212 (Просторовий розподіл галактик), страница 2

Таким чином, Місцеве надскупчення галактик (або Місцева надгалактика) — це фізично реальна система, зв'язана силами гравітаційного притягання її членів. Воно охоплює Місцеву групу галактик і близькі до нас скупчення зоряних систем. Місцева група галактик міститься на периферії Місцевої надгалактики. Згідно з оцінками загальна кількість галактик Місцевого надскупчення, не враховуючи карликових, становить близько 2-Ю⁴, а діаметр його дорівнює майже 60 Мпк.

Астрономи вивчають динаміку Місцевої надгалактики, зокрема досліджують рух Місцевої групи галактик у цій надсистемі. Цікавим є вивчення гравітаційного впливу скупчення галактик у сузір'ї Діви на Місцеву групу галактик. Є вказівки на те, що сили притягання між цими об'єктами здатні сповільнити, а то й зупинити їхнє взаємне віддалення. Ймовірно й те, що після цього Місцева група галактик почне рухатися у напрямку до скупчення в сузір'ї Діви. Ще астрономи виявили, що Місцева група галактик рухається в напрямку на сузір'я Гідри (Hydra, Hya) зі швидкістю приблизно 600 км/с. Це переміщення Місцевої групи галактик виявлено з аналізу асиметрії мікрохвильового фонового випромінювання неба, виявленої понад 10 років тому. Щоб пояснити виявлений рух, учені висунули гіпотезу про існування велетенського скупчення зоряних систем, так званого Великого Атрактора, яке притягує до себе Місцеву групу галактик. Сучасні дослідження вказують на те, що гіпотетичним Великим Атрактором може бути скупчення галактик під назвою АС03627, віддалене від нас на 250 млн св. років. Згідно з оцінками воно містить понад 10³ галактик, а його маса перевищує масу Галактики в 10⁴ разів. Це велетенське скупчення — один із основних факторів, які визначають рух Місцевої групи галактик.

Місцеве надскупчення галактик — не єдине у Всесвіті. Уже виявлено декілька десятків надскупчень, кожне з яких охоплює десятки окремих великих скупчень зоряних систем. Типові розміри надскупчень галактик становлять 50—100 Мпс. Проте поряд з надскупченнями у Всесвіті виявлено й одиночні скупчення галактик, тобто такі, що не входять до надскупчень.

В ієрархії космічних утворень скупчення й надскупчення галактик — це проміжні об'єкти між галактиками й Метагалактикою. Метагалактикою називають частину Всесвіту, яка доступна сучасним засобам досліджень. Вона охоплює всі відомі тепер небесні тіла. За сучасними уявленнями надгалакитики є складовими частинами Метагалактики.

Великомасштабна структура всесвіту. Розширення метагалактики

У дослідженні просторового розподілу галактик та їхньої еволюції позагалактична астрономія близько підходить до космології — галузі астрономії, яка вивчає Всесвіт у цілому. Космологія грунтується на даних спостережень і теоретичних висновках, які стосуються всієї охопленої астрономічними спостереженнями частини Всесвіту — Метагалактики. Основним питанням космології є питання щодо виникнення так званої великомасштабної структури Всесвіту, тобто розподілу речовини у Всесвіті в найбільших масштабах. Таким чином, основну проблему космології можна розуміти як питання про формування галактик, їхніх груп, скупчень і надскупчень. У переважній частині сучасних космологічних моделей механізмом виникнення великомасштабної структури Всесвіту вважається гравітаційна нестійкість речовини. Як припускають учені, сучасна великомасштабна структура Всесвіту, яку спостерігають астрономи, могла утворитися з флюктуацій первинної речовини внаслідок гравітаційної нестійкості. Із флюктуацій густини галактичного масштабу сформувалися зоряні системи, а із великомасштабних неоднорідностей речовини утворилися багаті скупчення галактик і великі порожнини. У наш час у космології поширено два альтернативних сценарії (моделі) утворення великомасштабної структури Всесвіту. Це так звані сценарій фрагментації великомасштабних первинних неоднорідностей речовини на галактики та сценарій ієрархічного скупчування галактик. Згідно з останнім галактики утворюються внаслідок злиття об'єктів меншої маси. Для побудови ж узгодженої зі спостереженнями, цілісної теорії формування галактик та їхніх угруповань потрібно розв'язати цілу низку питань, одне з яких — природа так званої темної матерії.

