Найдальша галактика. Далекі галактики

Наука

Нещодавно відкритий небесний об'єкт бореться за звання найвіддаленішого від нас космічного об'єкта Всесвіту, що спостерігається, повідомили астрономи. Цим об'єктом є галактика MACS0647-JD, яка розташована за 13,3 мільярди світлових років від Землі.

Всесвіт сам по собі, за припущеннями вчених, має вік 13,7 мільярдів років, тому світло цієї галактики, яке ми можемо бачити сьогодні, є його світлом із самого початку формування космосу.

Вчені спостерігають за об'єктом за допомогою космічних телескопів НАСА "Хаббл"і "Спіцер", і навіть ці спостереження стали можливими з допомогою природної космічної " збільшувальної лінзи " . Ця лінза насправді є величезним скупченням галактик, чия загальна гравітація деформує простір-час, виробляючи так звану гравітаційну лінзу. Коли світло далекої галактики проходить через подібну лінзу на шляху до Землі, воно посилюється.

Ось як виглядає гравітаційна лінза:

"Подібні лінзи здатні так збільшити світло об'єкта, що це не під силу жодному телескопу, створеному людиною, - каже Марк Постман (Marc Postman), астроном з Наукового інститутукосмічний телескоп в Балтіморі. - Без такого збільшення треба докласти титанічних зусиль, щоб розглянути таку далеку галактику.

Нова далека галактика дуже мала, набагато менше, ніж наш Чумацький Шлях- сказали вчені. Цей об'єкт, судячи з світла який дійшов до нас, дуже молодий, він прийшов до нас з епохи, коли Всесвіт сам був насправді ранньому етапісвого розвитку. Їй було лише 420 мільйонів років, що становить 3 відсотки від сучасного віку.

Дрібна галактика має ширину всього 600 світлових років, а як відомо, Чумацький Шлях значно більше - 150 тисяч світлових років завширшки. Астрономи вважають, що галактика MACS0647-JD зрештою злилася з іншими дрібними галактиками, утворивши більшу.

Космічне злиття галактик

"Цей об'єкт можливо є одним із багатьох будівельних блоків якоїсь більшої галактики,– кажуть дослідники. - За наступні 13 мільярдів років він міг пройти через десятки, сотні чи навіть тисячі злиттів з іншими галактиками чи їх фрагментами”.

Астрономи продовжують спостерігати за ще більш далекими об'єктами завдяки тому, що їх техніки та прилади для спостережень удосконалюються. Попереднім об'єктом, який носив звання найдальшої галактики, що спостерігається, була галактика SXDF-NB1006-2, яка розташована від Землі на відстані 12,91 мільярдів світлових років. Цей об'єкт був помічений за допомогою телескопів "Субару"і "Кек"на Гаваях.

На межі галактики

Найдальші космічні об'єктирозташовані так далеко від Землі, що навіть світлові рокиє смішно малим мірилом їхньої віддаленості. Наприклад, найближче до нас космічне тіло – Місяць розташоване всього за 1,28 світлових секунди від нас. Як же уявити відстані, які світловий імпульс не в змозі подолати за сотні тисяч років? Існує думка, що вимірювати такий колосальний простір класичними величинами некоректно, з іншого боку, інших у нас немає.

Найдальша зірка нашої Галактики розташована у напрямку сузір'я Терезів і віддалена від Землі на відстань, яка може подолати світло за 400 тис. років. Зрозуміло, що ця зірка знаходиться у прикордонній межі, в так званій зоні галактичного гало. Адже відстань до цієї зірки приблизно в 4 рази перевищує діаметр уявних просторів нашої Галактики. (Діаметр Чумацького Шляхуоцінюється приблизно у 100 тис. світлових років.)

За межами галактики

Дивно, що найдальшу, досить-таки яскраву зіркувідкрили тільки в наш час, хоч її спостерігали і раніше. З незрозумілих міркувань астрономи не звернули особливої ​​уваги на плямку, що слабо світиться, на зоряному небосхилі і різниться на фотопластинці. Що ж виходить? Люди бачать зірку протягом чверті століття і не помічають її. Нещодавно американськими астрономами з обсерваторії імені Лоуелла була відкрита ще одна з найбільш віддалених зірок у периферійних межах нашої Галактики.

Цю зірку, що вже потьмяніла від «старості», можна пошукати на небосхилі в розташуванні сузір'я Діви, на відстані приблизно 160 тис. світлових років. Подібні відкриття в темних (у прямому та переносному значенні слова) ділянках Чумацького Шляху дозволяють внести важливі коригування при визначенні справжніх значень маси та розмірів нашої зіркової системи у бік їхнього значного збільшення.

