Местная группа галактик: ближайшая галактика к Млечному Пути

Космос - это сложно устроенная система, элементы которой находятся в тесной взаимосвязи: планеты объединяются вокруг одной звезды, звезды образуют галактики, а те складываются в еще более крупные ассоциации, как, например, Местная группа галактик. Кратность - очень распространенное явление во Вселенной, связанное с высокой гравитацией. Благодаря ей образуется центр масс, вокруг которого вращаются как сравнительно небольшие объекты вроде звезд, так и галактики и их ассоциации.

Состав группы

Считается, что основой Местной группы являются три крупных объекта: Млечный Путь, Туманность Андромеды и галактика Треугольника. Гравитационным притяжением с ними связаны их спутники, а также ряд карликовых галактик, принадлежность которых к одной из трех систем пока невозможно установить. Всего же в Местную группу галактик входит не менее пятидесяти крупных небесных объектов, и с повышением качества техники для астрономических наблюдений это число растет.

Сверхскопление Девы

Как уже говорилось, кратность в масштабах Вселенной - явление обыденное. Местная группа галактик не является наиболее крупным из таких объединений, хотя ее размер впечатляет: в поперечнике она занимает расстояние около одного мегапарсека (3,8 × 10¹⁹ км). Наряду с другими подобными ассоциациями, Местная группа входит в сверхскопление Девы. Его размеры трудно себе представить, зато относительно точно измерена масса: 2 × 10⁴⁵ кг. Всего же в это объединение входит около сотни галактических систем.

Следует отметить, что на этом кратность не заканчивается. Сверхскопление Девы, как и несколько других, образуют так называемую Ланиакею. Изучение таких гигантских систем позволило астрофизикам создать теорию крупномасштабной структуры Вселенной.

Типы галактик, образующих Местную группу

Учеными установлено, что возраст всех членов Местной группы составляет приблизительно 13 млрд лет. Кроме того, образующее их вещество имеет одинаковый состав, что позволяет говорить об общем происхождении галактик Местной группы. Располагаются они не в произвольном порядке: большая их часть выстроена вокруг воображаемой линии, которая пролегает между Млечным Путем и Туманностью Андромеды.

Крупнейшим членом Местной группы галактик по размеру является Туманность Андромеды: ее диаметр составляет 260 тысяч световых лет (2,5 × 10¹⁸ км). По массе же явно выделяется Млечный Путь - приблизительно 6 × 10⁴² кг. Наряду с такими крупными объектами встречаются и карликовые объекты вроде галактики SagDEG, находящейся в созвездии Стрельца.

Большая часть галактик Местной группы относится к категории неправильных, однако есть и спиральные вроде Туманности Андромеды и эллиптические, как уже упомянутая SagDEG.

Подгруппа Млечного Пути

Точность астрономических наблюдений за Местной группой зависит от того, в какой галактике мы находимся. Именно поэтому Млечный Путь является, с одной стороны, наиболее изученным объектом, а с другой - вызывает наибольшее количество вопросов. На сегодняшний день установлено, что спутниками нашей галактики является как минимум 14 объектов, в числе которых можно назвать галактики Большой Медведицы, Стрельца, Скульптора и Льва.

Особенно следует отметить галактику SagDEG в Стрельце. Она является наиболее удаленной от гравитационного центра Местной группы. Согласно подсчетам, Землю от этой галактики отделяет 3,2 × 10¹⁹ км.

Млечный Путь и Магеллановы Облака

К числу дискуссионных относится вопрос о связи Млечного Пути с Магеллановыми Облаками - настолько близкими к нам двумя галактиками, что их можно невооруженным глазом наблюдать из Южного полушария. Долгое время считалось, что они являются спутниками нашей галактики. В 2006 году при использовании новейших технологий было установлено, что они движутся гораздо быстрее других спутников Млечного Пути. Исходя из этого и было выдвинуто предположение, что гравитационной связи с нашей галактикой они не имеют.

Зато бесспорной является дальнейшая судьба Магеллановых Облаков. Их движение направлено в сторону Млечного Пути, поэтому их поглощение более крупной галактикой неизбежно. По оценкам ученых, это случится спустя 4 миллиарда лет.

