Вселенная - чертовски большое место. Когда мы смотрим на ночное небо, почти все, что видно невооруженному глазу, является частью нашей галактики: звездой, скоплением звезд, туманностью. За звездами Млечного Пути проглядывает, например, галактика Треугольника. Эти «островные миры» мы находим повсюду во Вселенной, куда ни глянь, даже в самых темных и пустых клочках пространства, если только сумеем собрать достаточно света, чтобы заглянуть достаточно глубоко.
Большинство этих галактик настолько далеки, что даже фотону, летящему на скорости света, потребуются миллионы или миллиарды лет, чтобы преодолеть межгалактическое пространство. Когда-то он был испущен поверхностью далекой звезды, а теперь он, наконец, добрался до нас. И хотя скорость в 299 792 458 метров в секунду кажется невероятной, тот факт, что мы прошли всего 13,8 миллиарда лет со времен Большого Взрыва, означает, что расстояние, которое преодолел свет, все же конечно.
Вы, наверное, думаете, что самая далекая галактика от нас должна быть не дальше, чем в 13,8 миллиарда световых лет от нас, но это было бы ошибкой. Видите ли, кроме того, что свет движется с конечной скоростью через Вселенную, есть и другой, менее очевидный факт: ткань самой Вселенной расширяется с течением времени.
Решения общей теории относительности, которые вообще исключали такую возможность, появились в 1920 году, но наблюдения, которые пришли позже - и показали, что расстояние между галактиками увеличивается, - позволили нам не только подтвердить расширение Вселенной, но и даже измерить темп расширения и как он менялся со временем. Галактики, которые мы видим сегодня, были гораздо дальше от нас, когда впервые испустили свет, полученный нами сегодня.
Галактика EGS8p7 в настоящее время является рекордсменом по удаленности. С измеренным красным смещением в 8,63, наша реконструкция Вселенной подсказывает нам, что свету этой галактики потребовалось 13,24 миллиарда лет, чтобы добраться до нас. Еще немного математики, и мы обнаружим, что видим этот объект, когда Вселенной было всего 573 миллиона лет, всего 4% от ее текущего возраста.
Но поскольку Вселенная расширялась все это время, эта галактика находится не в 13,24 миллиарда световых лет от нас; на самом деле, она уже в 30,35 миллиарда световых лет. И не стоит забывать: если бы мы могли мгновенно отправить сигнал из этой галактики к нам, он покрыл бы расстояние в 30,35 миллиарда световых лет. Но если вы вместо этого отправите фотон из этой галактики к нам, то благодаря темной энергии и расширению ткани пространства он никогда нас не достигнет. Эта галактика уже ушла. Единственная причина, по которой мы можем ее наблюдать с помощью телескопов Кека и Хаббла, заключается в том, что блокирующий свет нейтральный газ в направлении этой галактики оказался достаточно редким.
Зеркало Хаббла по сравнению с зеркалом Джеймса Вебба
Но не думайте, что эта галактика самая далекая из самых далеких галактик, которые мы когда-либо увидим. Мы видим галактики на таком расстоянии настолько, насколько нам позволяет наше оборудование и Вселенная: чем меньше нейтрального газа, чем больше и ярче галактика, чем чувствительнее наш инструмент, тем дальше мы видим. Через несколько лет космический телескоп Джеймса Вебба сможет заглянуть еще дальше, поскольку будет способен улавливать свет большей длины волны (и, следовательно, с большим красным смещением), сможет видеть свет, который не блокируется нейтральным газом, сможет видеть более тусклые галактики, чем наши современные телескопы (Хаббл, Спитцер, Кек).
В теории самые первые галактики должны появиться с красным смещением в 15-20.
Земля - планета удивительной красоты, покоряющая своими невероятной красоты пейзажами. Но если заглянуть в космические глубины, используя мощные телескопы, то понимаешь: в космосе тоже есть чем восхищаться. И фотографии, сделанные спутниками НАСА, потому подтверждение.