Однак навіть самі далекі зіркиу нашій галактиці розташовані відносно близько. Найдальші з відомих науціквазарів розташовані більш ніж у 30 разів далі.

Кваза́р (англ. quasar - скорочення від QUASi stellAR radio source - «квазізоряне радіоджерело») є класом позагалактичних об'єктів, що відрізняються дуже високою світністю і настільки малим кутовим розміром, що протягом декількох років після відкриття їх не вдавалося відрізнити від «точкових джерел» - Зірок.

Нещодавно американські астрономи виявили три квазари, що належать до найстаріших відомих науці об'єктів у Всесвіті. Їхня віддаленість від нашої планети становить понад 13 мільярдів світлових років. Відстані до далеких космічних утворень визначаються за допомогою так званого "червоного зміщення" - зсуву в спектрі випромінювання об'єктів, що швидко рухаються. Чим далі вони знаходяться від Землі, тим швидше, відповідно до сучасних космологічних теорій, вони віддаляються від нашої планети. Попередній рекорд дальності був зафіксований у 2001 році. Червоне усунення виявленого тоді квазара оцінювалося величиною 6.28. Нинішня трійця має усунення 6.4, 6.2 та 6.1.

Темне минуле

Відкриті квазари всього на 5 відсотків "молодші" від Всесвіту. Що було до них, одразу після Великого Вибуху – зафіксувати складно: водень, що утворився через 300 000 років після вибуху, блокує випромінювання ранніх космічних об'єктів. Тільки зростання числа зірок і іонізація водневих хмар, що відбулася, дозволяє розірвати завісу над нашим "темним минулим".

Для отримання та перевірки подібної інформації потрібно спільна роботакількох потужних телескопів. Ключова роль у цій справі належить космічному телескопу Хаббл та цифровому телескопу Слоан, розташованому в обсерваторії Нью-Мексико.

Галактиками називають гравітаційно-пов'язані системи зі зірок, міжзоряного газу, пилу та темної матерії. Діаметр галактик становить від 5 до 250 кілопарсек. Це багато.

Наприклад, діаметр нашої Галактики складає 30 кілопарсек - світло з одного її краю в інший летітиме цілих 100 тисяч років. А ще в ній, як мінімум, 200 мільярдів зірок.

1. Спіральна галактика NGC 4639 з перемичкою у сузір'ї Діва. Знаходиться на відстані понад 70 мільйонів світлових років від Землі. (Фото Reuters | NASA | ESA | Hubble):

2. Туманність Вуаль - величезний і відносно тьмяний залишок наднової. Зірка вибухнула приблизно 5000-8000 років тому, і за цей час туманність покрила на небі область 3 градуси. Відстань до неї оцінюється в 1400 світлових років. (Фото Reuters | NASA | ESA | Hubble):

3. Більше п'ятої частини Всесвіту приховано від нашого погляду пилом та зірками з диска нашої галактики. Багато галактик знаходяться в «зоні уникнення», в області простору, яке, як правило, недоступне для телескопів. Ось так вони можуть виглядати, згідно з уявою художників. (Фото Reuters | ICRAR):

4. Центавр А - одна з найяскравіших і близьких до нас сусідніх галактик, що нас розділяє всього 12 мільйонів світлових років. За яскравістю галактика посідає п'яте місце (після Магелланових Хмар, туманності Андромеди та галактики Трикутника). (Фото Reuters | NASA):

5. Спіральна галактика з перемичкою M83, також відома як Південна Вертушка. Знаходиться на відстані приблизно 15 мільйонів світлових років від нас. У 2014 році астрономи виявили MQ1, яка сама по собі легка, але з великою інтенсивністю поглинає навколишню матерію. (Фото Reuters | NASA):

6. Галактика М 106 у сузір'ї Гончіе Пси. У ядрі розташована надмасивна чорна діра масою 36 мільйонів сонячних мас близько 40 000 астрономічних одиниць. (Фото Reuters | NASA):

7. Частина туманності Тарантул, розташованої у Великій Магеллановій Хмарі. Величезні зірки туманності є потужними джерелами випромінювання, яке видує з міжзоряного газу та пилу гігантські бульбашки. Деякі зі зірок вибухнули надновими, у результаті бульбашки були підсвічені рентгенівським випромінюванням. (Фото Reuters | NASA):