Туманность Андромеды и ее спутники

Через 5 миллиардов лет похожая участь грозит и нашей галактике, только угрозу ей представляет Андромеда - крупнейшая галактика Местной группы. Расстояние до галактики Андромеда составляет 2,5 × 10⁶ световых лет. Она имеет 18 спутников, из которых, благодаря своей яркости, наиболее известны М23 и М110 (номера по каталогу французского астронома XVIII века Шарля Мессье).

Хотя Туманность Андромеды - ближайшая галактика к Млечному Пути, наблюдение за нею сильно усложнено из-за ее структуры. Она относится к числу спиралевидных галактик: имеет ярко выраженный центр, из которого выходят два крупных спиральных рукава. Однако Туманность Андромеды повернута к Земле ребром.

Галактика Треугольника

Значительная ее удаленность от Земли существенно затрудняет изучение как самой галактики, так и ее спутников. Количество спутников галактики Треугольника является спорным. Например, карликовая Андромеда II находится точно посреди между Треугольником и Туманностью. Состояние современных наблюдательных аппаратов не позволяет определить, к гравитационному полю которого из двух крупнейших членов Местной группы галактик относится этот космический объект. Большинство все же предполагает, что Андромеда II связана с Треугольником. Но есть и представители противоположной точки зрения, которые предлагают даже переименовать ее в Андромеду XXII.

В галактике Треугольника также имеется один из экзотических объектов Вселенной - черная дыра M33 X-7, чья масса превышает солнечную в 16 раз, что делает ее одной из наиболее крупных известных современной науке черных дыр, исключая сверхмассивные.

Проблема шаровых скоплений

Число членов Местной группы постоянно варьируется не только из-за открытия других галактик, вращающихся вокруг того же центра массы. Повышение качества астрономической техники позволило установить, что объекты, ранее считавшиеся галактиками, на самом деле ими не являются.

В большей степени это касается шаровых звездных скоплений. Они содержат большое количество звезд, привязанных к одному гравитационному центру, а своей формой напоминают сферические галактики. Различать их помогают количественные отношения: плотность звезд в шаровых скоплениях гораздо выше, а диаметр, соответственно, выше. Для сравнения: в окрестности Солнца на 10 кубических парсеков приходится одна звезда, в то время как в шаровых скоплениях этот показатель может быть в 700 и даже в 7000 раз выше.

Карликовыми галактикам долгое время считались Palomar 12 в созвездии Козерога и Palomar 4 в Большой Медведице. Недавние исследования показали, что на самом деле они являются достаточно крупными шаровыми скоплениями.

История и трудности изучения Местной группы галактик

Вплоть до второй четверти XX века считалось, что Млечный Путь и Вселенная - понятия тождественные. Все вещество якобы находится в пределах нашей галактики. Однако в 1924 году Эдвин Хаббл с помощью своего телескопа зафиксировал несколько цефеид - переменных звезд с ярко выраженным периодом светимости - расстояние до которых явно превышало размеры Млечного Пути. Тем самым было доказано существование внегалактических объектов. Учены задумались над тем, что Вселенная устроена сложнее, чем это казалось раньше.

Своим открытием Хаббл также доказал, что Вселенная все время расширяется, а объекты удаляются друг от друга. Совершенствование техники приносило новые открытия. Так было обнаружено, что у Млечного Пути есть свои спутники, между ними были высчитаны расстояния и определены перспективы существования. Таких открытий оказалось достаточно, чтобы впервые сформулировать идею существования Местной группы как внушительной ассоциации тесно связанных между собой галактик и даже предположить, что могут существовать объединения более высокого ранга, поскольку спутники были обнаружены и у ближайшей к Млечному Пути галактики - Туманности Андромеды. Сам термин "Местная группа" впервые был употреблен тем же Хабблом. Он упоминает его в своем труде по измерению расстояний до других галактик.

Можно утверждать, что изучение Космоса только началось. Касается это и Местной группы. Галактика SagDEG была обнаружена сравнительно недавно, но причина этому не только ее низкая светимость, которая долгое время не регистрировалась телескопами, но и наличие во Вселенной вещества, не имеющего видимого излучения - так называемой "темной материи".

Кроме того, наблюдения осложняют рассеянный межзвездный газ (как правило, водород) и космическая пыль. Однако наблюдательная техника не стоит на месте, что позволяет рассчитывать на новые удивительные открытия в будущем, а также на уточнение уже существующей информации.