Что такое межгалактическое пространство
Что такое межгалактическое пространство?
Объекты глубокого космоса > Галактики > Что такое межгалактическое пространство?
Пространство, заполняющее пробел между звездами, называют межзвездным. Так что, то же самое пространство, но между галактиками, будет межгалактическим. Это огромные пустоты, разделяющие галактики. Например, если вам вздумалось попутешествовать от Млечного Пути к Андромеде, то придется преодолеть 2.5 миллиарда световых лет межгалактического пространства.
Оно настолько близко, насколько вы способны добраться до абсолютного вакуума. Там невероятно мало пыли и мусора (1 атом водорода на м 3 ). Галактики связаны разреженной плазмой, обладающей волокнистой структурой и плотнее средней вселенской плотности. Это межгалактическая среда, состоящая по большей части из ионизированного водорода. Она в 10-100 раз плотнее средней плотности Вселенной.
Межгалактическую среду можно увидеть в телескопы Земли, потому что способна нагреваться до миллиона градусов. Это достаточно высокая температура, позволяющая электронам сбегать от водородных ядер в момент столкновения. Рентгеновский спектр улавливает освобожденную в этом ударе энергию. Подобными исследованиями занимается рентгеновская обсерватория Чандра, которой удалось отыскать облака горячей межгалактической среды в участках, где галактики сталкиваются в скоплениях. Посмотрите видео, чтобы узнать больше о пространстве между галактиками.
Что находится между галактиками?
Все, что астрономы знают о Вселенной известно благодаря наблюдениям. Вглядываясь в глубины космоса, космический телескоп Hubble отправляет на нашу планету снимки далеких звезд, планет и галактик. По оценкам ученых только в наблюдаемой Вселенной находятся около двух триллионов галактик. Это трудно представить, однако благодаря фотографиям мы имеем о них и их расположении некоторое представление. Астроном Эдвин Хаббл еще в 1925 году определил несколько видов галактик: эллиптическая, неправильная, обычная спиральная, пересеченная спиральная и линзообразная. Выходит, ученые знают какие бывают галактики и что происходит внутри них, но знают ли они что находится между галактиками?
15 тысяч галактик в объективе телескопа Hubble
Что такое галактика?
Для начала на примере Млечного Пути давайте разберемся что представляют из себя галактики. Итак, галактика — это огромная гравитационно связанная система. В ней содержится порядка 200 миллиардов звезд, а также туманности, темная материя, планеты, облака пыли и газа, а также звездные скопления. Все объекты, находящиеся в галактике, участвуют в движении относительно общего центра масс. В самом сердце галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая, кстати, по сообщениям ученых в последнее время ведет себя довольно странно.
Так выглядит центр Млечного Пути
В зависимости от вида, согласно классификации Эдвина Хаббла, каждая галактика имеет свои особенности. Так, Млечный Путь по своей форме в профиль отдаленно похож на “летающую тарелку”. А не так давно ученые выяснили, что наша галактика совсем не плоская, как считалось раньше — оказалось, что Млечный Путь больше напоминает гармошку, так как галактика как будто смята ближе к краям.
Расстояние между галактиками чрезвычайно велико. Так, ближайшая к нам галактика Андромеда располагается на расстоянии 2,5 миллионов световых лет от Земли. Такое расстояние сложно себе представить. Но что находится между галактиками?
Кстати, обсудить столкнется ли наша галактика с галактикой Андромеды можно в нашем Telegram чате
Еще одна загадка Вселенной
Вскоре после Большого взрыва Вселенная была заполнена газом, в основном водородом. Со временем, то тут то там, гравитация стала стягивать газ к облакам, которые впоследствии превратились в галактики внутри которых родились звезды. Знаете по какой причине сияют звезды? Все дело в термоядерном горении водорода — те звезды, что превращаются в сверхновые и погибают после взрыва “выталкивают” газ обратно из галактик.
Там, в таинственном межгалактическом пространстве, газ охлаждается и становится плотнее. Там он и находится, пока сила гравитации не втягивает его обратно в галактику, где образуются новые звезды. Процесс повторяется: гравитация конденсирует газ в галактики и звезды, звезды взрываются и выбрасывают газ, гравитация снова притягивает газ и рождаются новые звезды.
Телескоп Hubble сделал снимок взрыва сверхновой
Со временем в любой галактике начинает заканчиваться перерабатываемый газ. А без газа во Вселенной не могут образовываться новые звезды; старые звезды живут своей жизнью и умирают, и в конечном итоге галактика тоже умирает. Галактики обитают в так называемой газовой ванне, среде, из которой они родились, и которая питает их. Галактики вдыхают и выдыхают газ, а звезды продолжают гореть, пока газ не исчезнет. Красиво звучит, правда?