8. Спіральна галактика NGC 1433 з перемичкою в сузір'ї Годинник, що знаходиться на відстані близько 32 мільйонів світлових років від Землі. (Фото Reuters | NASA | ESA | Hubble):

9. Галактика NGC 1566, що знаходиться на відстані близько 40 мільйонів світлових років від Землі у сузір'ї Золотої Риби. (Фото Reuters | NASA | ESA | Hubble):

10. Рентгенівське проміннямолодий надновий в галактиці M83. (Фото Reuters | NASA):

11. Спіральна галактика М94 у сузір'ї Гончих Псів. Галактика примітна тим, що має дві потужні кільцеподібні структури. (Фото Reuters | NASA | ESA):

12. Спіральна галактика NGC 4945 із перемичкою в сузір'ї Центавр. Вона досить схожа на нашу Галактику, проте рентгенівські спостереження показують наявність сейфертовського ядра, що, ймовірно, містить активну надмасивну чорну дірку. (Фото Reuters | NASA):

13. z8 GND 5296 – галактика, виявлена ​​у жовтні 2013 року у сузір'ї Великої Ведмедиці. За попередніми оцінками, світло від цієї галактики сягає Землі приблизно за 13 мільярдів років. Це не знімок, а художнє зображення. (Фото Reuters | NASA | Hubble):

14. Відбивна туманність Голова Відьми (IC 2118) у сузір'ї Ерідана. Ця відбивна туманність дуже своєрідної форми пов'язані з яскравою зіркою Рігель у сузір'ї Оріона. Туманність знаходиться на відстані близько 1000 світлових років від Сонця. (Фото Reuters | NASA):

15. Галактика Соняшник у сузір'ї Гончіе Пси. Знаходиться на відстані 27 мільйонів світлових років. (Фото Reuters | NASA | ESA | Hubble):

16. Ядро спіральної галактики М 61 у сузір'ї Діва. І всього-то в 100 000 світлових років від нас. (Фото Reuters | NASA | ESA | Hubble):

17. Спіральна галактика Феєрверк NGC 6946 з перемичкою, що знаходиться на відстані 22 мільйони світлових років у сузір'ї Лебідь, на кордоні з Цефеєм. (Фото Reuters | NASA):

18. Хмара гарячого газу, температурою багато мільйонів градусів. З'явилося, швидше за все, внаслідок зіткнення карликової галактики і набагато більшої галактики NGC 1232, що у сузір'ї Ерідан. (Фото Reuters | NASA):

19. Галактика NGC 524 у сузір'ї Риби. Від нас світло туди летітиме 90 мільйонів років. (Фото Reuters | NASA | ESA | Hubble):

20. Крабоподібна туманність - газоподібна туманність у сузір'ї Тельця, що є залишком наднової. Розташована з відривом близько 6500 світлових років (2 кпк) від Землі, туманність має діаметр 11 світлових років (3,4 пк) і розширюється зі швидкістю близько 1 500 кілометрів на секунду. У центрі туманності знаходиться пульсар (нейтронна зірка), 28-30 км у діаметрі. (Фото Reuters | NASA | ESA):

У травні 2015 року телескопом «Хаббл» був зафіксований спалах найдальшої, а значить і найстарішої відомої на сьогоднішній день галактики. Випроміненню знадобилося цілих 13,1 млрд. світлових років, щоб досягти Землі та бути зафіксованим нашою апаратурою. За підрахунками вчених, галактика народилася приблизно через 690 млн. років після Великого Вибуху.

Можна було б подумати, що якщо світло від галактики EGS-zs8-1 (а саме таке елегантне ім'я присвоїли їй вчені) летіло до нас 13,1 млрд. років, то і відстань до неї буде такою, що світло пройде за ці 13 1 млрд. років.

Галактика EGS-zs8-1 - найдальша серед усіх виявлених на сьогоднішній день

Але не можна забувати деякі особливості устрою нашого світу, які сильно вплинуть на обчислення відстані. Справа в тому, що всесвіт розширюється, причому робить це з прискоренням. Виходить, поки світло йшло 13,1 млрд. років до нашої планети, простір розширювався все більше і більше, і галактика віддалялася від нас все швидше і швидше. Наочний процес представлений малюнку нижче.

Враховуючи розширення простору, найдальша галактика EGS-zs8-1 зараз знаходиться від нас приблизно в 30,1 млрд. світлових років, що є рекордом серед усіх інших подібних об'єктів. Цікаво, що до певного моменту ми виявимо дедалі більші галактики, світло яких досі не дійшло до нашої планети. Можна впевнено сказати, що рекорд галактики EGS-zs8-1 у майбутньому буде побитий.