Ми стисло розглянули проблему утворення великомасштабної структури Всесвіту. Ще одна проблема космології — характер розширення Всесвіту. Розширення (нестаціонарність) Метагалактики виявив 1929 ρ. Ε. Π. Хаббл на основі спостережень галактик. Учений встановив, що чим більша відстань г галактики від нас, тим з більшою радіальною (променевою) швидкістю ν ця галактика віддаляється:

v = Нr,

де коефіцієнт пропорційності Я називається сталою Хаббла. Це так званий закон Хаббла (докладніше про цей закон можна прочитати нижче у розділі «Пам'ятні дати в історії астрономії»). Закон Хаббла точніше виконується не для окремих галактик, а для їхніх скупчень чи груп, оскільки при цьому усереднюються індивідуальні швидкості окремих галактик скупчення. Закон Хаббла з високою точністю описує рухи центрів мас скупчень і груп галактик, а також переміщення одиночних галактик (які не входять до угруповань). Але в межах самих угруповань цей закон може не виконуватись. Ще Хаббл помітив, що наведене вище співвідношення не справджується для галактик — членів Місцевої групи. Це пояснюється сильною гравітаційною взаємодією між зоряними системами названого угруповання. Що ж до Місцевого надскупчення галактик, то його члени віддаляються один від одного зі швидкістю, трохи меншою, ніж за законом Хаббла. Таким чином, Місцева надгалактика розширюється.

Раніше вчені вважали, що розширення Всесвіту сповільнюється з часом унаслідок гравітаційної взаємодії матерії. Проте недавно з'явилися докази того, що з часом розширення Метагалактики не сповільнюється, а прискорюється. Такий висновок зроблено на основі спостережень наднових зір у галактиках, віддалених від нас на декілька мільярдів світлових років. Ці спостереження показали, що названі галактики віддаляються від нас повільніше, ніж передбачає закон Хаббла. Оскільки швидкість світла (носія інформації) скінченна, то спостереження далеких обєктів дає нам інформацію не про сучасний їхній стан, а про стан, у якому вони перебували давно. Отже, спостерігаючи галактики, віддалені від нас на декілька мільярдів світлових років, астрономи дізнаються про те, як розширювався Всесвіт декілька мільярдів років тому. Закон Хаббла ж показує, як розширюється Всесвіт тепер. Врахувавши це, учені й дійшли висновку, що з часом розширення Метагалактики прискорюється. З другого боку, 2000 р. астрономи спостерігали ще віддаленішу Наднову (на відстані 10 млрд св. років від нас). Ці спостереження показали, що названа зоря (а, отже, і галактика, якій вона належить) віддаляється від нас швидше, ніж за законом Хаббла. Отже, на відміну від вищеописаних спостережень, названі спостереження вказують на те, що розширення Всесвіту сповільнюється з часом. Таким чином, за спостереженнями об'єкта, віддаленого від нас на 10 млрд св. років, розширення Метагалактики сповільнюється, а за спостереженнями ближчих Наднових (декілька мільярдів св. років від нас) розширення Всесвіту, навпаки, прискорюється. Проте деякі астрономи вважають, що ці висновки, в принципі, не суперечать один одному. Учені припускають, що ранній Всесвіт розширювався зі сповільненням. А згодом, декілька мільярдів років тому, в Метагалактиці почали переважати сили відштовхування між тілами, що спричинило її розширення з прискоренням. Природа сил відштовхування поки що невідома.

У Всесвіті галактик — не злічить, І кожна з них — то загадковий світ. Світи далекі... Навіть промінь мчить Від них до нас мільйони й більше літ. І велич цих світів дивує нас, Та вабить і захоплює щоднини: Який там простір, як там плине час, Куди летять галактики невпинно?