britânico William Parsons, usando um telescópio para investigar nuvens de gás, foi capaz de identificar a natureza espiral da estrutura dos objetos galácticos, enfatizando que em diferentes áreas o brilho dos aglomerados estelares pode ser maior ou menor.
Há cem anos, a Via Láctea era considerada a única galáxia conhecida, embora a presença de outros objetos intergalácticos tenha sido provada matematicamente. Nosso pátio espacial recebeu esse nome nos tempos antigos. Os antigos astrônomos, observando as miríades de estrelas no céu noturno, notaram uma característica da sua localização. O aglomerado principal de estrelas estava concentrado ao longo de uma linha imaginária, lembrando um caminho de leite espirrado. A Via Láctea, os corpos celestes de outra conhecida galáxia de Andrômeda, são os primeiros objetos do universo a partir dos quais o estudo do espaço exterior começou.
Nossa Via Láctea tem um conjunto completo de todos os objetos galácticos que uma galáxia normal deveria ter. Aqui existem aglomerados e grupos de estrelas, cujo número total é de aproximadamente 250-400 bilhões, existem nuvens de gás em nossa galáxia, formando braços, há buracos negros e sistemas solares como o nosso.
Ao mesmo tempo, a Via Láctea, como Andromeda com o Triângulo, é apenas uma pequena parte do Universo, que faz parte do grupo de superaglomerados locais chamado Virgem. Nossa galáxia tem uma forma espiral, onde a maioria dos aglomerados de estrelas, nuvens de gás e outros objetos espaciais se movem ao redor do centro. O diâmetro da hélice externa é de 100 mil anos-luz. A Via Láctea - pelos padrões do espaço não é uma grande galáxia, cuja massa é de 4,8x1011 Mʘ. Em um dos braços de Orion Cygnus é o nosso sol. A distância da nossa estrela até o centro da Via Láctea é de 26.000 ± 1.400 sv. anos
Por muito tempo acreditou-se que um dos astrônomos mais populares entre a nebulosa de Andrômeda é parte de nossa galáxia. Estudos subseqüentes desta parte do cosmos deram provas irrefutáveis de que Andrômeda é uma galáxia independente e muito maior que a Via Láctea. As imagens obtidas usando telescópios mostraram que Andrômeda tem seu próprio núcleo. Há também aglomerados de estrelas, e há nebulosas que se movem em espiral. Cada vez, os astrônomos tentavam olhar mais e mais dentro do universo, explorando vastas áreas do espaço exterior. O número de estrelas neste gigante do universo é estimado em 1 trilhão.
Através dos esforços de Edwin Hubble foi capaz de estabelecer uma distância aproximada de Andrômeda, que não poderia fazer parte da nossa galáxia. Esta foi a primeira galáxia a passar por um exame tão minucioso. Os anos seguintes deram novas descobertas no campo da pesquisa intergaláctica. A parte da Via Láctea em que o nosso sistema solar está localizado foi estudada mais profundamente. A partir de meados do século XX, ficou claro que, além de nossa Via Láctea e do conhecido Andrômeda, no espaço há um grande número de outras entidades de escala universal. No entanto, para o pedido necessário para agilizar o espaço exterior. Se estrelas, planetas e outros objetos espaciais sucumbiram à classificação, então, com as galáxias, foi mais complicado. As enormes dimensões das áreas estudadas do espaço exterior, que não só eram difíceis de estudar visualmente, mas também de avaliar no nível da natureza humana, tiveram um efeito.
Tipos de galáxias de acordo com a classificação aceita
O Hubble foi o primeiro a dar esse passo, fazendo em 1962 uma tentativa de classificar as galáxias conhecidas naquela época de uma maneira lógica. A classificação foi realizada com base na forma dos objetos em estudo. Como resultado, o Hubble conseguiu organizar todas as galáxias em quatro grupos:
- galáxias espirais são o tipo mais comum;
- galáxias espirais elípticas seguem;
- com um jumper (bar) da galáxia;
- galáxias erradas.
