Галактического сообщества

10 самых больших объектов во Вселенной

Благодаря быстрому развитию технологий, астрономы совершают все более интересные и невероятные открытия во Вселенной. Например, звание «самого большого объекта во Вселенной» переходит от одних находок к других практически ежегодно. Некоторые открытые объекты настолько огромны, что ставят в тупик своим фактом существования даже лучших ученых нашей планеты. Давайте поговорим о десяти самых крупных из них.

Супервойд

Совсем недавно ученые обнаружили самое большое холодное пятно во Вселенной (по крайней мере известной науке Вселенной). Оно расположено в южной части созвездия Эридан. Своей протяженностью в 1,8 миллиарда световых лет это пятно ставит ученых в тупик, потому что они даже предположить не могли, что такой объект может действительно существовать.

Несмотря на наличие слова «войд» в названии (с английского «void» означает «пустота») пространство здесь не совсем пустое. В этом регионе космоса расположено примерно на 30 процентов меньше скопления галактик, чем в окружающем их пространстве. По мнению ученых, войды составляют до 50 процентов объема Вселенной, и этот процент, по их же мнению, будет продолжать расти благодаря сверхсильной гравитации, которая притягивает к себе всю окружающую их материю. Интересным этот войд делают две вещи: его невообразимый размер и его отношение к загадочному холодному реликтовому пятну WMAP.

Что интересно, новый обнаруженный супервойд сейчас воспринимается учеными как лучшее объяснение такого явления, как холодные пятна, или регионы космического пространства, заполненные космическим реликтовым (фоновым) микроволновым излучением. Ученые долгое время спорят, чем же на самом деле являются эти холодные пятна.

Одна из предложенных теорий, например, предполагает, что холодные пятна являются отпечатками черных дыр параллельных вселенных, вызываемых квантовой запутанностью между вселенными.

Однако многие ученые современности больше склоняются к мнению о том, что появление этих холодных пятен может провоцироваться супервойдами. Объясняется это тем, что когда протоны проходят через войд, они теряют свою энергию и слабеют.

Тем не менее есть вероятность, что расположение супервойдов относительно близко к расположению холодных пятен может являться простой случайностью. Ученым предстоит провести еще немало исследований на этот счет и в конце концов выяснить, являются ли войды причиной возникновения загадочных холодных пятен или их источником является нечто иное.

В 2006 году титул самого большого объекта во Вселенной получил обнаруженный загадочный космический «пузырь» (или блоб, как их обычно называют ученые). Правда, титул этот он сохранил ненадолго. Этот пузырь протяженностью 200 миллионов световых лет представляет собой гигантское скоплением газа, пыли и галактик. С некоторыми оговорками этот объект похож на гигантскую зеленую медузу. Объект обнаружили японские астрономы, когда изучали один из регионов космоса, известного наличием огромного объема космического газа. Найти блоб удалось благодаря использованию специального телескопного фильтра, который неожиданно указал на наличие этого пузыря.

Каждая из трех «щупалец» этого пузыря содержит галактики, которые располагаются между собой в четыре раза плотнее между собой, чем обычно во Вселенной. Скопление галактик и газовых шаров внутри этого пузыря носят название пузыри Лиман-Альфа. Считается, что эти объекты образовались примерно через 2 миллиарда лет после Большого взрыва и являются настоящими реликтами древней Вселенной. Ученые предполагают, что сам блоб образовался, когда массивные звезды, существовавшие еще в ранние времена космоса, вдруг стали сверхновыми и высвободили гигантский объем газа. Объект настолько массивен, что ученые верят, что он в общем и целом является одним из первых образовавшихся космических объектов во Вселенной. Согласно теориям, со временем из скопившегося здесь газа будут образовываться все больше и больше новых галактик.

Сверхскопление Шепли

Многие годы ученые считают, что наша галактика Млечный Путь со скоростью 2,2 миллиона километра в час притягивается через Вселенную к созвездию Центавра. Астрономы теоретизируют, что причиной этому является Великий аттрактор (Great Attractor), объект с такой силой гравитации, которой достаточно аж для того, чтобы притягивать к себе целые галактики. Правда, выяснить, что же это за объект, ученые долгое время не могли, так как объект этот расположен за так называемой «зоной избегания» (ZOA), области неба около плоскости Млечного Пути, где поглощение света межзвездной пылью настолько велико, что невозможно разглядеть, что за ней находится.

Однако со временем на помощь пришла рентгеновская астрономия, которая развилась достаточно сильно, что позволила заглянуть за область ZOA и выяснить, что же является причиной такого сильного гравитационного пула. Все что ученые увидели, оказалось обычным скоплением галактик, что поставило ученых в тупик еще сильнее. Эти галактики не могли являться Великим аттрактором и обладать достаточной гравитацией для притягивания нашего Млечного Пути. Этот показатель составлять всего 44 процента от необходимого. Однако как только ученые решили заглянуть поглубже в космос, они вскоре обнаружили, что «великим космическим магнитом» является куда больший объект, чем ранее считалось. Этим объектом является сверхкластер Шепли.

Сверхкластер Шепли, являющийся сверхмассивным скоплением галактик, расположен за Великим аттрактором. Он настолько огромен и обладает настолько мощным притяжением, что притягивает к себе и сам Аттрактор, и нашу собственную галактику. Состоит сверхскопление из более 8000 галактик с массой более 10 миллионов Солнц. Каждая галактика в нашем регионе космоса в настоящий момент притягивается этим сверхкластером.

