Žemės vieta visatoje. Žemė kaip planeta, žemės vieta visatoje
Visi žmonės, giedrą naktį žvelgdami į žvaigždėtą dangų, patiria prieštaringus jausmus. Visos problemos paprastas žmogus pradedama vertinti kaip nereikšmingus, ir kiekvienas pradeda galvoti apie savo egzistavimo prasmę. Naktinis dangus atrodo nepaprastai didžiulis, tačiau iš tikrųjų matome tik artimiausią apylinkę.
Tai yra Žemė. Čia mes gyvename.
Ir čia mes esame mūsų saulės sistemoje.
Mastelio atstumas tarp Žemės ir Mėnulio. Neatrodo per didelis, tiesa?
Vis dėlto verta pagalvoti dar kartą. Per šį atstumą galite įdėti
visos mūsų saulės sistemos planetos, gražios ir tvarkingos.
Bet Žemės dydis (na, šešios žemės), palyginti su Saturnu.
Jei mūsų planetoje būtų tokie žiedai kaip Saturnas, jie atrodytų taip.
Tarp mūsų planetų yra daugybė kometų.
Štai kaip vienas iš jų atrodo lyginant su Los Andželu.
Bet tai vis tiek yra niekas, palyginti su mūsų Saule. Tiesiog pažiūrėk.
Taip atrodome iš Marso.
Žvelgiant iš už Saturno žiedų.
Taip atrodo mūsų planeta iš Saulės sistemos krašto.
Žemės ir Saulės mastelių palyginimas. Tai baisu, ar ne?
O štai ta pati Saulė iš Marso paviršiaus.
Bet tai nieko. Jie sako, kad kosmose yra daugiau žvaigždžių nei smėlio grūdelių visuose Žemės paplūdimiuose.
Ir yra žvaigždžių, daug didesnių už mūsų mažąją Saulę. Tiesiog pažiūrėkite, koks jis mažas, palyginti su žvaigžde Canis Major žvaigždyne.
Tačiau nė vienas iš jų negali būti lyginamas su galaktikos dydžiu.
Jei sumažinsite Saulę iki baltųjų kraujo kūnelių dydžio ir sumažinsite
tokiu pačiu santykiu Paukščių Tako galaktika būtų JAV dydžio.
Paukščių takas yra didžiulis. Mes kažkur čia.
Bet tai viskas, ką galime pamatyti.
Tačiau net mūsų galaktika yra trumpa, palyginti su kai kuriomis kitomis. Štai Paukščių Takas, palyginti su IC 1011.
Tiesiog pagalvok apie viską, kas ten gali būti.
Eikime toliau. Šiame Hablo paveiksle yra tūkstančiai galaktikų, kurių kiekvienoje yra milijonai žvaigždžių, kurių kiekviena turi savo planetas.
Tik turėkite omenyje – labai mažos visatos dalies iliustracija.
Maža dalis naktinio dangaus.
Ir visai įmanoma manyti, kad ten yra juodųjų skylių.
Štai koks juodosios skylės dydis, lyginant su Žemės orbita, tik dėl malonumo
Taigi, jei kada nors nusiminsite, kad praleidote
tavo mėgstamiausia TV laida... tik prisimink...
Tai jūsų namai
Tai jūsų namai saulės sistemos mastu
Ir taip atsitiks, jei sumažinsite vaizdą.
Tęskime...
Ir dar šiek tiek...
Tai beveik...
Ir štai. Tai viskas, kas yra stebimoje Visatoje.
Ir čia mūsų vieta joje. Tiesiog mažytė skruzdėlė milžiniškame stiklainyje
Ar žinote, kad mums pasisekė gimti ne tik žvaigždės „gyvybės zonoje“, bet ir visoje galaktikoje?
Kaip atrodo kitos žvaigždės iš išorės Ir mes jau sakėme, bet kaip išorinis stebėtojas pamatytų mūsų saulės sistemą ir mūsų žvaigždę-Saulę?
Sprendžiant iš supančios kosminės erdvės analizės, saulės sistemašiuo metu juda per vietinę, daugiausia susidedančią iš vandenilio ir šiek tiek helio. Manoma, kad šis vietinis tarpžvaigždinis debesis tęsiasi 30 šviesmečių atstumu, o tai kilometrais yra maždaug 180 milijonų km.
Savo ruožtu „mūsų“ debesis yra pailgo dujų debesyje, vadinamajame vietinis burbulas, kurią sudarė senovės supernovų dalelės. Burbulas tęsiasi daugiau nei 300 šviesmečių ir yra vienos iš spiralės pečių vidiniame krašte.
Tačiau, kaip sakiau anksčiau, mūsų tiksli padėtis Paukščių Tako atšakų atžvilgiu mums nežinoma – kad ir ką sakytume, tiesiog neturime galimybės pažvelgti į tai iš šalies ir įvertinti situacijos.
Ką daryti: jei beveik bet kurioje planetos vietoje galite pakankamai tiksliai nustatyti savo vietą, tai jei susiduriate su galaktikos svarstyklėmis, tai neįmanoma - mūsų galaktikos skersmuo yra 100 tūkstančių šviesmečių. Net tiriant mus supančią kosminę erdvę, daug kas lieka neaišku.
Jei naudosime tarpgalaktinę padėties nustatymo sistemą, tikriausiai atsidursime tarp Paukščių Tako viršaus ir apačios bei pusiaukelėje tarp galaktikos centro ir išorinio krašto. Remiantis viena hipoteze, mes apsigyvenome gana „prestižinėje“ galaktikos srityje.