1. Галактика Подсолнух
Галактика Подсолнух - одна из самых красивых космических структур, известных человеку, во Вселенной. Ее размашистые спиральные рукава состоят из новых сине-белых гигантских звезд.
2. Туманность Киля
3. Облака в атмосфере Юпитера
Что действительно удивительно на этом снимке, на нем видны тени всех трех крупнейших спутников Юпитера - Ио, Ганимеда и Каллисто. Подобное событие происходит примерно раз в десять лет.
4. Галактика I Цвикки 18
5. Сатурн
Самая тусклая планета, которую можно увидеть с Земли невооруженным глазом, Сатурн обычно считается любимой планетой для всех начинающих астрономов. Ее примечательная кольцевая структура является наиболее известным в нашей Вселенной. Снимок сделан в инфракрасном излучении, чтобы показать тонкие оттенки газовой атмосферы Сатурна.
6. Туманность NGC 604
Более 200 очень горячих звезд составляют туманность NGC 604. Космический телескоп Хаббл сумел снять впечатляющую флуоресценцию туманности, вызванную ионизованным водородом.
7. Крабовидная туманность
Собранная из 24 отдельных снимков, эта фотография Крабовидной туманности демонстрирует остаток сверхновой в созвездии Тельца.
8. Звезда V838 Mon
Красный шар в центре этого снимка - звезда V838 Mon, окруженная множеством пылевых облаков. Эта невероятная фотография была сделана после того, как вспышка звезда вызвала так называемое «световое эхо», которое оттолкнуло пыль дальше от звезды в космос.
9. Скопления Вестерлунд 2
Снимок скопления Вестерлунд 2 был сделан в инфракрасном и видимом свете. Он был опубликован в честь 25-летия нахождения телескопа Хаббл на орбите Земли.
10. Песочные часы
Одно из жутких изображений (фактически, единственное в своем роде), которое сделало НАСА, - туманность Песочные часы. Она была названа так из-за газового облака необычной формы, которое сформировалось под влиянием звездного ветра. Похоже это все на жуткий глаз, который смотрит из глубин космоса на Землю.
11. Метла ведьмы
На снимке части туманности Вуаль, которая находится в 2 100 световых годах от Земли, можно найти все цвета радуги. Благодаря своей удлиненной и тонкой форме, эту туманность часто называют Метлой ведьмы.
12. Созвездие Ориона
В созвездии Ориона можно увидеть настоящий гигантский световой меч. Это, на самом деле, струя газа под огромным давлением, которая создает ударную волну при контакте с окружающей пылью.
13. Взрыв сверхмассивной звезды
Это изображение показывает взрыв сверхмассивной звезды, который больше похож на торт ко дню рождения, чем на сверхновую. Две петли из остатков звезды простираются неравномерно, в то время как кольцо в центре окружает умирающую звезду. Ученые до сих пор ищут нейтронную звезду или черную дыру в центре бывшей гигантской звезды.
14. Галактика Водоворот
Хотя галактика Водоворот выглядит великолепно, она скрывает в себе темную тайну (в буквальном смысле) - галактика полна хищных черных дыр. Слева Водоворот показан в диапазоне видимого света (т. е., ее звезды), а справа - в инфракрасном свете (его структуры пылевых облаков).
15. Туманность Ориона
На данном снимке туманность Ориона похожа на открытый рот птицы Феникс. Снимок сделан в инфракрасном, ультрафиолетовом и видимом свете, чтобы создать невероятно красочное и детальное изображение. Яркое пятно на месте птичьего сердца - четыре гигантские звезды, примерно в 100 000 раз ярче Солнца.
16. Туманность Кольцо
В результате взрыва звезды, похожей на наше Солнце, образовалась туманность Кольцо - красивые раскаленные слои газа и остатки атмосферы. Все, что осталось от звезды, - маленькая белая точка в центре картинки.