Великая стена CfA2

Как и большинство объектов в этом списке, Великая стена (также известная как Великая стена CfA2) когда-то тоже могла похвастаться титулом самого большого из известных космического объекта во Вселенной. Она была открыта американским астрофизиком Маргарет Джоан Геллер и Джоном Питером Хучрой во время изучения эффекта красного смещения для Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. По подсчетам ученых, его длина составляет 500 миллионов световых лет, а ширина 16 миллионов световых лет. По своей форме он напоминает Великую Китайскую стену. Отсюда и прозвище, которое он получил.

Точные же размеры Великой стены по-прежнему остаются загадкой для ученых. Она может быть гораздо больше, чем считается, и иметь протяженность 750 миллионов световых лет. Проблема в определении точных размеров заключена в ее расположении. Как и в случае со сверхкластером Шепли, Великая стена частично закрыта «зоной избегания».

Вообще эта «зона избегания» не позволяет разглядеть около 20 процентов наблюдаемой (досягаемой для нынешних технологий) Вселенной, потому что находящиеся внутри Млечного Пути плотные скопления газа и пыли (а также высокая концентрация звезд) сильно искажает оптические длины волн. Для того чтобы посмотреть сквозь «зону избегания», астрономам приходится использовать иные виды волн, такие как, например, инфракрасные, которые позволяют пробиться еще через 10 процентов «зоны избегания». Через что не смогут пробиться инфракрасные волны, пробиваются радиоволны, а также волны ближнего инфракрасного спектра и рентгеновские лучи. Тем не менее фактическое отсутствие возможности увидеть такой большой регион космоса несколько расстраивает ученых. «Зона избегания» может содержать информацию, которая сможет заполнить пробелы в нашем знании космоса.

Сверхскопление Laniakea

Галактики, как правило, объединены в группы. Эти группы называются скоплениями. Регионы космоса, где эти скопления более плотно расположены между собой, носят название сверхскоплений. Ранее астрономы проводили картографирование этих объектов путем определения их физического нахождения во Вселенной, однако недавно был придуман новый способ картографирования локального пространства, проливший свет на ранее неизвестные астрономии данные.

Новый принцип картографирования локального пространства и находящихся в нем галактик основан не столько на вычислении физического расположения объекта, сколько на измерении оказываемого им гравитационного воздействия. Благодаря новому методу определяется расположение галактик и на основе это составляется карта распределения гравитации во Вселенной. По сравнению со старыми, новый метод является более продвинутым, потому что он позволяет астрономам не только отмечать новые объекты в видимой нами Вселенной, но и находить новые объекты в тех местах, куда раньше не было возможность заглянуть. Так как метод основан на измерении уровня воздействия тех или иных галактик, а не на наблюдении за этими галактиками, то благодаря ему мы можем находить даже те объекты, которые мы не можем напрямую увидеть.

Первые результаты исследования наших местных галактик с использованием нового метода исследования уже получены. Ученые, на основе границ гравитационного потока, отмечают новое сверхскопление. Важность этого исследования заключается в том, что оно позволит нам лучше понять, где же наше место во Вселенной. Ранее считалось, что Млечный Путь находится внутри сверхскопления Девы, однако новый метод исследования показывает, что этот регион является лишь рукавом еще более крупного сверхскопления Laniakea — одного из самых больших объектов во Вселенной. Он простирается на 520 миллионов световых лет, и где-то внутри него находимся мы.

Великая стена Слоуна

Впервые Великая стена Слоуна была обнаружена в 2003 году в рамках проекта Слоановского цифрового небесного обзора — научного картографирования сотен миллионов галактик, для определения наличия самых крупных объектов во Вселенной. Великая стена Слоуна является гигантским галактическим филаментом, состоящим из нескольких сверхскоплений, распределяющихся по Вселенной, как щупальца гигантского осьминога. Благодаря своей длине в 1,4 миллиарда световых лет, «стена» когда-то считалась самым большим объектом во Вселенной.

Сама Великая стена Слоуна не так изучена, как сверхскполения, которые находится внутри нее. Некоторые из этих сверхскоплений интересны сами по себе и заслуживают отдельного упоминания. Одно, например, имеет ядро из галактик, которые вместе со стороны выглядят как гигантские усики. Другое сверхскопление имеет очень высокий уровень взаимодействия галактик, многие из которых сейчас проходят период слияния.

Наличие «стены» и любых других более крупных объектов создает новые вопросы о загадках Вселенной. Их существование противоречит космологическому принципу, который теоретически ограничивает то, насколько большими могут быть объекты во Вселенной. Согласно этому принципу, законы Вселенной не позволяют существовать объектам размером более 1,2 миллиарда световых лет. Однако объекты подобные Великой стене Слоуна полностью противоречат этому мнению.

Группа квазаров Huge-LQG7

Квазары — это высокоэнергетические астрономические объекты, расположенные в центре галактик. Считается, что центром квазаров являются сверхмассивные черные дыры, которые вытягивают на себя окружающую материю. Это приводит к огромному излучению, мощность которого в 1000 раз больше всех звезд внутри галактики. В настоящий момент третьим самым крупным объектом во Вселенной считается группа квазаров Huge-LQG, состоящая из 73 квазаров, разбросанных на более 4 миллиардов световых лет. Ученые считают, что эта столь массивная группа квазаров, а также аналогичные ей, являются одними из основных предшественников и источников самых крупных объектов во Вселенной, таких как, например, Великая стена Слоуна.