Yra prielaida, kad tam tikru atstumu nuo galaktikos centro išsidėsčiusios žvaigždės yra vadinamojoje. gyvenamoji zona, tai yra ten, kur teoriškai įmanomas gyvenimas. Ir gyvybė įmanoma tik tinkamoje vietoje su tinkama temperatūra - planetoje, esančioje tokiu atstumu nuo žvaigždės, kad joje skystas vanduo. Tik tada gyvybė gali atsirasti ir vystytis. Apskritai gyvenamoji zona tęsiasi 13–35 tūkstančius metų nuo Paukščių Tako centro. Atsižvelgiant į tai, kad mūsų saulės sistema yra 20–29 šviesmečių atstumu nuo galaktikos šerdies, mes esame „gyvenimo optimalumo“ viduryje.
Tačiau šiuo metu Saulės sistema iš tiesų yra labai ramus kosmoso „regionas“. Sistemos planetos susiformavo seniai, „klaidžiojančios“ planetos arba atsitrenkė į savo kaimynus, arba dingo už mūsų žvaigždžių namų, o asteroidų ir meteoritų skaičius gerokai sumažėjo, palyginti su chaosu, kuris tvyrojo maždaug prieš 4 milijardus metų.
Manome, kad ankstyvosios žvaigždės susidarė tik iš vandenilio ir helio. Tačiau kadangi žvaigždės yra savotiškos žvaigždės, laikui bėgant susiformavo sunkesni elementai. Tai nepaprastai svarbu, nes kai žvaigždės miršta ir sprogsta, . Jų liekanos tampa statybine medžiaga sunkesniems elementams ir savotiškoms galaktikos sėkloms. Iš kur dar jie būtų, jei ne iš „kalvių“ cheminiai elementai„Esate žvaigždžių gelmėse?
Pavyzdžiui, anglis mūsų ląstelėse, deguonis plaučiuose, kalcis kauluose, geležis kraujyje – visa tai yra tie patys sunkieji elementai.
Negyvenamoje zonoje procesų, lėmusių gyvybės atsiradimą Žemėje, matyt, nebuvo. Arčiau galaktikos krašto sprogo mažiau masyvių žvaigždžių, o tai reiškia, kad buvo išmetama mažiau sunkiųjų elementų. Toliau galaktikoje nerasite tokių gyvybei svarbių elementų atomų kaip deguonis, anglis, azotas. Gyvenamajai zonai būdingas šių sunkesnių atomų buvimas, o už jos ribų gyvenimas tiesiog neįmanomas.
Jei tolimiausia galaktikos dalis yra „bloga sritis“, tada jos centrinė dalis yra dar blogesnė. Ir kuo arčiau galaktikos šerdies, tuo jis pavojingesnis. Koperniko laikais tikėjome, kad esame Visatos centre. Atrodo, kad po visko, ką sužinojome apie dangų, nusprendėme, kad esame galaktikos centre. Dabar, kai žinome dar daugiau, suprantame, kaip galime pasisekė būti ne centre.
Pačiame Paukščių Tako centre yra didžiulės masės objektas - Šaulys A, juodoji skylė apie 14 milijonų km skersmens, jo masė yra 3700 kartų didesnė už mūsų Saulės masę. Juodoji skylė galaktikos centre skleidžia galingą radijo bangą, kurios pakanka sudeginti visas žinomas gyvybės formas. Taigi neįmanoma prie jos priartėti. Yra ir kitų galaktikos regionų, kurie yra netinkami gyventi. Pavyzdžiui, dėl stipriausios spinduliuotės.
O tipo žvaigždės– tai daug karštesni už Saulę, 10–15 kartų už ją didesni milžinai, į kosmosą skleidžiantys milžiniškas ultravioletinės spinduliuotės dozes. Viskas žūva po tokios žvaigždės spinduliais. Tokios žvaigždės sugeba sunaikinti planetas net nebaigusios formuotis. Jų spinduliavimas yra toks didelis, kad tiesiog nuplėšia medžiagą nuo besiformuojančių planetų ir planetų sistemos, ir tiesiogine prasme išplėšia planetas iš orbitos.
O tipo žvaigždės yra tikros „mirties žvaigždės“. 10 ar daugiau šviesmečių spinduliu nuo jų gyvybė neįmanoma.
Taigi mūsų galaktikos kampas yra tarsi žydintis sodas tarp dykumos ir vandenyno. Turime visus gyvenimui reikalingus elementus. Mūsų rajone pagrindinis barjeras nuo kosminių spindulių yra Saulės magnetinis laukas, o Žemės magnetinis laukas saugo mus nuo Saulės spinduliuotės. Saulės magnetinis laukas yra atsakingas už saulės vėjas, kuri yra apsauga nuo bėdų, kurios mus užklumpa iš Saulės sistemos pakraščio. Magnetinis Saulės laukas sukasi saulės vėją, kuris yra įkrautas protonų ir elektronų srautas, sklindantis iš Saulės milijono kilometrų per valandą greičiu.
Saulės vėjas neša magnetinį lauką tris kartus didesniu atstumu nei Neptūno orbita. Tačiau po milijardo kilometrų, vietoje, vadinamoje heliopauzė, saulės vėjas nudžiūsta ir beveik išnyksta. Sulėtėjęs, jis nustoja būti kliūtimi kosminiams spinduliams iš tarpžvaigždinės erdvės. Ši vieta yra siena heliosfera.