17. Млечный Путь
Если кому-то нужно будет описать то, как выглядит ад, ему можно использовать это инфракрасное изображение ядра нашей галактики, Млечного Пути. Горячий, ионизированный газ кружится в его центре в гигантском водовороте, а в разных местах зарождаются массивные звезды.
18. Туманность Кошачий глаз
Потрясающая туманность Кошачий глаз состоит из одиннадцати колец газа, которые появились еще до образования самой туманности. Неправильная внутренняя структура, как полагают, является результатом быстро движущегося звездного ветра, который «порвал» оболочку пузыря с обеих концов.
19. Омега Центавра
Более 100 000 звезд скопились вместе в шаровом скоплении Омега Центавра. Желтые точки являются звездами среднего возраста, как и наше Солнце Оранжевые точки - более старые звезды, а большие красные точки - звезды в фазе красных гигантов. После того, как эти звезды «сбрасывают» внешний слой газообразного водорода, они становятся ярко-синими.
20. Столпы Творения в туманности Орла
Один из самых популярных фотографий НАСА за всю историю - снимок «Столпы Творения в туманности Орла». Эти гигантские образования из газа и пыли были сняты в диапазоне видимого света. Столпы меняются с течением времени, поскольку они «выветриваются» звездными ветрами от близлежащих звезд.
21. Квинтет Стефана
Пять галактик, известные, как «Квинтет Стефана» постоянно «борются» друг с другом. Хотя голубая галактика в левом верхнем углу гораздо ближе к Земле, чем остальные, четыре других постоянно «растягивают» друг друга на части, искажая их формы и разрывая рукава.
22. Туманность Бабочка
Неофициально известная как Туманность Бабочка, NGC 6302 на самом деле является остатками умирающей звезды. Ее ультрафиолетовое излучение приводит к тому, что выброшенные звездой газы ярко светятся. Крылья «бабочки» простираются более чем на два световых года, т. е. на половину расстояния от Солнца до ближайшей звезды.
23. Квазар SDSS J1106
Квазары являются результатом сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Квазар SDSS J1106 является самым энергичным из всех когда-либо найденных. Излучение SDSS J1106, находящегося на расстоянии около 1 000 световых лет от Земли, примерно равно 2 триллионам Солнц или в 100 раз больше всего Млечного пути.
24. Туманность «Война и мир»
Туманность NGC 6357 является одним из самых драматических произведений в небе и неудивительно, что она неофициально была названа «Война и мир». Его плотная сеть газа образовывает пузырь вокруг яркого звездного скопления Pismis 24, затем использует его ультрафиолетовое излучение для нагрева газа и выталкивания его наружу, во Вселенную.
25. Туманность Киля
Один из самых захватывающих снимков космоса - Туманность Киля. Межзвездное облако, состоящее из пыли и ионизированных газов является одной из крупнейших туманностей, видимых на земном небе. Состоит туманность из бесчисленных звездных скоплений и даже самой яркой звезды в галактике Млечный Путь.
Галактика z8_GND_5296 (видимая во вставке) - это самая ранняя галактика, у которой астрономы точно измерили расстояние. Она образовалась приблизительно через 700 миллионов лет после , и формирует звезды с невероятно большой скоростью. Предоставлено: V. Tilvi (Texas A&M), S. Finkelstein (UT Austin), команда CANDELS и HST/NASA.
"Самая дальняя галактика уже видна!" Разве мы не слышали о ней прежде? (Смотрите , например). Хотя правда, что астрономы двигаются дальше и дальше назад во времени с лучшими инструментами, существуют фундаментальные проблемы, как в наблюдении, так и в измерении расстояний до самых ранних галактик в космосе.
Вот, почему это новое наблюдение галактики, которая образовалась примерно через 700 миллионов лет после Большого Взрыва, важно. Хотя опознали множество галактик, которые образовались в ту эру, астрономы только измеряли точные расстояния до пяти из них. Эта галактика является шестой, и она самая дальняя из группы. Возможно даже более важно, чем измерение расстояния, исследователи определили, что эта галактика дарит рождение новым звездам со скоростью в 100 раз больше, чем это делает в наши дни. Это указывает на то, что ранние галактики могли быть более агрессивными со , чем ранее полагали.