Группа квазаров Huge-LQG была обнаружена после анализа тех же данных, благодаря которым была обнаружена Великая стена Слоуна. Ученые определили ее наличие после картографирования одного из регионов космоса с помощью специального алгоритма измеряющего плотность расположения квазаров на определенной области.

Следует отметить, что само существование Huge-LQG по-прежнему является предметом споров. В то время как одни ученые считают, что этот регион космоса действительно представляет группу квазаров, другие ученые уверены в том, что квазары внутри этой области космоса расположены случайным образом и не являются частью одной группы.

Гигантское гамма-кольцо

Растянувшееся на 5 миллиардов световых лет Гигантское галактическое гамма-кольцо (Giant GRB Ring) является вторым самым крупным объектом во Вселенной. Помимо невероятного размера, этот объект привлекает к себе внимание благодаря своей необычной форме. Астрономы, изучая всплески гамма-лучей (огромные всплески энергии, которые образуются в результате гибели массивных звезд), обнаружили серию из девяти всплесков, источники которых находились на одинаковом расстоянии до Земли. Эти всплески образовали на небосводе кольцо, в 70 раз превышающий диаметр полной Луны. Учитывая, что сами по себе всплески гамма-излучения являются довольно редким явлением, шанс на то, что они сформируют подобную форму на небосводе, равен 1 к 20 000. Это позволило ученым считать, что они являются свидетелем одного из самых крупных объектов во Вселенной.

Само по себе «кольцо» — это лишь термин, описывающий визуальное представление этого явления при наблюдении с Земли. Есть теории, что гигантское гамма-кольцо может являться проекцией сферы, вокруг которой все гамма всплески происходили в относительно небольшой период времени около 250 миллионов лет. Правда, здесь же возникает вопрос о том, что за источник мог создать такую сферу. Одно из объяснений вертится вокруг возможности того, что галактики могут собираться в группы вокруг огромной концентрации темной материи. Однако это лишь теория. Ученые по-прежнему не знают, как образуются подобные структуры.

Великая стена Геркулес — Северная Корона

Самый большой объект во Вселенной тоже был обнаружен астрономами в рамках наблюдения за гамма-излучением. Этот объект, получивший название Великая стена Геркулес — Северная Корона, простирается на 10 миллиардов световых лет, что делает его в два раза больше Гигантского галактического гамма-кольца. Так как самые яркие всплески гамма-излучения производят более крупные звезды, обычно расположенные в областях космоса, где содержится больше материи, астрономы каждый раз метафорически рассматривают каждый такой всплеск как укол иголки в нечто более крупное. Когда ученые обнаружили, что в области космоса в направлении созвездий Геркулеса и Северной Короны слишком часто происходят всплески гамма-излучения, они определили, что здесь имеется астрономический объект, представляющий собой, вероятнее всего, плотную концентрацию галактических скоплений и другой материи.

Интересный факт: имя «Великая стена Геркулес — Северная Корона» было придумано филиппинским тинейджером, который записал его в «Википедию» (вносить правки в эту электронную энциклопедию, кто не знает, может любой желающий). Вскоре после новостей о том, что астрономы обнаружили огромную структуру на космическом небосклоне, на страницах «Википедии» появилась соответствующая статья. Несмотря на то, что придуманное имя не совсем точно описывает этот объект (стена охватывает сразу несколько созвездий, а не только два), мировой Интернет быстро к нему привык. Возможно, это первый случай, когда «Википедия» дала имя обнаруженному и интересному с научной точки зрения объекту.

Так как само существование этой «стены» тоже противоречит космологическому принципу, ученым приходится пересматривать некоторые свои теории о том, как на самом деле сформировалась Вселенная.

Космическая паутина

Ученые считают, что расширение Вселенной происходит не случайным образом. Есть теории, согласно которым все галактики космоса организованы в одну невероятных размеров структуру, напоминающую нитевидные соединения, объединяющие между собой плотные области. Эти нити рассеяны между менее плотными войдами. Эту структуру ученые называют Космической паутиной.

По мнению ученых, паутина сформировалась на очень ранних этапах истории Вселенной. Ранний этап формирования паутины происходил нестабильно и неоднородно, что впоследствии помогло образованию всего того, что сейчас имеется во Вселенной. Считается, что «нити» этой паутины сыграли большую роль в эволюции Вселенной, благодаря которым эта эволюция ускорилась. Галактики, находящиеся внутри этих нитей, имеют существенно более высокий показатель звездообразования. Кроме того, эти нити являются своего рода мостиком для гравитационного взаимодействия между галактиками. После своего формирования в этих нитях, галактики направляются к галактическим скоплениям, где в итоге со временем умирают.

Только недавно ученые начали понимать, чем же на самом деле является эта Космическая паутина. Более того, они даже обнаружили ее присутствие в излучении исследуемого ими далекого квазара. Квазары, как известно, являются самыми яркими объектами Вселенной. Свет одного из них направился прямиком к одной из нитей, что разогрело находящиеся в ней газы и заставило их светиться. На основе этих наблюдений ученые провели нити между другими галактиками, составив тем самым картинку «скелета космоса».

• 1 световая секунда ≈ 300 000 км;

• 1 световая минута ≈ 18 000 000 км;

• 1 световой час ≈ 1 080 000 000 км;

• 1 световые сутки ≈ 26 000 000 000 км;

• 1 световая неделя ≈ 181 000 000 000 км;

• 1 световой месяц ≈ 790 000 000 000 км.