Jei heliosferos nebūtų, kosminiai spinduliai netrukdomi prasiskverbtų į mūsų saulės sistemą. Heliosfera veikia kaip narvas nardymui su rykliais, tik vietoj ryklių yra radiacija, o vietoj nardytojo – mūsų planeta.
Kai kurie kosminiai spinduliai prasiskverbia pro barjerą. Bet jie pralaimi dauguma savo jėgų. Anksčiau manėme, kad heliosfera yra elegantiškas barjeras, panašus į sulankstytą užuolaidą magnetinis laukas. Kol nebuvo gauti duomenys iš Voyager 1 ir Voyager 2, paleistų 1997 m. XXI amžiaus pradžioje buvo apdorojami prietaisų duomenys. Paaiškėjo, kad magnetinis laukas ties heliosferos riba yra kažkas panašaus į magnetines putas, kurių kiekvienas burbulas yra apie 100 milijonų km pločio. Esame įpratę manyti, kad lauko paviršius yra ištisinis, sukuriantis patikimą barjerą. Bet, kaip paaiškėjo, jis susideda iš burbulų ir raštų.
Kai tyrinėjame savo galaktikos aplinką, dulkės ir dujos trukdo mūsų gebėjimui išsamiau ištirti objektus. Už ilga istorija Iš savo pastebėjimų sužinojome štai ką. Kai plika akimi ar teleskopu apžiūrime naktinį dangų, matomoje spektro dalyje matome daug. Bet tai tik dalis to, kas iš tikrųjų yra. Kai kurie teleskopai gali matyti pro kosmines dulkes infraraudonųjų spindulių matymas.
Žvaigždės yra labai karštos, bet yra paslėptos dulkių lukštuose. Ir mes galime juos stebėti infraraudonųjų spindulių teleskopu. Objektai gali būti skaidrūs arba nepermatomi, priklausomai nuo šviesos bangų, ty šviesos, kuri gali arba negali praeiti pro juos. Jei kažkas panašaus į dujas ar kosminės dulkės tampa tarp stebėjimo objekto ir teleskopo, galite pereiti į kitą spektro dalį, kur šviesos bangos turės skirtingą dažnį. Tokiu atveju ši kliūtis gali tapti matoma.
Apsiginklavę infraraudonųjų spindulių ir kitais prietaisais, aplink mus atradome daug erdvės kaimynų, kurių egzistavimo neįtarėme. Yra daugybė instrumentų, skirtų stebėti kosminius kūnus, žvaigždes skirtingos dalys spektras
Aplink mus atradę daug naujų kosminių kūnų, susimąstome, kaip jie elgiasi, kaip paveikė Žemę gyvybės Žemėje atsiradimo metu. Kai kurie iš jų yra „geri kaimynai“, tai yra, jie elgiasi nuspėjamai ir juda nuspėjama trajektorija. „Blogi kaimynai“ yra nenuspėjami. Tai gali būti mirštančios žvaigždės sprogimas arba susidūrimas, kurio skeveldros skris mūsų link.
Kai kurie mūsų kaimynai senovėje galėjo atnešti mums „dovaną“, kuri viską pakeitė. Kai mūsų Žemė baigė formuotis ir atvėso, paviršius vis dar buvo labai karštas. Ir kadangi vanduo tiesiog išgaravo, jį į Žemę vėl galėjo atnešti daugybė kometų ar asteroidų. Yra daug teorijų apie tai, kaip mes galime gauti vandens.
Anot vieno iš jų, vandenį galėjo atnešti lediniai kūnai, patekę į Saulės sistemą iš išorės arba išlikę susiformavus Saulei ir planetoms. Remiantis viena iš naujausių teorijų, maždaug prieš 4 milijonus metų sunkiųjų dujų milžino Jupiterio gravitacija siųsdavo ledinius asteroidus Marso, Žemės ir Veneros link. Tačiau tik Žemėje ledas galėjo prasiskverbti į mantiją. Vanduo suminkštino Žemę ir inicijavo plokščių tektonikos procesą, dėl kurio atsirado žemynai ir vandenynai.
Kaip vandenynuose atsirado gyvybė? Gali prireikti organiniai junginiai pataikė į juos iš kosmoso? Kai kuriuose meteorituose, vadinamuose anglies samanomis, mokslininkai aptiko organinių junginių, galinčių prisidėti prie gyvybės Žemėje vystymosi. Šie junginiai yra panašūs į tuos, kurie buvo surinkti iš Antarkties meteoritų, tarpžvaigždinių dulkių mėginių ir kometų fragmentų, kuriuos NASA gavo iš žvaigždžių dulkių 2005 m.
Gyvybės kilmė – ilga organinių junginių reakcijų grandinė. Visuose organiniuose junginiuose yra anglies ir gali būti, kad skirtingos aplinkybės lėmė skirtingų organinių junginių susidarymą. Kai kurie gali susidaryti čia, planetoje, o kiti - kosmose. Visai įmanoma, kad be šių tarpgalaktinių mūsų kaimynų dovanų gyvybė Žemėje niekada nebūtų atsiradusi.
Tačiau yra ir nenuspėjamų kaimynų. Pavyzdžiui, žvaigždė yra oranžinė nykštukė Gliese 710. Ši žvaigždė yra 60% masyvesnė už Saulę, šiuo metu yra tik 63 šviesmečiai nuo Žemės ir toliau artėja prie Saulės sistemos.
