Ktoré zaujímajú hraničnú polohu medzi trpasličími a normálnymi galaxiami, prvé trpasličie galaxie objavil H. Shapley koncom 30. rokov 20. storočia pri prieskume oblohy v okolí Južný pól svete pre štatistický výskum galaxií na Observatóriu Harvardskej univerzity v Južná Afrika. Najprv Shapley objavil predtým neznámy zhluk hviezd v súhvezdí Sochár, ktorý obsahuje asi 10 tisíc hviezd 18-19,5 m. Podobná hviezdokopa bola čoskoro objavená v súhvezdí Fornax. Po použití 2,5 m ďalekohľadu na observatóriu Mount Wilson na štúdium týchto hviezdokôp bolo možné v nich nájsť cefeidy a určiť vzdialenosti. Ukázalo sa, že obe neznáme kopy sa nachádzajú mimo našej galaxie, teda predstavujú nový typ galaxie s nízkou povrchovou jasnosťou.

Objavy trpasličích galaxií sa rozšírili po tom, čo sa v 50. rokoch 20. storočia uskutočnil prieskum oblohy Palomar pomocou 120 cm Schmidtovej kamery na observatóriu Mount Palomar. Ukázalo sa, že trpasličí galaxie sú najbežnejšími galaxiami vo vesmíre.

Vznik trpasličích galaxií

Miestni trpaslíci

Morfológia

Existuje niekoľko hlavných typov trpasličích galaxií:

• Trpasličia eliptická galaxia ( dE) - podobne ako eliptické galaxie
  • Trpasličia sféroidná galaxia ( dSph) - podtyp dE vyznačujúce sa obzvlášť nízkym povrchovým jasom
• Trpasličia nepravidelná galaxia ( dIr) - podobne ako nepravidelné galaxie, má členitú štruktúru
• Trpasličia modrá kompaktná galaxia ( dBCG alebo BCD) - má známky aktívnej tvorby hviezd
• Ultrakompaktné trpasličie galaxie ( UCD) - trieda veľmi kompaktných galaxií obsahujúcich asi 10 8 hviezd s charakteristickou priečnou veľkosťou asi 50 ks. Tieto galaxie sú pravdepodobne hustými zvyškami (jadrami) trpasličích eliptických galaxií, ktoré preleteli cez centrálne časti bohatých kopy galaxií. Ultrakompaktné galaxie boli objavené v kopách galaxií v Panne, Fornaxe, Coma Berenices, Abel 1689 atď.
• Trpasličí špirálová galaxia je analógom špirálových galaxií, ale na rozdiel od normálnych galaxií je extrémne zriedkavá.

Hobitie galaxie

Nedávno vytvorený termín Hobitie galaxie sa používal na označenie galaxií, ktoré sú menšie a slabšie ako trpasličie galaxie.

Problém nedostatku trpasličích galaxií

Podrobné štúdium takýchto galaxií a najmä relatívnych rýchlostí jednotlivých hviezd v nich umožnilo astronómom predpokladať, že mocné ultrafialové žiarenie obrovské mladé hviezdy naraz „vyfúkli“ väčšinu plynu z takýchto galaxií (preto je tam málo hviezd), ale zanechali temnú hmotu, a preto teraz prevláda. Astronómovia navrhujú hľadať niektoré z týchto matných trpasličích galaxií s drvivou prevahou temnej hmoty nepriamymi pozorovaniami: pozdĺž „bdenie“ v medzigalaktickom plyne, t.j. priťahovaním prúdov plynu k tejto „neviditeľnej“ galaxii.

Čiastočný zoznam trpasličích galaxií

Pozri tiež

Napíšte recenziu na článok "Trpasličia galaxia"

Poznámky

1. Linda S. Sparke, John S. Gallagher III. Galaxie vo vesmíre: Úvod. - 2. vyd. - Cambridge University Press, 2007. - S. 410. - 442 s. - ISBN 978-0-521-85593-8.
2. Zasov, A. V. Trpasličie galaxie (Novinka v živote, vede, technike). - M.: Vedomosti, 1984. - 64 s. - (Komonautika, astronómia).
3. Shapley, Harlow. Dva hviezdne systémy nového druhu // Príroda. - 1938. - T. 142. - s. 715-716.
5. Astronómia: XXI. storočie / Ed.-comp. V.G. Surdin. - 2. vyd. - Fryazino: Century 2, 2008. - S. 373. - ISBN 978-5-85099-181-4.
7. arXiv :astro-ph/0307362 Galaxie a prelínanie: Čo je potrebné na zničenie satelitnej galaxie? 21. júla 2003
8. arXiv:astro-ph/0406613 Ultra kompaktné trpasličie galaxie v Abell 1689: fotometrická štúdia s ACS. 28. júna 2004
9. SPACE.com
11. Simon, J. D. a Geha, M. (november 2007). "Kinematika ultra slabých satelitov Mliečnej dráhy: Riešenie problému chýbajúcich satelitov." The Astrophysical Journal 670 (1): 313-331. arXiv:0706.0516. DOI:10.1086/521816. Bibcode:.
12. 27. septembra 2007.
13. 17. januára 2011.