19 фактов о том, что с людьми космос еще интереснее

20 кадров межгалактической красоты

Крабовидная туманность в созвездии Тельца является остатком сверхновой SN 1054. Очень помогает в изучении небесных тел, которые заслоняют ее. 

Если вы сложите лист бумаги 103 раза, вы получите стопку бумаги, которая больше нашей Вселенной

Миф: Никакой лист бумаги нельзя сложить пополам более 8 раз.  Реальность: Если у вас будет достаточно большой лист бумаги – и достаточно энергии для его складывания – вы можете сложить его сколько угодно раз. Однако тут есть одна проблема: Если вы сложите его 103 раза, толщина стопки бумаги превысит размеры известной нам вселенной – 93 миллиарда световых лет. Серьёзно.

Но как лист толщиной в одну десятую миллиметра может стать больше вселенной?

Ответ прост: Экспоненциальный рост. Толщина среднего листа бумаги составляет 1/10 миллиметра. Если вы идеально сложите его пополам, его толщина удвоится. Но вот затем вещи становятся по-настоящему интересными.

Третье складывание даст вам толщину человеческого ногтя.

Семь складываний – и вы получите толщину блокнота в 128 страниц.

10 – и толщина бумаги составит примерно ширину ладони.

23 – и вы получите стопку бумаги высотой в километр.

30 складываний выведут вас в космос. В этот момент ваш листок будет иметь высоту в 100 километров.

Продолжайте складывать. 42 складывания доведут вас до Луны. 51 – и вы окажетесь на Солнце.

Теперь быстро прокрутите до 81-го складывания и получите стопку бумаги толщиной в 127.786 световых лет – это практически равно диаметру Туманности Андромеды (который составляет примерно 141.000 световых лет).

90 складываний дадут 130.8 миллионов световых лет – это больше чем Суперкластер Девы, который имеет диаметр примерно 110 миллионов лет. Суперкластер Девы содержит в себе локальную галактическую группу, в которую входят Туманность Андромеды, наш собственный Млечный Путь, и около сотни других галактик.

И наконец, на 103 складывании вы выйдете за пределы наблюдаемой Вселенной, диаметр которой по приблизительным подсчётам составляет 93 миллиарда световых лет.

Они не прилетят

Старт шаттла Discovery: в его грузовом отсеке находится телескоп «Хаббл».

«Хаббл» отправляется в самостоятельный полёт.

Позднее астронавты NASA летали к «Хабблу» ещё четыре раза, значительно продлив срок его эксплуатации. Очередная экспедиция была назначена на февраль 2005 года, но в марте 2003-го, после катастрофы шаттла Columbia, она была отложена на неопределённый срок, что поставило под угрозу дальнейшую работу телескопа.

Ремонт «Хаббла» в космосе — процедура крайне сложная, требующая специальных навыков и подготовки

За 15 лет работы на околоземной орбите «Хаббл» получил 700 тысяч изображений 22 тысяч небесных объектов: планет, звёзд, туманностей и галактик. Поток данных, которые он ежедневно генерирует в процессе наблюдений, составляет 15 гигабайт. Общий их объём уже превысил 20 терабайт.

В этой подборке мы представляем наиболее интересные из снимков, сделанных «Хабблом». Тема — туманности и галактики. Ведь «Хаббл» прежде всего создавался для на- блюдения за ними. В следующих статьях «МФ» обратится к снимкам других космических объектов.

ТУМАННОСТЬ АНДРОМЕДЫ

Туманность Андромеды, получившая в каталоге Мессье обозначение М31, хорошо известна любителям как астрономии, так и научной фантастики. И все они знают, что это вовсе не туманность, а ближайшая к нам галактика. Благодаря наблюдениям за ней Эдвин Хаббл сумел доказать, что многие из туманностей являются звёздными системами, подобными нашему Млечному Пути.

Как следует из названия, туманность расположена в созвездии Андромеды и находится от нас на расстоянии 2,52 миллиона световых лет. В 1885 году в галактике вспыхнула сверхновая SN 1885A. За всю историю наблюдений это пока единственное подобное событие, зарегистрированное в М31.

В 1912 году было установлено, что Туманность Андромеды приближается к нашей галактике со скоростью 300 км/с. Столкновение двух галактических систем произойдёт приблизительно через 3-4 миллиарда лет. Когда это произойдёт, они сольются в одну большую галактику, которую астрономы называют Млечномедой. Возможен вариант, что при этом наша Солнечная система будет выброшена в межгалактическое пространство мощными гравитационными возмущениями

КРАБОВИДНАЯ ТУМАННОСТЬ

Крабовидная туманность — одна из самых знаменитых газовых туманностей. Она занесена в каталог французского астронома Шарля Мессье под номером один (М1). Сама идея создать каталог космических туманностей пришла к Мессье после того, как, наблюдая небо 12 сентября 1758 года, он принял Крабовидную туманность за новую комету. Чтобы избежать таких ошибок в будущем, француз и взялся регистрировать подобные объекты.