Oorto debesis yra didžiulė sušalusių uolienų ir ledo blokų sfera, supanti Saulės sistemą (centre). Kometų ir klajojančių meteoritų šaltinis „iš išorės“ mūsų sistemoje
Taip pat 1 atstumu šviesmečiai iš Žemės yra vadinamasis Oorto debesis. Galime stebėti kometas iš Oorto debesies, jei jos praskrieja pakankamai arti Saulės, tačiau dažniausiai taip nėra ir mes jų nematome.
Taip pat yra tiesiog „keisti kaimynai“. Viena iš jų (tiksliau, visa šeima) – Kentauro žvaigždyno žvaigždės.
Žvaigždė Alfa Kentauro, ryškiausia žvaigždė Kentauro žvaigždyne, mums yra trečia pagal ryškumą žvaigždė naktiniame danguje. Ji yra mūsų artimiausia kaimynė, esanti 4 šviesmečių atstumu nuo mūsų. Iki XX amžiaus buvo manoma, kad tai yra dviguba žvaigždė, tačiau vėliau paaiškėjo, kad mes stebime ne ką daugiau, o tik trijų žvaigždžių sistemą, besisukančią viena aplink kitą vienu metu!
Alfa Kentauro A yra labai panaši į mūsų Saulę, o jos masė yra tokia pati. Alpha Centauri B yra šiek tiek mažesnė, o trečioji žvaigždė Proxima Centrauri yra M tipo žvaigždė, kurios masė sudaro apie 12% Saulės masės. Jis toks mažas, kad negalime jo stebėti plika akimi.
Pasirodo, daugelis kitų mūsų kaimyninių žvaigždžių taip pat turi kelias sistemas. Sirijus, esantis maždaug už 8,5 šviesmečio, yra žinomas kaip vienas labiausiai ryškios žvaigždės danguje taip pat yra dviguba žvaigždė. Dauguma žvaigždžių yra mažesnės už mūsų Saulę ir dažnai yra dvejetainės. Taigi mūsų vienintelė Saulė yra taisyklės išimtis.
Dauguma aplinkinių žvaigždžių yra raudonos arba rudos nykštukės. Raudonosios nykštukės sudaro iki 70% visų žvaigždžių ne tik mūsų galaktikoje, bet ir Visatoje. Esame pripratę prie savo Saulės, mums tai atrodo standartas, bet raudonųjų nykštukų yra kur kas daugiau.
Iki 1990 metų nebuvome tikri, ar tarp kaimynų yra rudųjų nykštukų. Šie kosminiai objektai irgi unikalūs – ne visai žvaigždės, bet ir ne planetos, o jų spalva visai ne ruda.
Rudosios nykštukės yra vienos paslaptingiausių mūsų saulės sistemos gyventojų, nes jos iš tiesų labai šaltos ir labai tamsios. Jie skleidžia mažai šviesos, todėl juos labai sunku stebėti. 2011 m. vienas iš NASA plataus lauko infraraudonųjų spindulių tyrinėtojų teleskopų, esantis kažkur 9–40 šviesmečių atstumu nuo Žemės, aptiko daug rudųjų nykštukų, kurių paviršiaus temperatūra kažkada buvo laikoma neįmanoma. Kai kurie iš šių rudųjų nykštukų yra tokie šaunūs, kad net galite juos paliesti. Jų paviršiaus temperatūra tik 26°C. Žvaigždės kambario temperatūroje – kad ir ką matote visatoje!
Tačiau už mūsų „vietinio burbulo“ yra ne tik žvaigždės, bet ir planetos, tiksliau egzoplanetos- tai yra, nesisuka aplink Saulę. Tokių planetų atradimas yra nepaprastai sunkus įvykis. Tai tarsi žiūrėti vieną lemputę Las Vegase naktį! Tiesą sakant, mes net nematome šių planetų, o tik spėjame apie jas, kai Keplerio teleskopas, stebintis žvaigždžių ryškumo pokyčius, užfiksuoja nežymų žvaigždės ryškumo pokytį, kai viena iš egzoplanetų praskrieja per jos diską. .
Kiek mums žinoma, mūsų artimiausias egzoplanetinis kaimynas tiesiogine prasme yra „gatve“ nuo mūsų, „tik“ už 10 šviesmečių ir skrieja aplink oranžinę žvaigždę Epsiloną Eridani. Tačiau egzoplaneta labiau primena Jupiterį nei Žemę, nes tai didžiulis dujų milžinas. Tačiau turint omenyje, kad nuo pirmųjų egzoplanetų atradimų praėjo mažiau nei du dešimtmečiai, kas žino, kas mūsų laukia toliau.
2011 m. astronomai mūsų rajone atrado naujo tipo planetą - benamių planetų. Pasirodo, kad yra planetų, kurios neskrieja aplink savo pirminę žvaigždę. Jie pradėjo savo gyvenimą kaip ir visos kitos planetos, tačiau dėl vienokių ar kitokių priežasčių jie buvo išstumti iš savo orbitos, paliko saulės sistemas ir dabar be tikslo klajoja po galaktiką, neturėdami galimybės grįžti namo. Tai stebina, tačiau tokio tipo planetoms pavadinti reikės naujo apibrėžimo, skirto planetoms, kurios egzistuoja už savo pagrindinių žvaigždžių gravitacinės traukos ribų.
Tačiau horizonte šmėžuoja pora įvykių, galinčių tapti tikra sensacija net ir kosminiu mastu.