Zviazaný gravitáciou Nie je gravitačne viazaný Vizuálne prepojené

Druhy Štruktúra Aktívne jadrá Interakcia Fenomény a procesy zoznamy

Úryvok charakterizujúci trpasličiu galaxiu

Kone boli privezené.
"Bonjour, páni, [tu: zbohom, páni.]," povedal Dolokhov.
Peťa chcela povedať bonsoir [dobrý večer] a nedokázala dokončiť slová. Policajti si niečo šepkali. Dolochovovi trvalo dlho, kým nasadol na koňa, ktorý nestál; potom vyšiel z brány. Peťa išiel vedľa neho, chcel a neodvážil sa obzrieť, či Francúzi bežia alebo nebežia za nimi.
Po dosiahnutí cesty Dolokhov nešiel späť do poľa, ale pozdĺž dediny. V jednej chvíli sa zastavil a počúval.
- Počuješ? - povedal.
Peťa rozoznala zvuky ruských hlasov a pri ohňoch videla tmavé postavy ruských zajatcov. Petya a Dolokhov, ktorí išli dole k mostu, prešli okolo hliadky, ktorá bez slova išla zachmúrene po moste a odišla do rokliny, kde čakali kozáci.
- Tak teraz zbohom. Povedz to Denisovovi na úsvite, pri prvom výstrele,“ povedal Dolokhov a chcel ísť, ale Peťa ho schmatol rukou.
- Nie! - zvolal, - ty si taký hrdina. Ach, aké dobré! Aké skvelé! Ako ťa milujem.
"Dobre, dobre," povedal Dolokhov, ale Petya ho nepustila a v tme Dolokhov videl, že Petya sa k nemu skláňa. Chcel sa bozkávať. Dolokhov ho pobozkal, zasmial sa a otočil koňa a zmizol v tme.

