Скопления Галактик

Вселенная вовсе не хаотична. Все ее элементы входят в разные взаимосвязанные структуры. Звезды являются элементами галактик, а сами галактики, как мы видели на примере местной группы, объединяются в системы. Астрономы имеют возможность наблюдать бесчисленное множество скоплений галактик — одни из самых крупномасштабных структур во Вселенной. Как правило, они содержат от 100 до 1000 галактик и имеют массы от 1014 до 1015 солнечных. При этом большая часть массы приходится не на сами галактики — их доля составляет всего 1 %. Еще 9 % — это горячий межгалактический газ, остальные 90 % — таинственная темная материя.

Скопление галактик в созвездии Волосы Вероники. Изображение в ультрафиолетовом и видимом диапазоне, полученное космическим телескопом «Спитцер»

В КОЛЬЦЕ ТЕМНОЙ МАТЕРИИ

Скопление галактик CL0024+17. Снимок космического телескопа «Хаббл»

Астрономы не могут наблюдать темную материю непосредственно, однако о присутствии ее говорит гравитация, действие которой на другие тела можно увидеть на фотографиях скоплений галактик, в частности CL0024+17 в созвездии Рыбы.

Представленное изображение — компьютерная обработка снимка телескопа «Хаббл». Изучение оригинальной фотографии выявило множество слабых искажений изображений галактик, появившихся в результате гравитационного линзирования. Это позволило сделать предположение, что центр скопления галактик CL0024+17 окружен грандиозным кольцом из темной материи, лишенным обычного вещества. Размер его, как показывает компьютерное моделирование, около 5 млн св. лет. При компьютерной обработке кольцо наложили на светло-голубой фон фотографии. По одной из гипотез, это временное образование, возникшее в результате столкновения скопления галактик с другим скоплением около миллиарда лет назад.

ВЕЛИКОЕ СТОЛКНОВЕНИЕ

Скопление галактик MACS 0717. Составное изображение, полученное рентгеновским телескопом «Чандра»

На снимке — столкновение и слияние четырех некогда самостоятельных скоплений галактик. Когда сталкиваются несколько скоплений галактик, обширные области разогретого газа тормозятся, взаимодействуя друг с другом, но в целом галактики, состоящие в основном из пустоты (промежутки между звездами) и влияющие друг на друга лишь гравитационно, не уменьшают скорость так быстро. Таким образом, сопоставление изменений скоростей галактик и газовых облаков помогает рассчитать первоначальные скорость и направление каждого скопления.

СКОПЛЕНИЕ ДЕВЫ

Скопление Дева. Со снимка удалены изображения ярких передних звезд (темные пятна)

Самое близкое к нам скопление галактик расположено в направлении созвездия Дева. До него — от 15 до 22 Мпк, то есть отдельные его галактики расположены на расстояниях примерно от 40 до 70 млн св. лет. В скоплении насчитывается, по крайней мере, 1300 галактик (но, скорее всего, их число приближается к 2000). На земном небе скопление занимает довольно большой участок в созвездии Дева.

Ярчайшие галактики этого скопления были описаны еще Шарлем Мессье в его каталоге туманных объектов. Многие из них доступны любительским инструментам.

Гигантская эллиптическая галактика М87

Джет в М87. Снимок космического телескопа «Хаббл»

Эллиптическая галактика-сверхгигант М87 — крупнейшая в созвездии Дева. Расположена на расстоянии около 53,5 млн св. лет от Земли. M87 — вторая по яркости галактика в скоплении Девы.

Это галактика с активным ядром, в котором находится сверхмассивная черная дыра. Последняя является мощным источником разных видов излучения, особенно радиоволн, а также порождает релятивистскую струю (джет). Этот выброс энергетической плазмы из ядра простирается как минимум на 4900 св. лет.

Пара галактик М60 и NGC 4647

М60 и NGC 4647. Снимок космического телескопа «Хаббл»

Эта пара состоит из эллиптической и спиральной галактик. Хотя они расположены близко друг от друга в пространстве Вселенной, астрономы долгое время спорили, действительно ли между ними имеется взаимодействие. Дело в том, что в этих галактиках не наблюдается активного звездообразования, которое является обычной реакцией на гравитационные возмущения и обмен веществом в системах. Но в 2012 году с помощью телескопа «Хаббл» удалось обнаружить наличие между парными галактиками приливного взаимодействия.

ЦЕПОЧКА МАРКАРЯНА

Несколько галактик в скоплении Девы образуют так называемую цепочку Маркаряна. Цепочка — потому, что они выглядят расположенными вдоль гладкой кривой. Названа в честь советского астрофизика Вениамина Егишевича Маркаряна, открывшего их общее движение в начале 1960-х годов. Как минимум семь из этих галактик движутся согласованно, остальные могли случайно наложиться на цепочку.