Еще больше удивительных фактах о Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен
Из чего состоит Вселенная?
Раньше проблема с проверкой этой теории заключалась в том, что приборы астрономов были едва способны обнаружить признаки межгалактического газа, не говоря уже о его появлении и исчезновении. Однако сегодня, благодаря более чувствительным инструментам, ученые знают намного больше. Полученные данные говорят о том, что межгалактическая среда богата газом, который наполняет Вселенную и порождает галактики. Чуть менее убедительные, а иногда и загадочные свидетельства в около галактической среде показывают, что галактики живут за счет рециркуляции газа в звезды и из звезд.
А вот доказательства того, что у галактик может закончиться газ, и звезды перестанут рождаться, что приведет к гибели галактики пока только предварительные. Дело в том, что даже в молодой Вселенной газ не однороден. Межгалактическая среда также не является чистым водородом: она частично заполнена элементами, более тяжелыми, чем водород, которые появляются, когда звезды взрываются и умирают.
И все же, несмотря на множество вопросов, ученые сходятся во мнении, что эта древняя, охлаждающая, разреженная межгалактическая среда является хорошо понятой сущностью, которая содержит убедительную картину того, когда и из чего возникли галактики.
Однако, несмотря на появление новых инструментов и совместной работы ученых, на сегодняшний день общей картины рождения, жизни и смерти галактик нет. Чтобы лучше понять это, ученые прибегают к помощи компьютерной симуляции — так, недавно астрономы создали 8 миллионов галактик внутри компьютера. Вне зависимости от того, реальны симуляции или нет, именно с их помощью ученые смогут получить ответы на вопросы о природе межгалактического газа. Дело в том, что симуляции — наиболее ясная визуализация того, как газ мог создать галактики.
Ученые полагают что сегодня, 13,8 миллиардов лет спустя после Большого взрыва, только 60% газа сосредоточено в межгалактической среде; остальное находится в около галактической среде и внутри галактик. Получается, что на просторах Вселенной галактики нанизаны на пустоты, похожие на освещенные автомагистрали. Красиво! Несмотря на то, что многое пока остается загадкой.
Изучаем пустоту: межпланетное, межзвездное и межгалактическое пространства
Ученые не стремятся к простоте, поэтому даже космическое пространство охватывает не единое понятие, а делится на несколько категорий. Да и не стоит думать, что речь идет о пустоте, ведь даже в этих просторах существуют космические объекты. Давайте познакомимся с этой темой поближе.
Космическое пространство и его виды
Мы примерно понимаем, что такое Вселенная, но часто неправильно используем понятия. Например, космосом мы называем все, что видим за пределами Земли. Но будет точнее сказать, что космическое пространство – относительно «пустые» вселенские территории, которые находятся за пределами атмосферной черты небесных объектов.
Мы взяли слово «пустые» в кавычки, потому что на таких территориях можно найти небольшие объемы кислорода, межзвездного вещества, космические и электромагнитные лучи, а также пока не обнаруженную темную материю. Можно выделить три вида пространства: межпланетное, межзвездное и межгалактическое.
Межпланетное пространство
Границы Солнечной системы, за которой начинается межзвездное пространство
Все верно, это космическое пространство между планетами. Если точнее, то мы сталкиваемся с «пустотой», которая ограничивается орбитальным путем самой удаленной планеты от звезды. В нем находятся различные газовые компоненты, плазма, пыль, электромагнитные солнечные лучи и излучения других небесных тел.
Если брать нашу систему, то рассматриваем околосолнечное межпланетное пространство. Ранее границей служила орбита Плутона, но в 2006 году этот объект перенесли в разряды карликовых планет. Поэтому теперь учитываем восьмую планету – Нептун.
Межзвездное пространство
Звезды ютятся в галактиках и между ними также наблюдаются огромные пустые участки или межзвездная среда. На таких территориях наблюдаются пыль, газ, электромагнитные поля, космические излучения и темная материя (пока не найдена).
Межзвездная среда постоянно получает различные продукты ядерного синтеза, так как на финальном этапе жизни звезда сбрасывает внешнюю оболочку со всеми элементами. Впервые сам термин в 1626 году использовал философ и историк Фрэнсис Бэкон.
Межзвездное пространство лишено однородности, так как удается встретить различные туманности, глобулы и масштабные молекулярные облака. Сама межзвездная среда характеризуется невысокой плотностью и оптической тонкостью.