X
Po návrate do strážnice našla Petya Denisova vo vchode. Denisov, vzrušený, znepokojený a naštvaný sám na seba, že nechal Peťu ísť, ho čakal.
- Boh žehnaj! - zakričal. - No, chvalabohu! - zopakoval a počúval Petyin nadšený príbeh. "Čo do pekla, kvôli tebe som nemohol spať!" Povedal Denisov "No, vďaka Bohu, teraz choď do postele." Stále vzdychať a jesť až do konca.
"Áno... Nie," povedala Petya. – Ešte sa mi nechce spať. Áno, poznám sa, ak zaspím, je koniec. A potom som si zvykol pred bitkou nespať.
Peťa sedel nejaký čas v chatrči, radostne spomínal na podrobnosti o svojej ceste a živo si predstavoval, čo sa stane zajtra. Potom, keď si všimol, že Denisov zaspal, vstal a odišiel na dvor.
Vonku bola ešte úplná tma. Dážď pominul, no zo stromov stále padali kvapky. Blízko strážnice bolo vidieť čierne postavy kozáckych chát a zviazané kone. Za kolibou stáli dva čierne vozy s koňmi a v rokline bol dohasínajúci oheň červený. Kozáci a husári všetci nespali: na niektorých miestach sa popri zvuku padajúcich kvapiek a blízkeho zvuku žuvajúcich koní ozývali jemné, akoby šepkajúce hlasy.
Peťa vyšla z vchodu, rozhliadla sa v tme a pristúpila k vozňom. Pod vozmi niekto chrápal a okolo nich stáli osedlané kone a žuvali ovos. Peťa v tme spoznal svojho koňa, ktorého nazval Karabach, hoci to bol maloruský kôň, a priblížil sa k nemu.
"Nuž, Karabach, budeme slúžiť zajtra," povedal, ovoňal jej nozdry a pobozkal ju.
- Čo, majster, nespíš? - povedal kozák sediaci pod kamiónom.
- Nie; a... Lichačev, myslím, že sa voláš? Predsa len som prišiel. Išli sme k Francúzom. - A Petya podrobne povedala kozákovi nielen svoju cestu, ale aj to, prečo išiel a prečo verí, že je lepšie riskovať svoj život, ako urobiť Lazara náhodne.
"No, mali spať," povedal kozák.
"Nie, som na to zvyknutý," odpovedal Petya. - Čo, ty nemáš v pištoli pazúriky? Priniesol som to so sebou. Nie je to potrebné? Vezmi si to.
Kozák sa vyklonil spod nákladného auta, aby sa na Peťu pozrel bližšie.
"Pretože som zvyknutý robiť všetko opatrne," povedal Petya. "Niektorí ľudia sa jednoducho nepripravia a potom to ľutujú." mne sa to takto nepaci.
"To je isté," povedal kozák.
„A ešte jedna vec, prosím ťa, moja milá, nabrús mi šabľu; tupé to... (ale Peťo sa bál klamať) nikdy to nebolo nabrúsené. Dá sa to urobiť?
- Prečo, je to možné.
Lichačev vstal, prehrabal sa v batohoch a Peťa čoskoro začula vojnový zvuk ocele na bloku. Vyliezol na nákladné auto a sadol si na jeho okraj. Kozák si brúsil šabľu pod kamiónom.
- No, súdruhovia spia? - povedala Peťa.
- Niektorí spia a niektorí sú takto.
- No a čo ten chlapec?
- Je jar? Skolaboval tam vo vchode. Zaspáva so strachom. Bol som naozaj rád.
Peťa bola ešte dlho ticho a počúvala zvuky. V tme bolo počuť kroky a objavila sa čierna postava.
- Čo brúsite? – spýtal sa muž a priblížil sa k nákladnému autu.
- Ale nabrúste majstrovu šabľu.
"Dobrá práca," povedal muž, ktorý sa Petyovi zdal byť husárom. - Máte ešte pohár?
- A tam za volantom.
Husár vzal pohár.
"Čoskoro bude asi svetlo," povedal, zívol a niekam odišiel.
Peťa mal vedieť, že je v lese, v Denisovovej partii, kilometer od cesty, že sedí na voze zajatom od Francúzov, okolo ktorého boli priviazané kone, že pod ním sedí kozák Lichačev a ostrí. jeho šabľa, že napravo bola veľká čierna škvrna, je strážnica a jasná červená škvrna dole naľavo je dohasínajúci oheň, že muž, ktorý si prišiel po pohár, je husár, ktorý bol smädný; ale nič nevedel a nechcel to vedieť. Bol v magickom kráľovstve, v ktorom nebolo nič ako realita. Veľká čierna škvrna, možno tam určite bola strážnica, alebo možno tam bola jaskyňa, ktorá viedla do samých hlbín zeme. Červená škvrna mohla byť oheň, alebo možno oko obrovského monštra. Možno teraz určite sedí na voze, ale môže sa stať, že nesedí nie na voze, ale na strašne vysokej veži, z ktorej keby spadol, zletel by na celý deň k zemi. celý mesiac - lietajte ďalej a nikdy ho nedosiahnite . Môže sa stať, že pod kamiónom sedí len kozák Lichačev, ale môže sa stať, že je to ten najláskavejší, najstatočnejší, najúžasnejší a najúžasnejší človek na svete, ktorého nikto nepozná. Možno to bol len husár, ktorý prešiel po vodu a vošiel do rokliny, alebo možno len zmizol z dohľadu a úplne zmizol, a nebolo ho.
Čokoľvek teraz Peťa uvidí, nič ho neprekvapí. Bol v magickom kráľovstve, kde bolo všetko možné.
Pozrel sa na oblohu. A obloha bola magická ako zem. Obloha sa vyjasňovala a nad vrcholkami stromov sa rýchlo pohybovali mraky, akoby odhaľovali hviezdy. Niekedy sa zdalo, že sa obloha vyjasňuje a ukazuje sa čierna, jasná obloha. Niekedy sa zdalo, že tieto čierne škvrny sú mraky. Niekedy sa zdalo, akoby sa nebo dvíhalo vysoko, vysoko nad tvoju hlavu; niekedy obloha úplne klesla, takže ste ju mohli dosiahnuť rukou.
Peťo začal zatvárať oči a hojdať sa.
Kvapali kvapky. Nastal tichý rozhovor. Kone vzdychali a bojovali. Niekto chrápal.
„Ozhig, zhig, zhig, zhig...“ zapískala ostriaca šabľa. A zrazu Peťa začula harmonický zbor hudby hrajúci nejakú neznámu, slávnostne sladkú hymnu. Petya bol muzikálny, rovnako ako Natasha, a viac ako Nikolai, ale nikdy neštudoval hudbu, nepremýšľal o hudbe, a preto motívy, ktoré mu nečakane prišli na myseľ, boli pre neho obzvlášť nové a atraktívne. Hudba hrala čoraz hlasnejšie. Melódia rástla, presúvala sa z jedného nástroja na druhý. Dialo sa to, čomu sa hovorilo fúga, hoci Peťo nemal ani najmenšie tušenie, čo je fúga. Každý nástroj, niekedy podobný husliam, inokedy ako trúbky – ale lepší a čistejší ako husle a trúbky – každý nástroj hral svoje a ešte nedokončujúc melódiu splynul s iným, ktorý začínal takmer rovnako, a s tretím, a so štvrtým , a všetci sa spojili v jedno a znova sa rozpŕchli a znova sa spojili, teraz do slávnostného kostola, teraz do jasne brilantného a víťazného.
"Ach, áno, som to ja vo sne," povedal si Petya a pohol sa dopredu. - Mám to v ušiach. Alebo je to možno moja hudba. No znova. Len tak ďalej moja hudba! No!.."
Zavrel oči. A z rôznych strán, akoby z diaľky, sa zvuky začali triasť, harmonizovať, rozhadzovať, splývať a opäť sa všetko spájalo do tej istej sladkej a slávnostná hymna. „Ach, aké je to potešenie! Koľko chcem a ako chcem,“ povedal si Peťo. Pokúsil sa viesť tento obrovský zbor nástrojov.
"No, ticho, ticho, teraz zamrznite." – A zvuky ho poslúchli. - Teraz je to plnšie a zábavnejšie. Viac, ešte radostnejšie. – A z neznámej hĺbky sa ozvali zosilňujúce, slávnostné zvuky. "No, hlasy, otravník!" - prikázala Peťa. A najprv sa z diaľky ozývali mužské hlasy, potom ženské. Hlasy rástli, rástli v uniforme, slávnostné úsilie. Peťa bola vystrašená a radostná počúvať ich neobyčajnú krásu.