Крабовидная Туманность находится в созвездии Тельца, на расстоянии 6,5 тысяч световых лет от Земли, и представляет собой остатки от взрыва сверхновой. Сам взрыв наблюдали арабские и китайские астрономы 4 июля 1054 года. Согласно сохранившимся записям, вспышка оказалась настолько яркой, что была видна даже днём. С тех пор туманность расширяется с чудовищной скоростью — около 1000 км/с. Её протяжённость сегодня составляет более десяти световых лет. В центре туманности находится пульсар PSR B0531+21 — десятикилометровая нейтронная звезда, оставшаяся после взрыва сверхновой. Свое название Крабовидная туманность получила от рисунка астронома Уильяма Парсонса, сделанного в 1844 году, — в этом наброске она очень напоминала краба

СТОЛПЫ ТВОРЕНИЯ

Столпы Творения — фрагменты газопылевой туманности Орла (М16), которую можно разглядеть в созвездии Змеи. «Хаббл» снял их в апреле 1995 года, и этот снимок стал одним из самых популярных в коллекции NASA. Первоначально считалось, что в Столпах Творения рождаются новые звёзды — отсюда и название. Однако более поздние исследования показали обратное — как раз там материала для образования звёзд недостаточно. Пик рождения светил в туманности Орла завершился уже миллион лет назад, и первые молодые и горячие солнца своим излучением успели разогнать газ в центре

Столпы Творения являются частью нашей галактики, но отстоят на 7 тысяч световых лет. Они колоссальны (высота левого — треть парсека), но весьма неустойчивы. Недавно астрономы обнаружили, что около 9 тысяч лет назад рядом с ними взорвалась сверхновая. Ударная волна достигла Столпов 6 тысяч лет на- зад и уже уничтожила их, но с учетом удалённости земляне ещё нескоро смогут наблюдать разрушение одного из самых необычных и красивых космических объектов.

ИНКУБАТОР МИРОВ

Если в туманности Орла процесс рождения новых звёзд завершился, то в созвездии Ориона пока ещё нет. Газопылевая туманность Ориона (М42) находится в том же спиральном рукаве галактики, что и Солнце, но на расстоянии 1300 световых лет от нас. Это ярчайшая туманность ночного неба, она хорошо различима невооружённым глазом. Размеры туманности велики — её протяжённость составляет 33 световых года. Там находится около тысячи светил в возрасте менее миллиона лет (по космическим меркам, это младенцы) и десятки тысяч звёзд, которым чуть больше десяти миллионов лет. Благодаря «Хабблу» удалось разглядеть протопланетные диски рядом с юными звёздами, причём на разных стадиях формирования. Наблюдая за туманностью, астрономы могут наконец составить ясное представление о том, как рождаются планетные системы. Однако происходящие в туманности Ориона процессы настолько активны, что уже через 100 тысяч лет она распадётся и прекратит существование, оставив после себя скопление звёзд с планетами.

БУДУЩЕЕ СОЛНЦА

В космосе можно увидеть не только рождение миров, но и их смерть. На снимке «Хаббла», полученном в 2001 году, запечатлена Муравьиная туманность, которая известна астрономам под обозначением Mz3 (Menzel 3). Туманность расположена в нашей галактике на расстоянии 3 тысяч световых лет от Земли и образовалась в результате выбросов газа из звезды, похожей на наше Солнце. Её протяжённость более светового года.

Муравьиная туманность озадачила астрономов. Пока они не могут ответить на вопрос, почему вещество умирающей звезды разлетается не в виде расширяющейся сферы, а в виде двух независимых выбросов, придающих туманности вид муравья, — это плохо согласуется с существующей теорией эволюции звёзд. Одно из возможных объяснений: у затухающей звезды есть очень близкая звезда-компаньон, сильные гравитационные приливные силы которой оказыва- ют влияние на формирование потоков газа. Другое объяснение: при вращении затухающей звезды её магнитное поле приобретает сложную закручивающуюся структуру, влияя на заряженные частицы, разлетающиеся в пространстве со скоростью до 1000 км/с. Так или иначе, но пристальное наблюдение за Муравьиной туманностью поможет нам увидеть возможное будущее нашего родного светила.

СМЕРТЬ МИРА

Звёзды, превышающие по массе Солнце, обычно заканчивают свою жизнь превращением в сверхновую. «Хабблу» удалось запечатлеть несколько таких вспышек, но, пожалуй, самым эффектным выглядит снимок сверхновой 1994D, которая взорвалась на окраинах диска галактики NGC 4526 (видна на фотографии как яркое пятно внизу слева). Сверхновая 1994D не была чем-то особенным — наоборот, она интересна как раз тем, что очень похожа на другие. Имея представление о сверхновых, астрономы по блеску 1994D могут определить расстояние до неё и уточнить, как расширяется Вселенная. Сам снимок наглядно демонстрирует масштабы явления — по своей светимости сверхновая сопоставима со светимостью целой галактики.

ПОЖИРАТЕЛЬ ГАЛАКТИК

В космосе существуют не только звёзды, туманности и галактики, но и чёрные дыры. Чёрная дыра — это область в пространстве, гравитационное притяжение в которой настолько велико, что её не может покинуть даже свет. Счи- тается, что можно встретить несколько типов чёрных дыр: возникших в момент Большого взрыва, зародившихся в результате коллапса массивной звезды и сформировавшихся в центрах галактик. Астрономы говорят, что огромные чёрные дыры есть в центре любой спиральной и эллиптической галактики. Но как увидеть то, из чего не способен вырваться даже свет? Оказывается, обнаружить чёрную дыру можно по её взаимодействию с пространством.