Didelio masto Visatos struktūra primena venų ir skaidulų sistemą, atskirtą tuštumų
Didelio masto Visatos struktūra yra kosmologinis terminas, reiškiantis didžiausios medžiagos pasiskirstymo Visatoje struktūrą.
Pavyzdys paprasčiausia struktūra kosminėje erdvėje yra planetų ir palydovų sistema. Be dviejų arčiausiai Saulės esančių planetų (Merkurijaus ir Veneros), visos likusios turi savo palydovą, o dažniausiai net ne vieną. Jei Žemę lydi tik Mėnulis, tai aplink Jupiterį sukasi ištisos planetos, nors kai kurios jų yra gana mažos. Tačiau kartu su savo palydovais Saulės sistemos planetos sukasi aplink saulę, sudarydamos vadinamąją planetų sistemą.
Stebėjimų metu astronomai nustatė, kad dauguma kitų žvaigždžių taip pat yra planetų sistemų dalis. Tuo pačiu metu patys šviestuvai taip pat dažnai sudaro sistemas ir spiečius, kurie vadinami žvaigždiniais. Remiantis turimais duomenimis, vyraujanti žvaigždžių dalis yra , arba su šviestuvų skaičiaus kartotiniais. Šiuo atžvilgiu mūsų Saulė laikoma netipiška, nes ji neturi poros
Jei apsvarstysime aplinkinę erdvę didesniu mastu, paaiškės, kad visos žvaigždžių spiečiai kartu su jų planetų sistemomis sudaro žvaigždžių salą, vadinamąją.
Visatos sandaros tyrimo istorija
Didelio masto Visatos struktūros idėją pirmasis pagalvojo puikus astronomas Williamas Herschelis. Būtent jis padarė tokius atradimus kaip Urano planetos ir dviejų jos palydovų, dviejų Saturno palydovų atradimas, infraraudonosios spinduliuotės atradimas ir Saulės sistemos per kosmosą idėja. Savarankiškai sukonstravęs teleskopą ir atlikęs stebėjimus, jis atliko įvairaus ryškumo šviestuvų tūrinius skaičiavimus tam tikrose dangaus vietose ir priėjo prie išvados, kad kosminėje erdvėje yra labai daug žvaigždžių salų.
Vėliau, XX amžiaus pradžioje, amerikiečių kosmologas Edvinas Hablas sugebėjo įrodyti, kad kai kurie ūkai priklauso kitoms struktūroms nei Paukščių Takas. Tai yra, buvo patikimai žinoma, kad įvairios žvaigždžių spiečiai egzistuoja ir už mūsų galaktikos ribų. Tyrimai šia kryptimi netrukus labai išplėtė mūsų supratimą apie Visatą. Paaiškėjo, kad, be Paukščių Tako, kosmose yra dar dešimtys tūkstančių galaktikų. Bandydami sudaryti supaprastintą matomos Visatos žemėlapį, mokslininkai susidūrė su nuostabiu faktu, kad galaktikos erdvėje sudaro kitas neįsivaizduojamo dydžio struktūras.
Laikui bėgant mokslininkai išsiaiškino, kad vienišos galaktikos yra gana retas reiškinys Visatoje. Didžioji dauguma galaktikų sudaro didelio masto spiečius, kurie gali būti įvairių formų ir apimti dvi galaktikas arba jų kartotines, iki kelių tūkstančių. Be didžiulių žvaigždžių salų, šios masyvios žvaigždžių struktūros taip pat apima dujų sankaupas, įkaitintas iki aukšta temperatūra. Nepaisant labai mažo tankio (tūkstančius kartų mažiau nei Saulės atmosferoje), šių dujų masė gali gerokai viršyti bendrą visų žvaigždžių masę kai kuriose galaktikų populiacijose.
Stebėjimų ir skaičiavimų rezultatai paskatino mokslininkus suprasti, kad galaktikų spiečiai gali sudaryti ir kitas didesnes struktūras. Po to iškilo du intriguojantys klausimai: jei pati galaktika, sudėtinga struktūra, yra kokios nors didesnės struktūros dalis, ar ši struktūra gali būti dar didesnės struktūros dalis? Ir galų gale, ar tokiai hierarchinei struktūrai yra ribos, kai kiekviena sistema yra kitos dalis?
Teigiamą atsakymą į pirmąjį klausimą patvirtina galaktikų superspiečius, kurie savo ruožtu išauga už galaktikos gijų arba kitaip vadinamų „sienomis“. Jų storis vidutiniškai yra apie 10 milijonų šviesų. metų, o ilgis – 160 – 260 milijonų šviesmečių. Tačiau atsakant į antrąjį klausimą, reikia pastebėti, kad galaktikų superspiečiai nėra kažkokia izoliuota struktūra, o tik tankesnės galaktikos sienų atkarpos. Todėl šiandien mokslininkai įsitikinę, kad būtent galaktikos gijos (sienos), didžiausios kosminės struktūros, sujungtos su tuštuma (tuščia erdvė be žvaigždžių spiečių), sudaro pluoštinę arba ląstelinę Visatos struktūrą.
Žemės padėtis Visatoje
Šiek tiek nukrypdami nuo temos, nurodykime mūsų planetos padėtį tokioje sudėtingoje struktūroje:
- Planetų sistema: Saulė
- Vietinis tarpžvaigždinis debesis
- Oriono galaktikos ranka
- Galaktika: Paukščių Takas
- Galaktikos spiečius:
- Galaktikų superspiečius: vietinis superspiečius (Mergelė)
- Galaktikos superspiečius: Laniakea
- Siena: Žuvų ir Cetus superspiečių kompleksas
Šiuolaikinių tyrimų rezultatai teigia, kad Visata susideda iš mažiausiai 200 milijardų galaktikų. Galaktikos sienos pagal savo prigimtį yra gana plokščios ir sudaro Visatos „ląstelių“ sienas, o jų susikirtimo vietos sudaro galaktikų superspiečius. Šių ląstelių centre yra tuštumos (angliškai void – tuštuma).