Messier 32 alebo M32 je typ trpasličej galaxie s eliptickým tvarom. Nachádza sa v súhvezdí Andromeda. M32 má zdanlivú veľkosť 8,1 s uhlovou veľkosťou 8 x 6 oblúkových minút. Galaxia je od našej planéty vzdialená 2,9 milióna svetelných rokov. Podľa Equinox 2000 sú odvodené nasledovné súradnice: rektascenzia 0 hodín 42,8 minút; deklinácia +40 ° 52′. Vďaka tomu je galaxia viditeľná počas celej jesene.

Messier 32 sa vzťahuje na dve eliptické satelitné galaxie Andromeda Magna, ktoré možno vidieť na poskytnutých obrázkoch. Pozdĺž spodného okraja objektu M31 je najbližšou galaxiou galaxia M32, zatiaľ čo objekt M110 je najvzdialenejšou galaxiou pozdĺž pravého horného okraja. M31 je veľká galaxia v Andromede, ktorú predstavuje jasný nebeský objekt, ktorý možno pozorovať voľným okom. Messier 31, Messier 32 a Messier 110 patria do miestnej skupiny galaxií. Zahŕňa aj galaxiu Triangulum a Mliečna dráha.

Poskytnuté obrázky zobrazujú nekomprimované fotografie všetkých troch objektov - M31, M32 a M110. Všetky fotografie boli urobené pomocou astrografu Takahashi E-180. Neďaleko je snímka stredu galaxie Messier 32 s trojnásobným zväčšením.

Objekt bol zahrnutý do Messierovho katalógu, ale objavil ho francúzsky vedec Le Gentil v roku 1749. Na základe údajov pokročilých výskumníkov z roku 2010 je možné vypočítať približné údaje pre túto galaxiu. Vzdialenosť od Zeme k Messierovi 32 je 2,57 milióna svetelných rokov, približná hmotnosť sa pohybuje medzi 300 000 000 hmotnosťami Slnka a jeho priemer dosahuje 6 500 svetelných rokov.

Pozorovania

M32 je malá galaxia, ale má jasný eliptický tvar. Keď sa amatéri pozrú na hmlovinu Andromeda, tento konkrétny objekt sa im bude zdať zvláštny. Aj ten najobyčajnejší ďalekohľad odhalí rysy difúznej povahy galaxie. Nachádza sa pol stupňa južne od stredu galaxie M31. Ak sa na M32 pozriete ďalekohľadom strednej kvality, môžete vidieť jadro v tvare hviezdy a kompaktné oválne halo, ktorého jas sa postupne znižuje.

Blízke objekty z Messierovho katalógu

Prvým susedom galaxie M32 je jej fyzický satelit, hmlovina Andromeda. Toto je špirálovitá superobria galaxia. Druhá susedná galaxia je eliptická M110 a tretia je M31, satelit, ktorý je na druhej strane Messier 32.

Vďaka trpasličej galaxii môžete vidieť guľovú hviezdokopa G156. Patrí k objektu M31. Najlepší nástroj Na pozorovanie poslúži ďalekohľad s apertúrou 400 mm.

Popis Messier 32 v katalógu

augusta 1764

Pod pásom Andromedy je niekoľko minút malá hmlovina bez hviezd. V porovnaní s pásom má táto malá hmlovina slabšie svetlo. Objavil ho Le Gentil 29. októbra 1749 a v roku 1757 ho videl Messier.

Technické detaily fotografie Messier 32

objekt: M32

Iné označenia: NGC 221

Typ objektu: Trpasličia eliptická galaxia

Pozícia: Astronomické observatórium Bifrost

Montáž: Astro-Fyzika 1200GTO

Ďalekohľad: Hyperbolický astrograf Takahashi Epsilon 180

Fotoaparát: Canon EOS 550D (Rebel T2i) (Baader UV/IR filter)

Vystavenie: 8 x 300 s, f/2,8, ISO 800

Pôvodná veľkosť fotografie: 3454 × 5179 pixelov (17,9 MP); 11,5″ x 17,3″ @ 300 dpi

Trpasličí galaxie môžu byť veľmi malé, ale majú fenomenálnu silu, ktorá dokáže zrodiť nové hviezdy. Nové pozorovania z Hubbleovho vesmírneho teleskopu ukazujú, že formovanie hviezd v trpasličích galaxiách hrá v ranom vesmíre väčšiu úlohu, ako sa v súčasnosti verí.

A zatiaľ čo galaxie vo vesmíre stále vytvárajú nové hviezdy, väčšina z nich vznikla medzi dvoma až šiestimi miliardami rokov po Veľkom tresku. Študovať toto skorá éra história vesmíru je kľúčová, ak chceme pochopiť, ako sa objavili prvé hviezdy a ako rástli a vyvíjali sa prvé galaxie.