Межгалактическое пространство
Наши любимые галактики должны где-то существовать, поэтому между ними также есть космические участки. Это интересный тип пространства, потому что практически лишен материи. То есть, по составу нам почти удается наблюдать абсолютный вакуум. Можно встретить лишь невероятно разреженный ионизированный газ.
Здесь присутствуют высокие температуры – десятки миллионов градусов. В качестве причины нагрева называют электромагнитные лучи черных дыр, звездный ветер, взрывы сверхновых. Также встречается межгалактическая пыль, о которой узнали только в 1949 году.
Постскриптум
Как видите, даже мнимая пустота космического пространства заслуживает огромного внимания ученых, а что говорить об остальной части бесконечной Вселенной с ее удивительными объектами.
Межгалактическое пространство и расширение Вселенной
Каждый школьник знает, что существуют планеты, звезды, галактики, которые в своей совокупности вместе с физическими законами и константами образуют Вселенную. Одним из интересных вопросов является о том, что такое межгалактическое пространство, что оно собой представляет. Предлагается рассмотреть его подробнее.
Общие представления о наблюдаемой Вселенной
Перед тем как переходить к рассмотрению вопроса о межгалактическом пространстве, необходимо познакомиться с нашей Вселенной.
В настоящее время установлено, что физические законы, известные человечеству, выполняются во всех уголках наблюдаемой Вселенной, и не найдено еще места в космосе, где эти законы бы нарушались.
Что касается материи, то она во Вселенной организована специальным образом: планеты вращаются вокруг своих звезд, звезды объединяются в скопления, которые носят названия галактик. В свою очередь, галактики объединяются в местные скопления галактик и в суперскопления, а уже суперскопления разбросаны по всей Вселенной, являются практически независимыми.
Также важно знать, что основными силами, действующими в космических масштабах, являются силы гравитации. Благодаря этим силам наша Земля вращается вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг центра нашей спиралевидной галактики Млечный Путь.
Галактики во Вселенной
Как уже было отмечено, вся наблюдаемая материя во Вселенной сконцентрирована в галактиках. Под этим словом понимают гигантские звездные скопления, которые связаны гравитационными силами, и что имеют определенную пространственную форму. Например, бывают эллиптические, спиральные, линзообразные галактики, а также неправильной формы. Галактики могут быть маленькими (107 звезд) и большими (1014 звезд). Для примера можно отметить, что в нашей галактике содержится порядка 1011 звезд.
Галактики объединяются в скопления, в которых они взаимодействуют друг с другом благодаря все тем же гравитационным силам. Различные их суперскопления удаляются друг от друга, а вот внутри скоплений они могут двигаться и навстречу друг другу. Так, галактика Туманность Андромеды движется навстречу нашей со скоростью 300 км/c, поэтому в будущем обе они соединятся в одно большое скопление.
Межгалактическое пространство
Под этими словами понимается пространство, разделяющее галактики. При этом сами галактики могут быть соседними, как например наш Млечный Путь и Туманность Андромеды, так и удаленными на миллионы и сотни миллионов парсек.
Что находится в пространстве между галактиками?
Если ответить на этот вопрос, что между галактиками ничего нет, то такой ответ будет максимально близок к истине. По современным оценкам средняя плотность материи во Вселенной составляет один атом водорода на 1 м3 космического пространства. Однако эта цифра не говорит ни о чем, если принять во внимание неоднородное распределение материи во Вселенной.
Если говорить строго, то межгалактическое пространство не является абсолютно пустым. В нем существуют заряженные элементарные частицы (протоны, электроны). Более того, пространство между галактиками пронизано электромагнитным излучением, идущим от звезд. Благодаря этому факту мы можем видеть самые далекие от нас галактики. Температура рассматриваемого пространства оценивается в 2,73 К.
Исходя из приведенной выше информации, каждый может ответить на вопрос, есть ли звезды в межгалактическом пространстве. Конечно же, их там нет.
Пространство во Вселенной расширяется
Как выше уже было отмечено, находящиеся на больших расстояниях друг от друга галактики, удаляются. Скорость этого процесса можно рассчитать, если воспользоваться так называемым законом Хаббла. Экспериментальное подтверждение расширения Вселенной было обнаружено в конце XX века, благодаря изучению красного смещения электромагнитного спектра далеких галактик.
Самое интересное заключается в том, что согласно закону Хаббла, чем дальше находятся галактики друг от друга, тем быстрее они разлетаются. Это означает, что существуют такие, которые удаляются друг от друга быстрее, чем скорость света! В этом факте нет никакого нарушения теории относительности Эйнштейна, поскольку не сами галактики движутся быстрее скорости света, а само пространство расширяется с огромными скоростями.