Mokslininkų suformuoto trimačio galaktikų pasiskirstymo modelio analizė rodo, kad ląstelių struktūra bet kuria kryptimi stebima daugiau nei milijardo šviesmečių atstumu. Ši informacija rodo, kad kelių šimtų milijonų šviesmečių skalėje bet kuris Visatos fragmentas turės beveik tiek pat medžiagos. Ir tai įrodo, kad nurodytomis mastelėmis Visata yra vienalytė.
Didelio masto Visatos struktūros atsiradimo priežastys
Nepaisant tokių didelio masto struktūrų kaip galaktikos sienos ir gijos, galaktikų sankaupos vis dar laikomos didžiausiomis stabiliomis struktūromis. Faktas yra tas, kad žinomas Visatos plėtimasis palaipsniui ištempia bet kokių objektų struktūrą, ir tik gravitacija gali kovoti su šia jėga. Stebėjus spiečius ir superspiečius, buvo aptiktas toks stulbinantis efektas kaip „ “. Tai yra, spinduliai, einantys per tarpžvaigždinę erdvę, yra sulenkti, o tai rodo, kad joje yra didžiulė nematoma, paslėpta masė. Jis gali priklausyti įvairiems nepastebimiems kosminiai kūnai, tačiau tokiam mastui greičiausiai priklauso
Einšteino kryžius – gravitacinis lęšis kvazaras
Remdamiesi beveik vienalyte, mokslininkai įsitikinę, kad materija Visatoje turėtų būti pasiskirstyta tolygiai. Tačiau gravitacijos ypatumas yra tas, kad ji linkusi traukti bet kokias fizines daleles į tankias struktūras, taip pažeisdama homogeniškumą. Taigi, po kurio laiko Didysis sprogimas nedideli materijos pasiskirstymo erdvėje nehomogeniškumas ėmė vis labiau telktis į tam tikras struktūras. Didėjanti jų gravitacija (dėl masės vienam tūriui padidėjimo) palaipsniui sulėtino plėtimąsi, kol visiškai sustabdė. Be to, kai kuriose vietose plėtimasis virto suspaudimu, kuris tapo galaktikų ir galaktikų spiečių susidarymo priežastimi.
Šis modelis buvo išbandytas naudojant kompiuterinius skaičiavimus. Atsižvelgdamas į labai nereikšmingus kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės homogeniškumo svyravimus (virpesius, nuokrypius), kompiuteris apskaičiavo, kad tie patys nedideli svyravimai po Didžiojo sprogimo gravitacijos pagalba galėjo sukelti galaktikų spiečius ir ląsteles. didelio masto Visatos struktūra.
Mes gyvename planetoje Žemė. Tai yra dalis Saulės sistema, kuri apima centrinę žvaigždę – Saulę ir visus aplink ją besisukančius natūralius kosmoso objektus. Saulės masė 333 tūkstančius kartų didesnė už Žemės (Žemės masė 5,97219 × 10 24 kg). Vidutinis atstumas nuo Žemės iki Saulės yra apie 149,6 milijono km (1 AU – astronominis vienetas). Žemė yra trečioji planeta nuo Saulės.
Saulės sistemos masė yra 1,0014 saulės masės. Saulės sistema sukasi aplink Galaktikos centrą 220 km/s greičiu 27000 ± 1000 šviesos atstumu. metų nuo jo. Visą revoliuciją jis užbaigia per 225–250 milijonų metų.
Arčiausiai mūsų planetų sistemos esančios žvaigždės yra Proksima (4,22 šviesmečio), Alfa Kentauro A ir B (4,37 šviesmečio). Artimiausia planetų sistema yra Alfa Kentauro (4,37 šviesmečio).
Saulės sistema yra spiralinėje galaktikoje su juosta (juosta) - Paukščių Takas. Pagrindiniame Paukščių Tako diske yra apie 100-120 tūkstančių šviesos. metų skersmens ir apie 250-300 tūkst. metų aplink perimetrą. Už galaktikos šerdies Paukščių Tako storis yra maždaug 1 tūkstantis šviesmečių. metų.
Paukščių Tako aureolė tęsiasi daug už Galaktikos dydžio, tačiau ją riboja dviejų palydovinių galaktikų orbitos: Didžiojo ir Mažojo Magelano debesų, kurių atstumas yra apie 180 tūkstančių šviesmečių. metų.
Paukščių Tako masė yra apie 5,8 x 10 11 Saulės masių. Jame yra 200–400 milijardų žvaigždžių. Tik 0,0001% visų Galaktikos žvaigždžių yra įtrauktos į sąrašą ir įtrauktos į katalogus. Juodųjų skylių, kurių masė daugiau nei trisdešimt kartų didesnė už mūsų Saulės masę, skaičius yra keli milijonai.