Tento obrázok ukazuje kúsok oblohy označený trpasličými galaxiami, ktoré zažívajú výbuchy hviezd. Snímka bola urobená v rámci programu GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey) a zobrazuje len jeden záber z celého prieskumu. Zdroj: NASA, ESA, tím GOODS a M. Giavalisco (STScI/University of Massachusetts)

Nový výskum z Hubbleovho teleskopu a jeho Wide Field Camera 3 (WFC3) umožnil astronómom urobiť krok vpred k pochopeniu tejto éry štúdiom rôzne druhy trpasličích galaxií raného vesmíru a najmä z nich vyberáme len tie so zjavnými procesmi aktívnej tvorby hviezd. Takéto galaxie sa zvyčajne nazývajú hviezdne galaxie. V takýchto objektoch vznikajú nové hviezdy oveľa rýchlejšie, než je obvyklé v iných galaxiách. Predchádzajúce štúdie sa zameriavali predovšetkým na galaxie strednej a vysokej hmotnosti a nebrali do úvahy obrovské množstvo trpasličích galaxií, ktoré existovali počas tejto aktívnej éry. Ale chyba tu nespočíva ani tak vo vedcoch, ktorí nechceli skúmať trpasličie galaxie. Je to pravdepodobne spôsobené neschopnosťou vidieť tieto malé objekty, pretože sú veľmi ďaleko od nás. Donedávna mohli astronómovia pozorovať malé galaxie na menšie vzdialenosti resp veľké galaxie na veľké vzdialenosti.

Teraz sa však astronómom pomocou grism podarilo nahliadnuť do trpasličích galaxií s nízkou hmotnosťou vo vzdialenom vesmíre a vziať do úvahy príspevok ich výbuchov pri tvorbe hviezd, čím priblížili informácie možnému počtu malých galaxií, ktoré vtedy existovali. Grism je objektívny hranol, kombinácia hranola a difrakčnej mriežky, ktorá prepúšťa svetlo bez toho, aby posúvala jeho spektrum. Písmeno „G“ v názve pochádza z mriežky.

"Vždy sme predpokladali, že trpasličí galaxie so vznikom hviezd budú mať významný vplyv na vznik nových hviezd v mladom vesmíre, ale toto je prvýkrát, čo sme boli schopní zmerať účinok, ktorý skutočne majú." A zrejme zohrali významnú, ak nie kľúčovú úlohu,“ Hakim Atek zo Švajčiarskej polytechnickej univerzity.

„Tieto galaxie tvoria hviezdy tak rýchlo, že by mohli zdvojnásobiť celú svoju hviezdnu hmotu len za 150 miliónov rokov. Pre porovnanie, hviezdne hmoty pre bežné galaxie sa zdvojnásobia v priemere každých 1-3 miliardy rokov,“ dodáva spoluautor Jean-Paul Kneib.

Snímka galaxií v režime krutosti s použitím príkladu Wide Field Camera 3 nainštalovanej na Hubbleovom telese a pracujúcej v tomto režime spektroskopie. Predĺžené dúhové čiary nie sú nič iné ako galaxie zachytené v šošovke, ale v režime šerenia sú prezentované ako dúhové spektrum. Vďaka tomu vedia vedci hodnotiť chemické zloženie vesmírne objekty.

Väčšina galaxií, podobne ako naša Mliečna dráha, je obklopená desiatkami malých satelitov, ktoré okolo nich obiehajú. Tieto satelity sú extrémne slabé - z nich boli v blízkosti našej Galaxie a jej najbližšieho suseda, galaxie Andromeda, pozorované len tie najjasnejšie a najbližšie. Tieto trpasličie satelitné galaxie však nelietajú chaoticky: všetky sú umiestnené približne v rovnakej rovine, ktorá sa nám zdá byť priama.

Koplanarita sa zdá byť neočakávaná. Počítačové modely vývoja galaxií ukázali, že v každom smere nebeskej sféry by mal byť približne rovnaký počet satelitných galaxií. Toto sféricky symetrické rozloženie sa dlho považovalo za prirodzený dôsledok existencie temnej hmoty, záhadnej látky, ktorá interaguje s bežnou hmotou iba prostredníctvom gravitácie. Astronómovia veria, že temná hmota dominuje vo vesmíre a hrá kľúčovú úlohu pri formovaní galaxií a expanzii vesmíru.

Záhada koplanarity trpasličích galaxií však prenasledovala niektorých astronómov, vrátane Krupu, aby sa pýtali, či temná hmota vôbec existuje. "Ukázalo sa, že hypotéza tmavej hmoty je neudržateľná," povedal a prerušil moju správu, "pretože jej predpovede, že satelity by mali byť rozmiestnené sféricky symetricky okolo Mliečnej dráhy, sú v priamom rozpore s tým, čo pozorujeme."

Predstavil som iný spôsob nazerania na problém, ktorý sa pokúša vysvetliť podivné usporiadanie galaktických satelitov prítomnosťou kozmických štruktúr temnej hmoty väčších ako naša Mliečna dráha. Zatiaľ čo malý počet skeptikov, ako je Krupa, zostáva nepresvedčený, nedávna práca, vrátane mojej, ukazuje, ako by obrovská sieť temnej hmoty mohla vysvetliť jedinečné usporiadanie satelitných galaxií na oblohe.

Chýbajúca hmota

Hypotéza temnej hmoty v centre tejto kontroverzie bola prvýkrát navrhnutá na vysvetlenie ďalších záhadných vlastností galaxií. V tridsiatych rokoch 20. storočia Veľký astronóm Fritz Zwicky chcel „zvážiť“ kopu Coma, obrovskú skupinu takmer tisíc galaxií. Začal meraním rýchlostí, ktorými sa galaxie v tomto zhluku pohybovali. Na svoje prekvapenie objavil obrovské rýchlosti – tisíce kilometrov za sekundu – dostatočne rýchle na to, aby zhluk roztrhal. Prečo sa nerozbil na kúsky? Zwicky navrhol, že kopa je vyplnená nejakou neviditeľnou látkou, ktorá drží galaxie pohromade silou svojej gravitácie. Táto chýbajúca látka bola neskôr nazvaná temná hmota.