Будущее Вселенной
Поскольку Вселенная расширяется, и межгалактическое пространство постоянно увеличивается, то, согласно самой популярной на сегодняшний день гипотезе, наша Вселенная, в конце концов, замерзнет и погрузится в вечный мрак, поскольку все вещество в ней полностью распылится, будет представлено в виде атомов и субатомных частиц.
Межгалактическое пространство: что находится между галактиками?
Содержание:
Но разве это единственная галактика во Вселенной? Нет, конечно нет. До недавнего времени было подсчитано, что Вселенная может содержать до 2 миллионов миллионов галактик. И хотя недавно, в 2021 году, эта оценка снизилась до нескольких сотен миллиардов, количество галактик во Вселенной по-прежнему огромно.
Но что именно находится в этом межгалактическом пространстве? Является ли пространство между галактиками чистым вакуумом? Какие у него расстояния? Почему галактики отделяются друг от друга? Будьте готовы к тому, что ваша голова взорвется, ведь сегодня мы покинем наш Млечный Путь и погрузимся в удивительные (и очень темные) секреты межгалактического пространства.
Что такое межгалактическое пространство?
По факту, вся материя в галактике сохраняет свою сплоченность благодаря существованию в центре масс сверхмассивной черной дыры с таким огромным гравитационным притяжением, что он захватывает все звезды в галактике (и, между прочим, астрономические объекты, вращающиеся вокруг этих звезд) на своей орбите.
Не вдаваясь в подробности, наше Солнце и до 400 000 миллионов звезд в Млечном Пути вращаются вокруг Стрельца A, сверхмассивной черной дыры диаметром 44 миллиона км и массой, эквивалентной 4 300 000 Солнцам, что благодаря своей притягательной силе позволяет Солнце, несмотря на то, что оно находится на расстоянии 25 000 световых лет от центра Млечного Пути, вращается вокруг него со скоростью 252 км / с, совершая один оборот по орбите каждые 200 миллионов лет.
Но тогда, если вся материя находится внутри галактик, что между ними? Что в межгалактическом пространстве? Расстояния, разделяющие галактики, огромны. Намного больше, чем в любой галактике. Фактически, если бы мы могли видеть Вселенную во всей ее полноте, галактики были бы небольшими островами в океане пустоты.
Не идя дальше, наш Млечный Путь находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от Андромеды, ближайшей к нам галактики.. Один световой год равен 9 460 730 472 580 км, то есть расстоянию, которое свет проходит при скорости 300 000 км / с за один год. Если умножение этого на 52 850 световых лет, которые измеряют нашу галактику от конца до конца, уже безумие, представьте, что умножьте это на 2500000 световых лет, которые отделяют нас от Андромеды. Вот насколько необъятно, подавляюще и устрашающе межгалактическое пространство.
Межгалактическая среда, блуждающие звезды и сверхскоростные планеты: что между галактиками?
Поняв, что такое межгалактическое пространство, и представив в перспективе (в пределах возможностей нашего человеческого разума) обширность пространства между галактиками, пора ответить на большой вопрос: что находится между галактиками?
И прежде чем продолжить, сделайте заявление, которое наверняка взорвет вам голову: несмотря на то, что он практически пустой, межгалактическое пространство содержит вместе больше материи, чем все галактики во Вселенной, вместе взятые. Как это возможно? Ну, потому что, хотя плотность материи ничтожна, глобальное расширение «пустоты» (которое, как мы уже видим, не так уж пусто) настолько огромно, что и общая материя тоже огромна.
Фактически, по оценкам, сумма всей материи, присутствующей в межгалактическом пространстве, будет составлять до 80% барионной материи во Вселенной, которая является обычной материей, с которой мы можем взаимодействовать (тогда есть темная материя. и другие безумные вещи, в которые мы сегодня не войдем).
Но насколько тонко мы об этом говорим? Плотность материи уменьшается по мере удаления от галактик. В точках с более низкой плотностью речь идет об 1 атоме водорода на кубический метр.. Чтобы понять эту низкую плотность, представьте, что в кубическом метре воздуха, которым вы дышите, содержится 5 x 10 ^ 22 атомов водорода. То есть, если в кубическом метре атмосферного воздуха содержится 50 000 триллионов атомов водорода, то в кубическом метре самой пустой точки межгалактического пространства находится 1 атом. Или даже меньше. Удивительный.