Це цікаво: часто виникає неправильне уявлення про розмір всесвіту. Її ширину порівнюють із її віком, що становить 13,79 млрд. років. При цьому не враховується, що всесвіт розширюється із прискоренням. За приблизними підрахунками, діаметр видимого всесвіту становить 93 млрд. світлових років. Але існує і невидима частина всесвіту, подивитися яку нам не вдасться ніколи. Докладніше про розмір всесвіту та невидимі галактики у статті ««.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Всесвіт - страшенно велике місце. Коли ми дивимося на нічне небо, майже все, що видно неозброєному оку, є частиною нашої галактики: зіркою, скупченням зірок, туманністю. За зірками Чумацького Шляху проглядає, наприклад, галактика Трикутника. Ці «острівні світи» ми знаходимо всюди у Всесвіті, куди не глянь, навіть у найтемніших і порожніх клаптиках простору, якщо тільки зуміємо зібрати достатньо світла, щоб заглянути досить глибоко.

Більшість цих галактик настільки далекі, що навіть фотону, що летить на швидкості світла, знадобляться мільйони або мільярди років, щоб подолати міжгалактичний простір. Колись він був випущений поверхнею далекої зірки, а тепер він нарешті дістався нас. І хоча швидкість 299 792 458 метрів за секунду здається неймовірною, той факт, що ми пройшли всього 13,8 мільярда років з часів Великого Вибуху, означає, що відстань, яку подолало світло, все ж таки звичайно.

Ви, напевно, думаєте, що найдальша галактика від нас має бути не далі, ніж за 13,8 мільярда світлових років від нас, але це було б помилкою. Чи бачите, крім того, що світло рухається з кінцевою швидкістю через Всесвіт, є й інший, менш очевидний факт: тканина самого Всесвіту розширюється з часом.

Рішення загальної теоріївідносності, які взагалі виключали таку можливість, з'явилися в 1920 році, але спостереження, які прийшли пізніше - і показали, що відстань між галактиками збільшується, - дозволили нам не тільки підтвердити розширення Всесвіту, але навіть виміряти темп розширення і як він змінювався з часом . Галактики, які ми бачимо сьогодні, були набагато далі від нас, коли вперше випустили світло, яке ми отримали сьогодні.

Галактика EGS8p7 в даний час є рекордсменом віддаленості. З виміряним червоним зміщенням у 8,63, наша реконструкція Всесвіту підказує нам, що світлі цієї галактики знадобилося 13,24 мільярда років, щоб дістатися до нас. Ще трохи математики, і ми виявимо, що бачимо цей об'єкт, коли Всесвіту було всього 573 мільйони років, всього 4% від його поточного віку.

Але оскільки Всесвіт розширювався весь цей час, ця галактика знаходиться не за 13,24 мільярда світлових років від нас; насправді, вона вже 30,35 мільярда світлових років. І не варто забувати: якби ми могли миттєво відправити сигнал із цієї галактики до нас, він покрив би відстань у 30,35 мільярда світлових років. Але якщо ви натомість відправите фотон із цієї галактики до нас, то завдяки темній енергії та розширенню тканини простору він ніколи нас не досягне. Ця галактика вже пішла. Єдина причина, через яку ми можемо її спостерігати за допомогою телескопів Кека і Хаббла, полягає в тому, що нейтральний газ, що блокує світло, у напрямку цієї галактики виявився досить рідкісним.

Дзеркало Хаббла в порівнянні з дзеркалом Джеймса Вебба

Але не думайте, що ця галактика найдальша з найдальших галактик, які ми колись побачимо. Ми бачимо галактики на такій відстані настільки, наскільки нам дозволяє наше обладнання і Всесвіт: чим менше нейтрального газу, чим більше і яскравіше галактика, чим чутливіший наш інструмент, тим далі ми бачимо. Через кілька років космічний телескоп Джеймса Вебба зможе зазирнути ще далі, оскільки буде здатний вловлювати світло більшої довжини хвилі (і, отже, з великим червоним зміщенням), зможе бачити світло, яке не блокується нейтральним газом, зможе бачити тьмяніші галактики, ніж наші сучасні телескопи (Хаббл, Спітцер, Кек).

Теоретично найперші галактики повинні з'явитися з червоним усуненням в 15-20.