Новая статья, опубликованная в журнале Nature (предупреждение о платном доступе ), описывает измерение галактики, обнаруженной в обзоре Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS), который использует инфракрасный спектрограф на телескопе Keck на Гавайах. Из-за этого большого расстояния, не видит эту галактику в оптических диапазонах, но это самый яркий источник в инфракрасном диапазоне, как для Hubble, так и для . Красное смещение, если вы вспомните, - это мера того, как быстро галактика, кажется, движется от нас, поскольку Вселенная расширяется; чем выше красное смещение, тем дальше галактика - и поэтому тем дальше назад во времени она испускала свет, который мы видим. Поскольку Вселенная растет, она пропорционально растягивает длину волны света. В том случае, оптический (видимый) свет или даже ультрафиолетовая эмиссия, обычная в звездах, имеет красное смещение в инфракрасную часть спектра.
В этом случае, астрономы измерили красное смещение галактики z8_GND_5296 (это незабываемое имя для вас) до 7.51, что означает, как приблизительно на расстоянии 13 миллиардов световых лет. Они определили это число измерением эмиссии Lyman alpha (Ly α) из водородного газа, который является самым обычным, и его сложно измерять на таких больших расстояниях. Свет Ly α из водородного газа в нашем местоположении около 11 нанометров, точно в ультрафиолетовой части спектра, но соответствующая эмиссия из z8_GND_5296 около 1034 нанометров, что в инфракрасной части спектра. (Чтобы получить красное смещение, разделите большее число на меньшее и вычтите 1. К сожалению, отношение между красным смещением и расстоянием не настолько простые).
Тем не менее, не каждая галактика на сравнимых расстояниях имеет измеримые Ly α эмиссии: что-то, кажется, препятствует большей части того света, не достигнув нас. Главная идея - это нейтральный межгалактический газ, рассеивающий свет, но есть также несколько наблюдаемых галактик, которые подтверждают ту гипотезу. В результате, хотя существуют дюжины галактик с красными смещениями больше 7 (определено не спектром, а кажущимся цветом галактики), красные смещения не могут быть дважды проверены для большинства. Эта статья сообщает о 43 галактиках, но только одна из того примера имела измеримые Ly α эмиссии.
Более интересно, что галактика z8_GND_5296 относительно богата "металлами": элементами тяжелее гелия. Так как эти элементы производятся звездами, а не Большим Взрывом, это указывает на очень быстрый даже со временем, которое эта галактика испускала свет, который мы наблюдаем.
Для того, чтобы поддержать то утверждение, авторы настоящего исследования обнаружили, что z8_GND_5296 и подобная галактика, обозначенная GN 108036, имеют очень высокие скорости образования звезд, конвертируя эквивалент массы 330 в новые звезды. Это больше, чем 100 раз скорости образования звезд в Млечном Пути, и сравнимо с некоторыми из самых экстремальных галактик, образующих звезды. Эти , как раньше полагали, были редкими, поэтому астрономам могло понадобиться пересмотреть свои оценки по тому, как быстро новые звезды создавались в ранних галактиках.
Несмотря ни на что, будет интересно увидеть, на что похожи другие ранние галактики, когда наши наблюдения улучшатся. Без этого мы не узнаем, является ли редкостью z8_GND_5296 в совем экстремальном образовании звезд, или поймем, почему она относительно яркая в Ly α эмиссиях, в то время как ее "родные сестры" нет. И возможно мы найдем разногласие во времени между эрой без галактик и самыми первыми образовавшимися галактиками.