Odkedy Zwicky prvýkrát predložil svoj návrh pred 80 rokmi, prízrak tmavej hmoty sa tu a tam objavil po celom vesmíre, takmer v každej študovanej galaxii. V našej vlastnej – Mliečnej dráhe – astronómovia identifikovali jej existenciu na základe povahy pohybu hviezd na okraji galaxie. Rovnako ako galaxie v zhluku Coma, aj tieto hviezdy sa pohybujú príliš rýchlo na to, aby ich podporila všetka viditeľná hmota. Zdá sa, že tucet trpasličích galaxií v blízkosti Mliečnej dráhy je bohatších na temnú hmotu.

Všadeprítomnosť temnej hmoty posilnila dôveru v jej existenciu. Väčšina kozmológov sa skutočne domnieva, že temná hmota tvorí asi 84 % všetkej hmoty, pričom prevažuje nad normálnymi atómami v pomere asi päť ku jednej.

Toto množstvo temnej hmoty naznačuje, že sa zdá, že hrá jedinečnú úlohu vo vývoji vesmíru. Jedným zo spôsobov, ako študovať tento vývoj, je použitie počítačových modelov. Od 70. rokov 20. storočia. Vedci v oblasti výpočtovej kozmológie sa pokúsili modelovať históriu vesmíru pomocou počítačové programy. Technika je jednoduchá: definujte imaginárny obdĺžnikový objem; umiestnite tam imaginárne bodové častice v uzloch takmer dokonalej mriežky, ktoré v tomto modeli simulujú zhluky tmavej hmoty; vypočítajte gravitačnú príťažlivosť každej častice od všetkých ostatných a nechajte ich pohybovať sa v súlade s gravitačným poľom, ktoré na ne pôsobí: sledujte tento proces v intervale 13 miliárd rokov.

Od 70. rokov 20. storočia Stratégie tohto druhu sa výrazne vyvinuli a stali sa oveľa komplexnejšími, no vo svojom jadre sa táto metóda používa dodnes. Pred štyridsiatimi rokmi mohol program pracovať len s niekoľkými stovkami častíc. Moderné metódy Počítačové simulácie umožňujú vypočítať správanie miliárd častíc v objeme približujúcom sa veľkosti pozorovateľného vesmíru.

Počítačové simulácie vesmíru sa ukázali ako neuveriteľne užitočný spôsob, ako študovať jednotlivé galaxie, ale odhalili aj niektoré náročné záhady. Počítačové modely napríklad naznačujú, že temná hmota vypĺňajúca halo okolo Mliečnej dráhy sťahuje plyn a prach do samostatných zhlukov. Tieto zhluky by sa pod vplyvom gravitácie mali zrútiť a vytvoriť hviezdy a trpasličie galaxie. V okolí Mliečnej dráhy by mali byť tisíce malých galaxií, ktoré sú obklopené temnou hmotou. Pri pozorovaní nočnej oblohy ich však vidíme len niekoľko desiatok. Neúspech všetkých pokusov o ich odhalenie sa prejavil v 90. rokoch a odvtedy sa tomu hovorí „problém chýbajúcich satelitov“.

V priebehu rokov astronómovia prišli s niekoľkými možnými vysvetleniami tejto dilemy. Prvým a najpresvedčivejším je, že nie všetky satelity objavujúce sa v počítačových modeloch presne zodpovedajú skutočným satelitným galaxiám. Hmotnosť najmenších zhlukov tmavej hmoty (a ich gravitačná sila) nemusí stačiť na zachytenie plynu a vytvorenie hviezd. Pokračovaním v tejto myšlienke by sa dalo špekulovať, že pozorované satelitné galaxie sú len viditeľnou špičkou tmavého ľadovca: možno v blízkosti existujú stovky, ak nie tisíce tmavých satelitných galaxií bez hviezd. Len ich nevidíme.

Po druhé, aj keď sa hviezdy vytvorili v malých zhlukoch tmavej hmoty, môžu byť príliš slabé na to, aby sme ich videli pomocou našich teleskopov. Potom, ako sa technológia vyvíja a citlivosť teleskopov sa zvyšuje, astronómovia objavia nové satelitné galaxie. Skutočne, za posledných niekoľko rokov sa počet známych satelitných galaxií obiehajúcich okolo Mliečnej dráhy zdvojnásobil.

Navyše, samotný disk našej galaxie nám pravdepodobne bráni vidieť niektoré satelity. Tento disk je v podstate hustý, plochý súbor hviezd, tak jasný, že voľným okom vyzerá ako pásik bielej tekutiny (odtiaľ názov „Mliečna dráha“). Je veľmi ťažké odhaliť satelity ukrývajúce sa za diskom, rovnako ťažké ako vidieť Mesiac cez deň – slabé svetlo satelitnej galaxie sa utopí v žiare Mliečnej dráhy.

Všetky tieto argumenty spoločne riešia problém chýbajúcich satelitných galaxií a presvedčia väčšinu astrofyzikov. Zachraňujú myšlienku temnej hmoty tým, že ju bránia proti najzávažnejším pozorovacím protiargumentom. Podivné priestorové usporiadanie satelitných galaxií však vedcov stále mätie.