Deve notar-se que a nossa Via Láctea pertence a galáxias espirais típicas, no entanto, existe um "mas". Recentemente, a presença de um jumper - bar, que está presente na parte central da formação. Em outras palavras, nossa galáxia não se origina do núcleo galáctico, mas flui do saltador.
Tradicionalmente, a galáxia espiral parece na forma de um disco plano em forma de espiral, no qual um centro brilhante está necessariamente presente - o núcleo da galáxia. Tais galáxias são as mais comuns no Universo e são denotadas pela letra latina S. Além disso, há divisão de galáxias espirais em quatro subgrupos - So, Sa, Sb e Sc. Pequenas letras indicam a presença de um núcleo brilhante, a ausência de mangas, ou vice-versa, a presença de mangas densas cobrindo a parte central da galáxia. Em tais mangas são aglomerados de estrelas, um grupo de estrelas, que incluem o nosso sistema solar, outros objetos espaciais.
A principal característica deste tipo é a rotação lenta ao redor do centro. A Via Láctea faz uma revolução completa em torno de seu centro por 250 milhões de anos. Espirais localizadas mais perto do centro consistem principalmente em aglomerados de estrelas antigas. O centro da nossa galáxia é um buraco negro em torno do qual todo o movimento principal ocorre. O comprimento do caminho de acordo com as estimativas modernas é na direção do centro de 1,5-25 mil anos-luz. No curso de sua existência, as galáxias espirais podem se fundir com outras formações menores do universo. A evidência de tais colisões em períodos anteriores é a presença de halo de estrelas e halo de aglomerados. Uma teoria similar fundamenta a teoria da formação de galáxias espirais, que foram o resultado de uma colisão entre duas galáxias localizadas na vizinhança. A colisão não poderia passar sem deixar vestígios, dando um impulso geral de rotação a uma nova formação. Ao lado da galáxia espiral é uma galáxia anã, um, dois ou vários, que são satélites de uma formação maior.
Similares em estrutura e composição às galáxias espirais são galáxias espirais elípticas. Estes são enormes, maiores objetos do universo, incluindo um grande número de superaglomerados, clusters e grupos de estrelas. Nas maiores galáxias, o número de estrelas excede dezenas de trilhões. A principal diferença entre essas formações é uma forma que é altamente esticada no espaço. As espirais estão dispostas na forma de uma elipse. A galáxia espiral elíptica M87 é uma das maiores do universo.
Com as galáxias jumper são muito menos comuns. Eles representam cerca de metade de todas as galáxias espirais. Em contraste com as formações em espiral, em tais galáxias, o início é retirado de um jumper, chamado barra, resultante das duas estrelas mais brilhantes localizadas no centro. Um exemplo notável de tal educação é nossa Via Láctea e a Grande Galáxia de Magalhães. Anteriormente, essa formação foi atribuída a galáxias irregulares. O saltador é atualmente uma das principais áreas de pesquisa em astrofísica moderna. De acordo com uma versão, um buraco negro próximo suga e absorve gás das estrelas próximas.
As galáxias mais bonitas do universo pertencem ao tipo de galáxias espirais e irregulares. Uma das mais belas é a galáxia Whirlpool, localizada na constelação celestial Hounds Dogs. Neste caso, o centro da galáxia e as espirais que giram na mesma direção são claramente visíveis. Galáxias irregulares são superaglomerados de estrelas caoticamente localizados que não têm uma estrutura clara. Um exemplo primordial de tal formação é uma galáxia numerada NGC 4038, localizada na constelação Raven. Aqui, junto com enormes nuvens de gás e nebulosas, pode-se ver uma completa falta de ordem no arranjo de objetos espaciais.
Conclusões
Você pode explorar o universo sem parar. Toda vez que, com o advento de novos meios técnicos, uma pessoa abre o véu do espaço. As galáxias são as mais incompreensíveis para os objetos da mente humana no espaço exterior, tanto do ponto de vista psicológico, quanto olhando para a ciência.