На снимке «Хаббла», полученном в 2000 году, запечатлён центр эллиптической галактики М87 — крупнейшей в скоплении созвездия Девы. Она находится от нас на расстоянии 50 миллионов световых лет и является источником мощнейшего радио- и гамма-излучения. Ещё в 1918 году было установлено, что из центра галактики бьёт струя раскалённых газов, скорость внутри которой близка к световой. Протяжённость струи — 5 тысяч световых лет! Изучение галактики М87 показало: феноменальную плотность вещества в её центре и чудовищную струю можно объяснить, только если предположить, что там находится гигантская чёрная дыра, масса которой в 6,4 миллиарда раз больше солнечной. Наличие этого «пожирателя» галактик и периодические выбросы вещества из области рядом с ним препятствуют рождению новых звёзд. Астрономы уверены: если бы в центре М87 находилась обычная чёрная дыра, то галактика имела бы спиральный вид, а по яркости в 30 раз превосходила бы нашу.

ЮНОСТЬ ВСЕЛЕННОЙ

Орбитальный телескоп «Хаббл» может служить не только оптическим инструментом, но и настоящей «машиной времени» — например, с его помощью можно разглядеть объекты, появившиеся практически сразу после Большого взрыва. В 2004 году «Хаббл» посредством новой чувствительной камеры сумел сфотографировать скопление из 10 тысяч самых удалённых и, соответственно, самых древних галактик. Эти галактики находятся от нас на рекордном расстоянии — 13,1 миллиарда световых лет. Если наша Вселенная родилась 13,7 миллиарда лет назад, то получается, что обнаруженные галактики появились всего-то спустя 650-700 миллионов лет после Большого взрыва. Разумеется, мы видим не сами эти галактики, а лишь их свет, который наконец-то добрался до Земли

Таким образом, на фотографии отображены события, которые происходили в первый миллиард лет жизни нашей Вселенной. По оценкам учёных, на том этапе эволюции она была на порядок меньше своих сегодняшних размеров, а находившиеся в ней объекты располагались ближе друг к другу. Некоторые из сфотографированных галактик напрочь лишены чёткой внутренней структуры, присущей нашей галактике. Другие — явно переживают период столкновения, когда чудовищные гравитационные силы придают им необычную форму.

Регион древнейших галактик астрономы условно называют Ultra Deep Field. Он находится чуть ниже созвездия Ориона.

ТУМАННОСТЬ КОНСКАЯ ГОЛОВА

Туманность Конская Голова (или Barnard 33) находится в созвездии Ориона на расстоянии около 1600 световых лет от Земли. Её линейный размер — 3,5 световых года. Она — часть огромного газопылевого комплекса, названного Облаком Ориона. Эта туманность известна даже людям, далёким от астрономии, ведь она и впрямь похожа на конскую голову. Красное свечение голове придает ионизация водорода, находящегося за туманностью, под действием излучения от ближайшей яркой звезды — Альнитак. Истекающий из туманности газ движется в сильном магнитном поле. Яркие пятна в основании туманности Конская Голова — это молодые звёзды, находящиеся в процессе формирования. Благодаря своей необычной форме туманность привлекает внимание: её часто рисуют и фотографируют. Наверное, именно поэтому снимок Конской Головы, сделанный «Хабблом», был признан лучшим по итогам голосования пользователей интернета.

ГАЛАКТИКА СОМБРЕРО

Сомбреро (М104) — это спиральная галактика в созвездии Девы, которая находится на расстоянии 28 миллионов световых лет от нас. Диаметр галактики — 50 тысяч световых лет. Свое название она получила благодаря выступающей центральной части (балджу) и ребру из тёмного вещества (не путать с тёмной материей!), придающим галактике сходство с мексиканской шляпой. Центральная часть галактики излучает во всех диапазонах электромагнитного спектра. Как установили учёные, там находится гигантская чёрная дыра, масса которой в миллиард раз превосходит солнечную. Пылевые кольца M104 содержат большое количество молодых ярких звёзд и обладают крайне сложной структурой, которая пока не поддаётся объяснению.

Снимок галактики Сомбреро был признан лучшим снимком «Хаббла» по мнению астрономов, опрошенных корреспондентами британской газеты Daily Mail. Наверное, своим выбором астрономы хотели сказать, что познание Вселенной не сводится к кропотливому изучению тысяч фотографий звёздного неба, к построению графиков и к бесконечным вычислениям. Познавая Вселенную, мы ещё и наслаждаемся её фантастической красотой. И в этом нам помогает уникальное творение человеческих рук — орбитальный телескоп «Хаббл».

Парадокс Ферми

Парадокс Ферми — отсутствие видимых следов деятельности инопланетных цивилизаций, которые должны были бы расселиться по всей Вселенной за миллиарды лет своего развития. Парадокс был предложен физиком Энрико Ферми, который подверг сомнению возможность обнаружения внеземных цивилизаций, и связан с попыткой ответить на один из важнейших вопросов современности: "Является ли человечество единственной технологически развитой цивилизацией во Вселенной?".

А вот и сам Ферми (http://novopetrivske-osoba.edukit.mk.ua/vidatni_fiziki/enriko_fermi):

Этот парадокс не имеет решения. Самое лучшее, что мы можем сейчас предложить, — это возможные объяснения. И если вы спросите у десяти различных учёных, какое из них они считают наиболее близким к истине, то получите десять различных ответов. Сейчас нам забавно читать, как мыслители прошлого всерьёз обсуждали форму Земли, вращается ли Солнце вокруг Земли, метает ли Зевс молнии. Эти измышления кажутся нам такими примитивными и невежественными. Так вот, сейчас мы примерно на том же уровне обсуждаем и нашу тему.