Вселенная огромна и увлекательна. Сложно представить, насколько мала Земля по сравнению с космической бездной. Согласно самых осторожных предположений астрономов, существует 100 миллиардов галактик, а Млечный Путь - лишь одна из них. Что же касается Земли, только во Млечном пути есть 17 миллиардов подобных планет... и это не считая других, которые радикально отличаются от нашей планеты. А среди галактик, которые сегодня стали известны ученым, встречаются очень необычные.
1. Messier 82
Messier 82 или просто M82 - галактика в пять раз ярче Млечного Пути. Это обусловлено очень быстрым процессом рождением молодых звезд в ней – они появляются в 10 раз чаще, чем в нашей галактике. Красные шлейфы, исходящие из центра галактики - пылающий водород, который выбрасывается из центра M82.
2. Галактика-подсолнечник
Формально известная как Messier 63, эта галактика была прозвана Подсолнечником, поскольку выглядит так, будто сошла с картины Винсента Ван Гога. Ее яркие, извилистые "лепестки" состоят из недавно образованных сине-белых гигантских звезд.
3. MACS J0717
MACS J0717 является одной из самых странных галактик, известных ученым. Технически это не один звездный объект, а скопление галактик - MACS J0717 образовалась при столкновении четырех других галактик. Причем процесс столкновения идет уже более 13 миллионов лет.
4. Messier 74
Если бы у Санта Клауса была любимая галактика, то это явно стала бы Messier 74. О ней часто вспоминают астрономы во время рождественских праздников, ведь галактика очень похожа на Рождественский венок.
5. Галактика Baby Boom
Находящаяся примерно в 12,2 миллиардах световых лет от Земли, галактика "бэби-бум" была обнаружена в 2008 году. Получила она свое прозвище из-за того, что в ней невероятно быстро рождаются новые звезды - примерно каждые 2 часа. К примеру, в Млечному Пути новая звезда появляется в среднем каждые 36 дней.
6. Млечный путь
Наша Галактика Млечный Путь (в которой находится Солнечная система, а, соответственно, и Земля) действительно является одной из самых примечательных из известных ученым галактик во Вселенной. В ней есть, по крайней мере 100 миллиардов планет и около 200-400 миллиардов звезд, некоторые из которых являются одними из старейших в известной вселенной.
7. IDCS 1426
Благодаря кластеру галактик IDCS 1426 сегодня можно видеть то, какой была Вселенная на две трети моложе, чем сейчас. IDCS 1426 является самым массивном скоплением галактик в ранней Вселенной, которое имеет массу около 500 триллионов Солнц. Ярко-синее ядро галактики из газа является результатом столкновением галактик в этом кластере.
8. I Zwicky 18
Карликовая голубая галактика I Zwicky 18 - самая молодая из известных галактик. Ее возраст составляет всего 500 миллионов лет (возраст Млечного пути - 12 миллиардов лет) и она по сути пребывает в состоянии эмбриона. Это гигантское облако холодного водорода и гелия.
9. NGC 6744
NGC 6744 - большая спиральная галактика, которая (как считают астрономы) одна из наиболее похожих на наш Млечный путь. У галактики, расположенной примерно в 30 миллионах световых лет от Земли, на удивление идентичные с Млечным путем удлиненное ядро и спиральные рукава.
10. NGC 6872
Галактика, известная как NGC 6872, является второй по величине спиральной галактикой из когда-либо обнаруженных учеными. В ней было найдено множество областей активного звездообразования. Поскольку в NGC 6872 практически не осталось свободного водорода для образования звезд, она "высасывает" его из соседней галактики IC 4970.
11. MACS J0416
Найденная в 4,3 миллиардах световых лет от Земли, галактика MACS J0416 больше похожа на какое-то световое шоу на модной дискотеке. На самом деле, за яркими фиолетовыми и розовыми цветами скрывается событие колоссального масштаба - столкновение двух скоплений галактик.
