A csillagászok már a 20. század elején tudtak más galaxisok létezéséről. Annak ellenére, hogy a felfedezett galaxisok közül az elsőt már ismerték a tudósok, először ködnek nevezték őket, ami a mi galaxisunknak - a Tejútnak - tulajdonította őket. A tudósok azt feltételezik, hogy ezek a ködök külön csillagrendszert képviselhetnek. Az ilyen hipotézisek azonban nem állták ki a tudományos világ vizsgálatát. Ennek oka a megfigyelési technika tökéletlensége volt.
Galaxis-kutatás
1922-ben Ernst Epik észt csillagásznak sikerült kiszámítania azt a hozzávetőleges távolságot, amely elválasztja a Naprendszert az Androméda-ködtől. Az adatok, amelyeket a csillagász kapott, 0,6-a azoknak a számoknak, amelyekkel most a tudósok rendelkeznek – és ez még pontosabb számítás, mint E. Hubble-é. Maga Edwin Hubble 1924-ben használta az akkori legnagyobb távcsövet. Átmérője 254 cm volt, a Hubble az Androméda távolságát is kiszámította. Mára a tudósok pontosabb adatokkal rendelkeznek, amelyek háromszor kisebbek, mint a Hubble által készített adatok, de ez a távolság mégis olyan nagy, hogy a köd nem lehet galaxisunk része. Így az Androméda-köd lett az első különálló galaxis.
Galaxishalmazok
A csillagokhoz hasonlóan a galaxisok is különböző méretű csoportokat alkotnak. Ráadásul ez a tulajdonság sokkal nagyobb mértékben fejeződik ki bennük, mint a csillagokban. A legtöbb csillag nem része a halmaznak, mivel galaxisunk általános mezőjének része. A Tejútrendszert (helyi galaxist) magában foglaló galaxiscsoport 40 galaxisból áll. Ez a csoportosítás nagyon gyakori az univerzumban.
Megfigyelésre elérhető galaxiscsoport
A galaxishalmaz ismert részét "Metagalaxisnak" hívják – csillagászati módszerekkel lehet megfigyelni. A Metagalaxis összetétele körülbelül egymilliárd galaxist foglal magában, amelyek megfigyelése teleszkópok segítségével lehetséges. A Tejútrendszer a Metagalaxis egyik csillagrendszere. A mi galaxisunk és körülbelül másfél tucat másik galaxis egy galaktikus csoporthoz tartozik, amelyet a galaxisok helyi csoportjának neveznek.
A Metagalaxis felfedezésének lehetőségei főleg a 20. század végén jelentek meg. A csillagászok rájöttek, hogy az intergalaktikus térben vannak kozmikus és elektromágneses sugárzások, egyedi csillagok, valamint intergalaktikus gázok. A tudományos fejlődésnek köszönhetően lehetővé vált különféle típusú galaxisok – kvazárok, rádiógalaxisok – tanulmányozása.
A metagalaxis tulajdonságai
Néha a csillagászok szeretik a Metagalaxist "Nagy Univerzumnak" nevezni. A technológia és a teleszkópok fejlődésével egyre több válik megfigyelhetővé. A csillagászok azt gondoljákhogy a Tejútrendszer és a következő 10-15 galaxis ugyanannak a galaxishalmaznak a tagja. A Metagalaxisban nagyon gyakoriak a galaxishalmazok, amelyek száma 10-től több tucat tagig terjed. Az ilyen csoportokat a csillagászok nagy távolságból rosszul megkülönböztetik. Ennek az az oka, hogy a törpegalaxisok nem láthatók, és általában csak néhány óriási galaxis található az ilyen csoportokban.
Einstein relativitáselmélete szerint a nagy tömegek meghajlíthatják maguk körül a teret. Ezért az eukleidészi geometria rendelkezései ebben a térben nem indokoltak. Csak a metagalaxis hatalmas skáláján lehet látni a különbségeket a két tudományos megközelítés – a newtoni mechanika és az einsteini mechanika – között. A Metagalaxisban is működik az úgynevezett vöröseltolódási törvény. Ez azt jelenti, hogy a körülöttünk lévő galaxisok különböző irányokba távolodnak. Ráadásul minél távolabb kerülnek, annál nagyobb lesz a sebességük.
Galaxistípusok alak szerint
A galaktikus klaszterek lehetnek nyitottak vagy gömb alakúak. Több tucat, sőt több ezer különböző galaxist is tartalmazhatnak. A hozzánk legközelebbi galaxis a Szűz csillagképben található, és 10 millió parszekre van tőle. A szabályosnak nevezett galaxishalmazok gömb alakúak. Az őket alkotó galaxisok hajlamosak egy pontra koncentrálni - a galaktikus halmaz közepére. A szabályos klaszterek már nagy sűrűséggel rendelkeznekgalaxisok, de ezek központjában a koncentráció eléri a maximumot. Azonban a szabályos halmazoknak is vannak különbségei, amelyek főként a sűrűségükben és az alkotó galaxisaik különböző számában nyilvánulnak meg.