Есть такое понятие, как шкала Кардашева (http://tobetop.ru/node/434), которая делит разумные цивилизации на 3 обширные категории, основываясь на количестве энергии, используемой ими:

– цивилизация типа 1 имеет возможность использовать всю энергию своей планеты. Мы с вами не вполне тип 1, но близко (Карл Саган вывел формулу на основе этой шкалы, согласно которой мы — цивилизация типа 0.7);

– цивилизация типа 2 способна использовать всю энергию своей звезды. Наши ничтожные мозги первого типа не способны представить, как это можно осуществить, но мы стараемся изо всех сил, воображая вещи наподобие сферы Дайдсона (www.astronet.ru/db/msg/1180322);

Рассматривая подробнее наиболее известные объяснения для парадокса Ферми, можно разделить их на две большие группы:

1) объяснения, исходя из которых, отсутствие признаков существования цивилизаций второго и третьего типов указывает на отсутствие таких цивилизаций;

2) объяснения, которые подразумевают, что такие цивилизации существуют, но мы не видим и не слышим ничего по каким-то другим причинам.

Объяснения первой группы: отсутствие признаков существования цивилизаций 2-го и 3-го типов указывает на отсутствие таких цивилизаций.

Те мыслители, которые разделяют объяснения первой группы, указывают на так называемую "проблему не-исключительности", которая отвергает любые теории наподобие "Высокоразвитые цивилизации существуют, но ни одна из них не сделала попытки контакта с нами, потому что бла-бла-бла...". Сторонники первой группы, исходя из рассчитанного значительного количества (многих тысяч или даже миллионов) высокоразвитых цивилизаций, полагают, что хотя бы одна из них должна стать исключением из такого правила. Даже если теория верна для 99,99% цивилизаций, то даже 0,01% так или иначе проявили бы себя, и мы были бы осведомлены об их существовании.

Из этого следует, утверждают сторонники первой группы, что ни одной высокоразвитой цивилизации просто не существует. А поскольку расчёты предполагают, что тысячи подобных цивилизаций должны присутствовать только в нашей галактике, то, возможно, существует что-то ещё.

Это "что-то ещё" называется тотальный пиздец всему живому Большой фильтр.

Теория Большого фильтра утверждает, что в какой-то точке процесса эволюции от примитивных бактерий до цивилизации типа 3 существует барьер, в который упираются все или почти все формы жизни. Этакий скачок в неторопливом эволюционном развитии, совершить который для формы жизни крайне маловероятно или вообще невозможно. Этот скачок и является Большим фильтром.

Если эта теория верна, то возникает вопрос: в каком именно месте временной шкалы находится Большой фильтр?

Как-то так получается, что когда речь заходит о судьбе человечества, этот вопрос вдруг становится самым важным. В зависимости от возможного расположения Большого фильтра мы сталкиваемся с тремя различными сценариями: 

1) мы необычные, 

2) мы первые, 

3) мы обречены.

1) Итак, допустим, что мы необычные (Большой фильтр позади нас)

Есть надежда, что Большой фильтр уже позади, мы умудрились преодолеть его, а это может означать, что, в общем, для форм жизни крайне необычно достигать нашего уровня развития. Шкала снизу показывает только два вида жизни, преодолевших Фильтр, и мы — один из них.

Этот сценарий объясняет, почему нет признаков цивилизаций типа 3; но также это означает, что мы можем быть одним из редчайших исключений, продвинувшихся настолько далеко.

Это даёт нам некоторую надежду. На первый взгляд вышесказанное звучит примерно как утверждения пятисотлетней давности о том, что Земля — центр Вселенной, и намекает на то, что мы какие-то особенные, необычные. Тем не менее, так называемый эффект "систематической ошибки отбора" как раз объясняет любые утверждения о собственной уникальности: это неотъемлемая часть "истории успеха" любой разумной жизни и, — вне зависимости от того, является ли разумная жизнь действительно необычной либо напротив, вполне распространённой, — умозаключения и выводы, к которым она придёт, будут идентичными. Всё это вынуждает нас признать, что быть особенными — действительно одна из возможных вероятностей.

И если мы уникальные, то когда именно мы стали такими, то есть какой именно этап, остановивший почти всех, мы всё же преодолели?

Одна из возможностей: Большой фильтр был в самом начале (возможно, для жизни чрезвычайно необычно вообще зародиться). Эта возможность — вполне реальная, поскольку на Земле процесс зарождения жизни занял примерно миллиард лет, а также по той причине, что, несмотря на то, что мы очень давно стараемся повторить этот процесс в лабораториях, успеха так и не достигли. Если тут действительно был Большой фильтр, то вполне вероятно не только отсутствие другой разумной жизни, но и отсутствие любой другой жизни в целом.

Другая возможность: Большим фильтром был переход от простых доядерных клеток-прокариотов к сложным ядерным клеткам-эукариотам. После возникновения, прокариоты оставались в неизменном виде на протяжении почти двух миллиардов лет, пока не произошёл эволюционный скачок к усложнению и появлению клеточного ядра. Если именно здесь был Большой фильтр, то это означает, что Вселенная кишит простыми клетками-прокариотами, а более сложные формы жизни практически отсутствуют.