Galaktikos centre yra supermasyvi juodoji skylė, kurios masė yra apie 4,3 milijono saulės masių. Aplink ją sukasi mažesnė juodoji skylė (kurios masė 1-10 tūkst. Saulės masių) ir keli tūkstančiai santykinai mažesnių. Centriniams Galaktikos regionams būdinga stipri žvaigždžių koncentracija. Atstumai tarp žvaigždžių yra dešimtis ir šimtus kartų mažesni nei Saulės apylinkėse. Galaktikos tilto ilgis yra apie 27 tūkst. šviesmečių. metų. Jį daugiausia sudaro raudonos žvaigždės, kurios laikomos labai senomis.
Mūsų galaktika turi labai gerai išvystytą spiralinę struktūrą. Vienas iš labiausiai pastebimų darinių yra spiralinės šakos (arba rankos). Jauniausios žvaigždės daugiausia susitelkusios palei rankas. Manoma, kad Paukščių Takas turi keturias pagrindines spiralines atšakas, kilusias iš galaktikos centro. Be jų, yra ir kitų. Tarp jų Oriono rankovė kurioje yra mūsų saulės sistema. Jo storis yra maždaug 3,5 tūkst. šviesos. metų, o ilgis – maždaug 10 tūkstančių Šv. metų. „Orion Arm“ saulės sistema yra netoli vidinio krašto.
Paukščių Takas kartu su Andromedos galaktika, Trikampio galaktika ir daugybe kitų galaktikų sudaro Vietinė galaktikų grupė. Jį sudaro daugiau nei 54 galaktikos. Vietinės grupės masės centras yra maždaug ant linijos, jungiančios Paukščių Taką ir Andromedos galaktiką. Vietinės grupės skersmuo yra 10 milijonų šviesos. metų (3,1 megaparseko). Bendra masė yra 1,29±0,14×10 12 saulės masių.
Vietinę grupę galima suskirstyti į keletą pogrupių:
- Paukščių Tako pogrupis (sudarytas iš milžiniškos spiralinės Paukščių Tako galaktikos ir 14 žinomų jos palydovų, kurie yra nykštukinės ir dažniausiai netaisyklingos galaktikos);
— Andromedos pogrupis (sudarytas iš milžiniškos spiralinės Andromedos galaktikos ir 33 žinomų jos palydovų, kurie taip pat daugiausia yra nykštukinės galaktikos);
— Triangulum pogrupis (Triangulum Galaxy ir galimi jos palydovai);
- galaktikos NGC 3109 pogrupis (galaktika NGC 3109 kartu su kaimynėmis, nykštukinėmis galaktikomis).
Vietinė galaktikų grupė yra dalis Mergelės spiečius. Jo skersmuo yra 15 milijonų šviesos. metų. Mergelės spiečiuje yra apie 2 tūkstančius galaktikų. Didžiausi iš jų: Mesjė 90 (skersmuo – 160 tūkst. šviesmečių), Mesjė 86 (155 tūkst. šviesmečių), Mesjė 49 (150 tūkst. šviesmečių), Mesjė 98 (150 tūkst. šviesmečių), NGC 4438 (130 tūkst. šviesmečių) ).
Mergelės spiečiuje nustatyta daugiau nei 11 tūkstančių rutulinių žvaigždžių spiečių. Daugumai jų yra apie 5 milijardus metų. Šios spiečių randamos šimtuose įvairaus dydžio, formų ir ryškumo galaktikų, įskaitant net nykštukines galaktikas.
Mergelės spiečius yra galingas galaktikų spiečius centre Mergelės superspiečius. Jį sudaro apie 100 galaktikų grupių ir spiečių. Mergelės superspiečius susideda iš disko ir aureolės. Plokščiasis diskas yra blyno formos ir jame yra 60% šviesą skleidžiančių galaktikų. Aureolę sudaro daugybė pailgų objektų ir 40% šviesą skleidžiančių galaktikų.
Mergelės superspiečiaus skersmuo yra daugiau nei 200 milijonų šviesmečių. metų (kitais skaičiavimais – 110 mln. šviesmečių). Tai vienas iš milijonų stebimoje Visatoje esančių superspiečių.
Mergelės superspiečius yra dalis superspiečiusLaniakea su centru prie Didžiojo Atraktoriaus (gravitacinė anomalija). Laniakea skersmuo yra maždaug 520 milijonų šviesmečių. metų. Jį sudaro maždaug 100 tūkstančių galaktikų, o jo masė yra maždaug 10 17 Saulės masių (tai yra maždaug 100 kartų didesnė už Mergelės superspiečiaus masę).
Laniakea susideda iš keturių dalių: Mergelės superspiečiaus (kurio dalis yra Paukščių Takas), Hydra-Centaur Superspiečiaus, Povų Indijos superspiečiaus ir Kentauro superspiečiaus.
Laniakea supercluster yra dalis superspiečių kompleksas (galaktinis siūlas)Žuvis-Banginis, kuri turi 1,0 mlrd. sv. metų trukmės ir 150 mln. metų skersmens. Tai viena didžiausių struktūrų, nustatytų Visatoje. Ji yra 10 kartų mažesnė už Didžiąją Hercules-Corona Borealis sieną (didžiausia stebima struktūra Visatoje). Mūsų Mergelės superspiečius, kurio masė yra 10 15 saulės masių, sudaro tik 0,1% visos komplekso masės.
„Pisces-Cetus“ superspiečių komplekse (galaktikos siūle) yra apie 60 galaktikų spiečių, o bendra masė yra 10 18 Saulės masių (10 kartų didesnė už Laniakea masę). Kompleksas susideda iš penkių dalių: Žuvų-Cetus superspiečiaus; grandinė Perseus-Pegasus (įskaitant Perseus-Pisces superspiečius); Pegaso-Žuvų grandinė; Skulptoriaus vieta (konkrečiai Skulptoriaus superspiečius ir Heraklio superspiečius); Laniakea superspiečius (kuriame, be kita ko, yra Mergelės superspiečius, taip pat Hydra-Centauri superspiečius).