12. M60 и NGC 4647 - галактическая пара
Хотя гравитационные силы притягивают большинство галактик друг к другу, нет никаких доказательств того, что подобное происходит с соседними Messier 60 и NGC 4647. При этом также нет никаких доказательств того, они отдаляются друг от друга. Как пара, давным-давно живущая вместе, эти две галактики так и мчатся бок о бок через холодный и темный космос.
13. Messier 81
Расположенная неподалеку от Messier 25, Messier 81 является спиральной галактикой со сверхмассивной черной дырой в центре, масса которой в 70 миллионов раз больше массы Солнца. M81 является домом для многих короткоживущих, но очень горячих голубых звезд. Гравитационное взаимодействие с M82 привело к тому, что между обеими галактики протянулись шлейфы газообразного водорода.
Около 600 миллионов лет назад галактики NGC 4038 и NGC 4039 врезались друг в друга, начав массово обмениваться звездами и галактической материей. Из-за внешнего вида эти галактики прозвали антеннами.
15. Галактика Сомбреро
Галактика Сомбреро - одна из самых популярных среди астрономов-любителей. Название она получила из-за того, что благодаря своему яркому ядру и большой центральной выпуклости выглядит как этот головной убор.
16. 2MASX J16270254 + 4328340
Эта расплывчатая на всех снимках галактика известна под довольно сложным названием 2MASX J16270254 + 4328340. В результате слияния двух галактик образовался "мелкодисперсный туман, состоящий из миллионов звезд". Считается, что этот "туман" медленно рассеивается, поскольку срок жизни галактики истекает.
17. NGC 5793
Не слишком странная (хотя очень красивая) на первый взгляд, спиральная галактика NGC 5793 более известна своим редким явлением: мазерами. Люди знакомы с лазерами, которые излучают свет в видимой области спектра, но мало кто знает о мазерах, которые излучают свет в диапазоне СВЧ.
18. Галактика Треугольника
На фото изображена туманность NGC 604, расположенная в одном из спиральных рукавов галактики Messier 33. Более 200 очень горячих звезд нагревают ионизованный водород в этой туманности, что заставляет его флуоресцировать.
19. NGC 2685
NGC 2685, которую также иногда называют спиральной галактикой, находится в созвездии Большой Медведицы. Будучи одной из первых найденных полярных кольцевых галактик, NGC 2685 имеет внешнее кольцо из газа и звезд, вращающихся вокруг полюсов галактики, что делает ее одной из самых редких разновидностей галактик. Ученые до сих пор не знают, что приводит к образованию этих полярных колец.
20. Messier 94
Messier 94 выглядит как ужасный ураган, который был снят на Земле с орбиты. Эта галактика окружена ярко-голубыми кольцами активно формирующихся звезд.
21. Кластер Пандоры
Формально известная как Abell 2744, эта галактика была прозвана кластером Пандоры из-за целого ряда странных явлений, вытекающих из столкновения нескольких более мелких скоплений галактик. В ней творится настоящий хаос.
22. NGC 5408
То, что больше похоже на снимках на разноцветный праздничный торт, - неправильная галактика в созвездии Центавра. Примечательна она тем, что испускает сверхмощное рентгеновское излучение.
23. Галактика Водоворот
Галактика Водоворот, официально известная как M51a или NGC 5194, достаточно большая и близкая к Млечному пути, чтобы ее можно было бы увидеть на ночном небе даже в бинокль. Она была первой классифицированной спиральной галактикой и представляет особый интерес для ученых благодаря своему взаимодействию с карликовой галактикой NGC 5195.
24. SDSS J1038 + 4849
Скопление галактик SDSS J1038 + 4849 является одним из самых привлекательных кластеров, когда-либо найденных астрономами. Выглядит он как настоящий смайлик в космосе. Глаза и нос являются галактиками, а изогнутая линия "рта" обусловлена воздействием гравитационного линзирования.
25. NGC3314a и NGC3314b
Хотя эти две галактики выглядят как будто они сталкиваются, на самом деле это оптический обман. Между ними десятки миллионов световых лет.