Существует ещё несколько возможностей. Некоторые даже полагают, что наш недавний скачок к homo sapiens и есть тот самый Большой фильтр. И хотя скачок от полу-разумной (шимпанзе) к разумной жизни (люди) на первый взгляд не кажется таким поразительным, то вот некоторые отвегают идею неотвратимой эволюции по принципу "вскарабкаться наверх": "Так как эволюция не стремится к какой-либо определённой цели, а просто происходит. Она использует адаптацию, наиболее подходящую для данной экологической ниши. И тот факт, что на Земле такая адаптация привела к технологическому развитию лишь однажды, позволяет предположить, что подобный исход необычен и, без сомнения, ни в коем случае не является конечной точкой в эволюции общего древа жизни".

Большинство скачков не квалифицируются как кандидаты на Большой фильтр. Любой возможный Большой фильтр должен быть каким-то событием с вероятностью выпадения нужной комбинации "один-к-миллиарду". По этой причине, например, скачок от одноклеточных организмов к многоклеточным исключается, поскольку это произошло, как минимум 46 раз (http://www-eve.ucdavis.edu/grosberg/Grosberg%20pdf%20papers/2007%20Grosberg%20%26%20Strathmann.AREES.pdf), в изолированных друг от друга точках, только на нашей планете. По той же причине, если мы когда-нибудь найдём окаменевшую клетку-эукариот на Марсе, это событие исключит вышеупомянутый скачок "от простой клетки к сложной" (как и любой последующий во всей эволюционной цепочке), потому что если такое произошло сразу и на Земле и на Марсе, то, очевидно, это не та штука с вероятностью "один-к-миллиарду", которую мы ищем (хотя Терри Пратчетт утверждал, что вероятность исхода события в 1 к 100000000 равна 1 (привет "Плоскому Миру"!)).

Если мы и в самом деле необычны, то это могло произойти и по счастливому стечению биологических обстоятельств, но также нашу необычность можно объяснить так называемой гипотезой уникальной Земли, которая предполагает, что, несмотря на обилие землеподобных планет, именно конкретные особенности Земли — будь то специфика нашей Солнечной системы, взаимоотношения между Землёй и Луной (такой большой спутник необычен для маленькой планеты и сильно влияет на погодные условия и поведение океанов), или нечто иное, связанное непосредственно с самой планетой — чрезвычайно способствуют возникновению и развитию жизни.

2) Теперь допустим, что мы первые

Если же мы ни необычные, ни первые, то мыслители первой группы сходятся на том, что Большой фильтр ждёт нас в будущем. Такой сценарий предполагает, что жизнь регулярно развивается до уровня, подобного нашему, но что-то препятствует в последующем развитии и достижении уровня сверхразума почти во всех случаях, и не похоже, что мы станем исключением.

Возможно, будущим Большим фильтром станет регулярно повторяющееся естественное катастрофическое явление, как, например, вышеупомянутый гамма-всплеск, ведь, к сожалению, они не прекратились, и это только вопрос времени, когда вся жизнь на Земле будет уничтожена одним из таких выбросов энергии. Другой кандидат на роль фильтра — возможная неотвратимость самоуничтожения цивилизации по достижению определённого уровня технологического развития.

Встречайте "Толстяка": скопление галактик в 3 триллиона раз тяжелее Солнца

      Сложно представить, что прямо сейчас где-то во вселенной сталкиваются целые галактики. Еще более удивителен тот факт, что, учитывая размеры вселенной, должны существовать места, где взаимодействуют более двух или даже трех галактик. И тем не менее, невероятно странное явление - супер-скопление El Gordo, что значит "Толстяк", ушло еще дальше: это звездное скопление, находящееся в 10 миллиардах световых лет от Земли,содержит сотни взаимодействующих галактик. Обнаруженное всего пару лет назад, оно стало самым большим, когда-либо известным человеку, скоплением, но новые данные говорят, что оно может быть еще больше.

      Новые данные, полученные с помощью космического телескопа Хаббл, указывают на то, что "Толстяк" может быть на 43% тяжелее, чем предполагалось изначально, что примерно в 3 триллиона раз больше массы Солнца. Все дело в том, что столкновение между двумя меньшими, но все еще громадными, галактическими скоплениями, происходит в тангенциальном направлении относительно наблюдателей на Земле. В результате мы знаем, что изначальные данные о массе скопления были искажены из-за использования спектроскопических технологий, основанных на длине волны света. С другой стороны, это исследование позволило определить размер El Gordo, основываясь на отклонения света исходящего от объектов позади него. Искажения на снимках этих объектов позволили ученым определить более точную массу скопления. Эта технология используется для измерения черных дыр и других "труднодоступных" астрономических объектов.  

     Важно отметить, что El Gordo лишь самый массивный из удаленных супер-скоплений. Ближе есть скопления, которые могут соперничать в массе и размере с ним, но ближнюю вселенную, с точки зрения астронома, можно назвать более поздней вселенной. Когда телескоп запечатлевает на снимке свет возрастом в 10 миллиардов лет, он отображает состояние вселенной 10 миллиардов лет назад; так что возникновение вскорости после Большого Взрыва делает El Gordo еще интереснее. Имея столь мало времени на образование под действием гравитации, подобные супер-скопление тогда были намного реже чем сейчас.

      Команда ученых надеется в следующий раз сделать снимки El Gordo - но из-за его размеров и положения им придется делать снимки отдельных его частей и собирать впоследствии в единое целое, как мозаику. Это исследование позволит ученым лучше понять структуру скоплений, что в свою очередь позволит определить была ли конкретная причина для столь быстрого образования таких аномалий как "Толстяк".

Переведено специально для #Галилео

Оригинал

П.С.: "разлепил" слова и перепостил, ибо, и правда, ужасно не читаемо было =(