Taigi, Žemės adresas taip: Saulės sistema, Oriono galaktikos ranka, Paukščių Tako galaktika, Vietinė galaktikų grupė, Mergelės spiečius, Mergelės superspiečius, Laniakea superspiečius, Žuvų ir Cetus superspiečių kompleksas (galaktinis siūlas).
Žemės vieta Visatoje (Autorius: Andrew Z. Colvin; Šaltinis: Vikipedija)
Šaltiniai:
1. Tekstinis turinys pasiekiamas pagal Creative Commons Attributions-ShareAlike (CC-BY-SA) licenciją,
3. Teksto turinį galima rasti pagal Creative Commons Attributions-ShareAlike (CC-BY-SA) licenciją, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ . Šaltinis: Vikipedija: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%83%D0%BC%D0%B0%D1%86%D1%8C%D0%BA%D0%B8%D0 %B9_%D0%A8%D0%BB%D1%8F%D1%85 . Autoriai: https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A7%D1%83%D0%BC%D0%B0%D1%86%D1%8C%D0%BA%D0 %B8%D0%B9_%D0%A8%D0%BB%D1%8F%D1%85&action=history
4. Tekstinis turinys pasiekiamas pagal Creative Commons Attributions-ShareAlike (CC-BY-SA) licenciją,
Ar kada nors bandėte savo universalų adresą nurodyti raidėmis? Jo formatas galėtų apytiksliai atitikti šį šabloną – namas/gatvė/miestas/šalis/planeta Žemė/Oriono ranka/galaktika Paukščių Takas/vietinė galaktikų grupė/Mergelės superspiečius/Visata.
Apskritai galaktikos mūsų Visatoje pasiskirsto netolygiai – jos sudaro didžiulius spiečių, kurie savo ruožtu yra dar gigantiškesnių superspiečių, vienijančių šimtus tūkstančių galaktikų, dalis. Išoriškai šie superspiečiai primena kažkokius milžiniškus tinklus, kurių gijas sudaro galaktikų spiečiai. Kaip ir kitos galaktikos Visatoje, mūsų Paukščių Takas taip pat turi būti vienos iš šių megastruktūrų dalis.
Bet, žinoma, tai nėra taip paprasta. Superklasteriai neturi jokių aiškių ribų, todėl gana sunku nustatyti tikruosius jų dydžius. Tačiau gali būti, kad astronomų grupės, apie kurią straipsnis buvo paskelbtas šiandieniniame žurnalo „Nature“ numeryje, pastangomis, mūsų visuotinį adresą galima patikslinti, pridėjus prie jo dar vieną poziciją.
Visata plečiasi, o tai pasireiškia vadinamuoju. raudonasis poslinkis. Tačiau viena šalia kitos esančių galaktikų gravitacija turi įtakos jų judėjimo greičiui ir krypčiai. Naudodami radijo teleskopus mokslininkai išmatavo aštuonių tūkstančių galaktikų vietą ir greitį. Dėl to jie sugebėjo sukurti „kosminių srautų“ žemėlapį - savotiškus galaktikų „migracijos“ kelius. Kaip paaiškėjo, Paukščių Takas yra didžiulio, 520 milijonų šviesmečių ilgio superspiečiaus, apimančio daugiau nei šimtą tūkstančių galaktikų, dalis. Naujai atrastas statinys buvo pavadintas Laniakea – išvertus iš Havajų – platus dangus.
Spalvos žemėlapyje rodo galaktikų pasiskirstymą. Raudona atitinka sritis, kuriose yra didžiausias galaktikų tankis, o mėlyna – santykinai apleistas sritis. Žinoma, neturime pamiršti, kad mūsų stebimos galaktikos sudaro tik nedidelę Visatos masės dalį, o didžiąją jos dalį sudaro tamsioji medžiaga, kurią galime aptikti tik netiesioginiais įrodymais.
Mėlynas taškas yra vietinis galaktikų spiečius, esantis Laniakea pakraštyje, kur yra mūsų Paukščių Takas.
Baltos linijos rodo srautus, kuriais Laniakea galaktikos juda link Didžiojo Attraktoriaus - gravitacinės anomalijos, esančios 250 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų. Deja, negalime tiesiogiai stebėti Didžiojo patrauklaus, nes jis yra „vengimo zonoje“, uždarytoje nuo stebėjimo Paukščių Tako plokštumos su daug dulkių. Tačiau galime išmatuoti jo poveikį galaktikų judėjimui. Matyt, Atraktorius yra savotiška Laniakea šerdis, į kurią linksta jį sudarančios galaktikos, kaip vanduo, tekantis besileidžiančiu taku į slėnį.
Oranžinė linija rodo Laniakea sieną. Jį galima grubiai palyginti su vandens baseinu – už jos ribų kosminiai srautai keičia kryptį ir veržiasi į kaimyninių superspiečių Coma Berenice, Perseus-Pisces ir Shapley centrą.
Apibendrinant galiu pasakyti tik tiek, kad mūsų Visata išties didžiulė ir pilna stebuklų, kurių daugumos net nežinome. Įdomu, kiek yra dar didesnių universalių struktūrų, neatskiriama dalis kas yra Laniakea?