Nová hrozba trpaslíkov

Vo viacerých článkoch publikovaných koncom 70. a začiatkom 80. rokov 20. storočia Donald Lynclen-Bell. astrofyzik z University of Cambridge poznamenal, že mnohé satelitné galaxie obiehajúce okolo Mliečnej dráhy sa zdajú byť umiestnené na vodnej rovine. Ako to vysvetliť zvláštny obrázok? V roku 2005 Krupa a jeho tím na univerzite v Bonne presvedčili svet, že toto koplanárne usporiadanie nemôže byť náhoda. Navrhli, že mesiace tmavej hmoty boli rovnomerne rozložené okolo Mliečnej dráhy, ako predpovedali počítačové simulácie, a že iba jeden zo sto týchto trpaslíkov je dostatočne veľký na to, aby vytvoril hviezdy a stal sa viditeľným v ďalekohľade. Vzhľadom na tieto úplne rozumné predpoklady položili otázku: Ako často môžeme očakávať, že nájdeme systém ako Mliečna dráha so svojimi svietiacimi mesiacmi zoradenými okolo? Odpoveď spôsobila explóziu v kozmológii: pravdepodobnosť je menšia ako jedna k miliónu.

"Ak by temná hmota ovládala formovanie galaxií," tvrdí Krupa. "potom by sa satelitné galaxie nikdy nezoradili pozdĺž roviny." Opíšte svoje výsledky v článku. Krupa ponúkol vlastné riešenie. "Jediná cesta von," napísal. - naznačiť, že satelity Mliečnej dráhy nevznikli ako výsledok agregácie temnej hmoty." Temná hmota, tvrdil. neexistuje.

Byť dobrým teoretikom. Krupa ponúkol alternatívu. Domnieva sa, že satelity sú fragmenty veľkej progenitorovej galaxie, ktorá kedysi v minulosti preletela blízko Mliečnej dráhy. Rovnako ako sa asteroid rozpadá a zanecháva za sebou chvost trosiek, keď prechádza zemskou atmosférou, je možné, že mesiace Mliečnej dráhy vznikli z materiálu odobraného od väčšieho predka.

Keď sa pozrieme na vesmír, hovorí Krupa, vidíme niekoľko zrážkových galaxií dlhé mosty hviezdna hmota nazývaná prílivové ramená. Slapové ramená často obsahujú malé satelitné galaxie, ktoré vznikli v dôsledku stlačenia zachyteného materiálu. Samotný proces oddeľovania za vhodných podmienok spôsobí, že zachytený materiál sa zhromažďuje na vodnej rovine, podobne ako na satelitoch Mliečnej dráhy.

Krupovo vysvetlenie bolo elegantné, jednoduché a hlavne nekontroverzné. Rýchlo sa dostala pod nápor útokov. Napríklad hviezdy v satelitných galaxiách Mliečnej dráhy sa pohybujú príliš rýchlo na to, aby sa dali len obyčajnej hmote. Temná hmota ich musí držať pohromade, rovnako ako všetky časti Mliečnej dráhy. (Pozorovania skutočne naznačujú, že trpasličí satelity Mliečnej dráhy sú galaxiami s najvyšším obsahom tmavej hmoty vo vesmíre.) A slapový scenár pre vznik trpasličích galaxií naznačuje, že neobsahujú tmavú hmotu, takže otázka, čo im bráni odletieť od seba.

Po druhé, rovnako ako zrážka poškodí iné auto, zrážky medzi diskovými galaxiami zničia disky. Takmer vždy konečný výsledok zrážky galaxií – beztvarý zhluk hviezd. Mliečna dráha má jasne definovanú štruktúru a pomerne tenký disk. Nevidíme žiadne náznaky, že by bola v nedávnej minulosti poškodená nejakou kolíziou alebo fúziou.

Dark Web

Alternatívne riešenie hádanky neobvyklého usporiadania trpasličích galaxií si vyžaduje pohľad ďalej do hlbín vesmíru. Úsilie o numerické modelovanie, ktoré sa začalo v 70. rokoch minulého storočia, nebolo ľahké študovať vývoj jednotlivých galaxií, ale simulovalo gigantické objemy vesmíru. Keď to urobíme v najväčších mierkach, vidíme, že galaxie nie sú rozmiestnené náhodne. Naopak, majú tendenciu spájať sa do striktne definovanej vláknitej štruktúry nazývanej kozmická sieť. Predpovedanú štruktúru môžeme jasne rozoznať, keď sa pozrieme na mapy priestorového rozloženia skutočných galaxií.

Táto kozmická sieť pozostáva z majestátnych vrstiev naplnených miliónmi galaxií a tiahne sa na stovky miliónov svetelných rokov. Tieto vrstvy sú spojené vláknami v tvare cigary. V priestoroch medzi vláknami sú dutiny, v ktorých nie sú žiadne galaxie. Veľké galaxie, ako je naša, sa zvyčajne nachádzajú v bodoch siete, kde sa pretínajú mnohé vlákna.