Но на этом удивительные вещи не заканчиваются. И именно в этой практически «пустоте» есть вещи. И именно здесь мы должны поговорить о трех увлекательных концепциях: межгалактическая среда, блуждающие звезды и сверхскоростные планеты. Будьте готовы, потому что приближаются кривые.
1. Межгалактическая среда.
Эта межгалактическая среда будет состоять в основном из ионизированного газообразного водорода и при высокой температуре со «следами» других более тяжелых элементов, таких как углерод, кислород или кремний. Считается, что водород, образующий эти ионизированные плазменные волокна, возник в результате самого Большого взрыва, в то время как более тяжелые элементы были выброшены из галактик через туманности.
Как бы то ни было, эти нити космической плазмы их нельзя увидеть напрямую, так как у них недостаточно энергии, чтобы светиться, но это не значит, что их нельзя обнаружить. Фактически, с открытием первых квазаров (очень странных, далеких и, следовательно, древних астрономических объектов, содержащих черную дыру и излучающих огромное количество энергии во всем электромагнитном спектре), астрономы увидели, что исходящий от них свет был не таким, каким он был. должно быть.
Во время своего путешествия через межгалактическое пространство что-то поглотило часть этого света. Виновный? Точно. Ионизированный газ межгалактической среды. Впоследствии их исследование позволило определить, что именно эта межгалактическая среда делает пространство между галактиками непустым и что в целом оно содержит больше материи, чем все галактики Вселенной вместе взятые.
И хотя есть области этой межгалактической среды, которые из-за расширения пространства Вселенной обречены быть удаленными (и все более удаленными) от окружающих ее галактик, части, наиболее близкие к галактикам, играют очень важную роль. в них. И это эта межгалактическая среда накапливается в галактиках со скоростью примерно в одну солнечную массу в год.. Межгалактическое пространство, которое мы считали пустым, дает нам ингредиенты (в виде газообразного водорода) для рождения новых звезд. «Пустота» между галактиками дает жизнь галактикам.
Космическая паутина, заполняющая пространство между галактиками.
2. Блуждающие звезды
Каким бы впечатляющим ни было межгалактическое окружение, это не единственное, что находится между галактиками. Есть еще звезды. Да как вы это слышите. На самом деле, по оценкам астрономов, половина звезд Вселенной была бы потеряна посреди необъятности межгалактического пространства, обреченные блуждать вечно и до самой своей смерти в пустоте между галактиками.
Но как это возможно? Ну, в основном двумя способами. Как гравитационное притяжение черной дыры, так и столкновение с другой звездой может привести к выбросу звезды, жертвы невообразимой силы, с орбиты вокруг сверхмассивной черной дыры в центре ее галактики.
Эти звезды, что Их называют убегающими звездами, они могут путешествовать со скоростью более 2,4 млн км / ч., будучи обреченными рано или поздно покинуть пределы своей галактики. Не имея ничего, с чем можно было бы гравитационно взаимодействовать, эта звезда в конечном итоге войдет в межгалактическое пространство, и в этот момент она известна как блуждающая звезда.
3. Гиперскоростные планеты.
После того, как вы увидели то, что мы видели о звездах, у вас должен возникнуть вопрос: не могут ли быть блуждающие планеты? И ответ ясен: да. Исследования показывают, что в межгалактическом пространстве могут быть миллиарды планет, которые, как блуждающие звезды, бесцельно блуждают в пространстве между галактиками..
Когда это происходит, ее называют планетой кочевников и, как следует из названия, она обречена на бесцельное блуждание. Считается, что планет-кочевников может быть в 100000 раз больше, чем звезд в Млечном Пути.. А звезд в Млечном Пути давайте вспомним, что их может быть до 400 миллиардов. Итак, мы сталкиваемся с невообразимым количеством планет, бесцельно блуждающих по галактике.
Много раз эта планета оказывалась в ловушке гравитации какой-то другой звезды в своей галактике, поэтому она «принималась» в новой Солнечной системе (помните, что Солнце может использоваться для любой другой звезды в планетной системе). Но есть и другие, кому не повезло.
Некоторых ловят беглые звезды что мы видели раньше. И, очевидно, это заставит кочевую планету покинуть галактику со скоростью, которая из-за гравитационного воздействия звезды может составить почти 50 миллионов км / ч. В то время кочевая планета считается сверхскоростной планетой, которую также можно изгнать из своей галактики.
Сколько миров во Вселенной будет изгнано в межгалактическое пространство, обречено вечно блуждать в необъятном пространстве между галактиками, пока они не станут не чем иным, как холодной и темной скалой, затерянной в Космосе? Без сомнения, Вселенная завораживает. Но это тоже может быть страшно.