A legnagyobb sűrűségű galaxisok
Például a Coma of Veronica galaxiscsoportot számos összetevő különbözteti meg, és a Pegazust alkotó galaxisok sűrűek. Különösen magas a Pegazus középső régiójában. Itt a sűrűség eléri a 2 ezer galaxist 1 köbmegaparszekonként. A szomszédos galaxisok gyakorlatilag érintkeznek egymással, és sűrűségük csaknem 40 ezerszer nagyobb, mint a Metagalaxisban. Ezenkívül a nagy sűrűség jellemző az északi korona galaxiscsoportjaira.
Honnan jöttek a galaxisok?
A tudósok egyelőre nem tudnak pontos választ adni erre a kérdésre. Az ősrobbanás elmélete szerint azonban a fiatal univerzum tele volt hidrogénnel és héliummal. Ebből a vastag felhőből a sötét anyag (és ezt követően a gravitációs erők) hatására elkezdtek kialakulni az első csillagok és csillaghalmazok.
Mikor jelentek meg az első csillagok az univerzumban?
Egyes csillagászok szerint a csillagok meglehetősen korán megjelentek – már 30 millió évvel az Ősrobbanás után. Mások meg vannak győződve arról, hogy ez a szám 100 millió év. A modern technológiát alkalmazó vizsgálatok azt mutatják, hogy a világítótestek egyidejűleg több darabban alakultak ki – gyakran ez a szám a százakat is elérte. Ezt elősegítették a gravitációs erők, amelyek hatnak az Univerzumot kitöltő gázra. A gázfelhők korongokká kavarogtak, és bennük fokozatosan sűrűsödések alakultak ki, majd csillagokká váltak. A korai Univerzumban az első csillagok igazán gigantikusak voltak, mert rengeteg "építőanyaguk" volt számukra.
A csillagászok által felfedezett legnagyobb galaxishalmaz az SPT-CL J0546-5345. Tömege majdnem megegyezik 800 billió nap tömegével. A tudósok képesek voltak kimutatni egy óriási galaxist a csillagászati Sunyaev-Zeldovich effektus segítségével - ez abban rejlik, hogy a mikrohullámú sugárzás hőmérséklete csökken, amikor kölcsönhatásba lép az Univerzumban található óriási objektumokkal. Ez a halmaz 7 milliárd fényévnyire van tőlünk. Más szóval, a csillagászok úgy figyelik meg, ahogyan 7 milliárd évvel ezelőtt volt – ez pedig 6,7 milliárd évvel az ősrobbanás után.
Az Univerzum távoli területein egy másik galaxishalmazt fedeztek fel, amely egy különálló űrrendszert alkotott - ACT-CL J0102-4915. A csillagászok ezt a hatalmas galaxiscsoportot El Gordo-nak nevezték el, ami spanyolul „kövért” jelent. Távolsága a Földtől 9,7 milliárd fényév. Ennek a galaxiscsoportnak a tömege 3 millió milliárddal meghaladja a Nap tömegét.
Veronika haja
A Coma Klaszter az egyik legérdekesebb galaktikus csoport a metagalaxisban. Körülbelül több ezer galaxist tartalmaz. Több száz millió fényévnyire találhatók a Tejútrendszertől. Többséga galaxisok elliptikusak. Veronica haját nem különböztetik meg fényes csillagok - még a Tiara nevű alfa is kicsi. Ebben a csillagképben halványan világító csillagokból álló „Coma” halmaz figyelhető meg, ami latinul „szőrt” jelent. Az ókori görög tudós, Eratoszthenész "Ariadné hajának" nevezte ezt a klasztert. Ptolemaiosz az Oroszlán csillaghalmaznak tulajdonította.
A csillagkép egyik legszebb galaxisa az NGC 4565, vagyis a Tű. Bolygónk felszínéről élesen látható. 30 millió fényévnyire található a Naptól. A galaxis átmérője pedig több mint 100 ezer fényév. Két kölcsönhatásban lévő galaxis is található a Veronikai Hairban – az NGC 4676, vagy ahogy ezt a csoportot is nevezik: „Egerek”. 300 millió fényév távolságra távolítják el őket a Földről. Tanulmányok kimutatták, hogy miután ezek a galaxisok áthaladtak egymáson. A tudósok azt sugallják, hogy az "egerek" többször ütköznek majd, amíg egyetlen galaxissá nem változnak.