Ako postgraduálny študent na Durhamskej univerzite v Anglicku som zostavoval počítačové modely týchto hustých oblastí. Jedného dňa som priniesol výtlačok najnovšie výsledky do mojej kancelárie vedecký školiteľ Carlos Frenk. Model, na ktorom som pracoval, sledoval formovanie Mliečnej dráhy a jej okolia počas 13 miliárd rokov histórie vesmíru – Frank niekoľko sekúnd hľadel na počítačovú kresbu, potom mávol papierom a zvolal: „Zvyšok nechaj! “ Satelitné galaxie, ktoré študujete, každá jedna z nich, leží v tej istej neuveriteľnej Krupovej rovine! Náš model nereprodukoval výsledky predchádzajúcich počítačových modelov – rovnomerné rozloženie satelitných galaxií v halo Mliečnej dráhy. Namiesto toho počítač predpovedal vytvorenie satelitov vodnej roviny - veľmi blízko tomu, čo pozorujú astronómovia. Cítili sme, že náš model začne odhaľovať záhadu, ako sa trpasličie satelity dokázali tak zvláštne usporiadať vo vesmíre.

"Prečo nesledujete vývoj satelitov späť v čase, aby ste zistili, odkiaľ prišli?" - navrhol Frank. Mali sme konečný výsledok; teraz nastal čas preskúmať medzistupne evolúcie.

Keď sme sa pozreli späť na simuláciu, videli sme, že trpasličie galaxie sa nevytvorili v oblastiach bezprostredne susediacich s Mliečnou dráhou. Spravidla boli zoskupené o niečo ďalej, vo vnútri vlákien kozmickej siete. Vlákna sú oblasti viac vysoká hustota než vesmírne prázdnoty. To je pravdepodobne dôvod, prečo priťahujú okolitý prach a plyn a zhromažďujú ich do rodiacich sa galaxií.

Obrázok ukazuje Trpasličia galaxia v súhvezdí Trpasličia galaxia Sochár. Snímku urobil Wide Field Imager, ktorý je nainštalovaný na 2,2-metrovom ďalekohľade MPG/ESO na Európskom južnom observatóriu v La Silla. Táto galaxia je jedným zo susedov našej Mliečnej dráhy. Ale napriek takejto tesnej blízkosti majú tieto dve galaxie absolútne rôzne dejiny vznik a vývoj, môžeme povedať, že ich charaktery sú úplne odlišné. Trpasličia galaxia Sculptor je oveľa menšia a staršia ako Mliečna dráha, čo z nej robí veľmi cenný objekt na štúdium procesov, ktoré viedli k zrodeniu nových hviezd a iných galaxií v ranom vesmíre. Vzhľadom na to, že vyžaruje veľmi málo svetla, je však jeho štúdium veľmi náročné.

Trpasličí galaxia v súhvezdí Sochár patrí do podtriedy trpasličích sféroidných galaxií a je jednou zo štrnástich satelitných galaxií, ktoré obiehajú okolo Mliečnej dráhy. Všetky sa nachádzajú blízko seba v oblasti halo našej Galaxie, čo je sférická oblasť siahajúca ďaleko za hranice špirálových ramien. Ako už názov napovedá, táto trpasličia galaxia sa nachádza v súhvezdí Sochár a leží vo vzdialenosti 280 000 svetelných rokov od Zeme. Napriek svojej blízkosti bol objavený až v roku 1937 s príchodom nových výkonných prístrojov, pretože jeho hviezdy sú veľmi slabé a zdá sa, že sú rozptýlené po oblohe. Nezamieňajte si túto galaxiu s galaxiou NGC 253, ktorá sa nachádza v rovnakom súhvezdí Sochár, no vyzerá oveľa jasnejšie a je to špirála s priečkou.

Trpasličia galaxia v súhvezdí Sochár. Zdroj: ESO

Informácie o fotografii

Informácie o fotografii

Hoci bolo ťažké odhaliť túto trpasličiu galaxiu, patrila medzi prvé slabé trpasličie objekty objavené v oblasti okolo Mliečnej dráhy. Jeho zvláštny tvar dáva astronómom pauzu od jeho objavenia až dodnes. Ale v našej dobe si astronómovia zvykli na sféroidné galaxie a uvedomili si, že takéto objekty nám umožňujú nahliadnuť ďaleko do minulosti vesmíru.

Predpokladá sa, že Mliečna dráha, podobne ako všetky veľké galaxie, vznikla v dôsledku splynutia s menšími objektmi počas prvých rokov vesmíru. A ak niektoré z týchto malých galaxií ešte dnes existujú, potom musia obsahovať veľa extrémne starých hviezd. Preto Trpasličia galaxia v súhvezdí Sochár spĺňa všetky požiadavky, ktoré platia pre prvotné galaxie. Práve tieto prastaré hviezdy možno pozorovať na tomto obrázku.

Astronómovia sa naučili určovať vek hviezd v galaxii podľa charakteristických znakov, ktoré sú prítomné v ich svetelnom toku. Toto žiarenie nesie veľmi málo dôkazov o prítomnosti ťažkých ťažkých kovov v týchto objektoch. chemické prvky. Ide o to, že takéto chemické zlúčeniny majú tendenciu sa hromadiť v galaxiách, keď sa menia generácie hviezd. Nízke koncentrácie ťažkých molekúl to teda naznačujú strednom veku Hviezdy v tejto sféroidnej galaxii sú dosť vysoké.

Oblasť oblohy okolo trpasličej galaxie v súhvezdí Sochár.