Рис. 11. Взаимодействие спиральных галактик NGC 2207 и IC 2163

Сейчас астрономам известны миллионы галактик. Обнаружены целые скопления и облака галактик. Есть все основания думать, что все видимые в настоящее время галактики составляют часть, и притом не очень большую часть, неизмеримо более грандиозной космической системы — Метагалактики. До ее границ пока не могут проникнуть даже самые мощные телескопы.

Итак, известная нам в настоящее время часть Вселенной — только часть Метагалактики, в которой наша Галактика занимает положение рядовой звездной системы. Кто знает, может быть, и Метагалактика является членом еще более грандиозной системы. Вообще звездных систем в бесконечной Вселенной бесчисленное множество.

Самая большая галактика

Международная группа астрономов обнаружила самую массивную из всех известных галактик. Для наблюдений использовался инструмент ISAAC при знаменитом телескопе Very Large Telescope обсерватории Paranal (Paranal Observatory).

Эта галактика, получившая наименование ISOHDFS 27 (Рис. 12), расположена на расстоянии около 6 миллиардов световых лет от нас (величина красного смещения равна 0,58). Ее масса более чем в 1000 миллиардов раз больше массы Солнца. Таким образом, эта галактика примерно в четыре раза массивнее нашей Галактики и вдвое — самой массивной спиральной галактики из известных до сих пор.

Оптическое изображение далекой галактики ISOHDFS 27 получено космическим телескопом Hubble. Угловой размер галактики составляет приблизительно 7 arcsec, что соответствует 130 000 световых лет (40 kpc) на расстоянии, равном 6 миллиардам световых лет. Наклон плоскости галактики к линии визирования — около 50°.

Определение массы галактики ISOHDFS 27 основано на измерении движений ее звезд и туманностей вокруг центра галактики. Чем больше скорость движения, тем больше масса объекта. Это, в сущности, тот же самый метод, который позволяет определить массу Земли, исходя из орбитальной скорости и расстояния до Луны.

В 1995–98 годах инфракрасная камера ISOCAM, установленная на борту инфракрасной космической обсерватории (Infrared Space Observatory) Европейского Астрономического Общества, впервые позволила астрономам взглянуть на Вселенную в инфракрасном свете. Так была обнаружена новая категория объектов — светлые далекие галактики с повышенным инфракрасным излучением (галактики ISOHDFS). Некоторые из них и стали объектами исследования в 1999–2000 годах. Однако все эти галактики находятся на очень больших расстояниях от нас — несколько миллиардов световых лет (красные смещения от 0,6 до 1,5). К тому же это слабые объекты.

В сентябре 1999 года группа астрономов получила спектры около десятка этих галактик. Были обнаружены спектральные линии атомов водорода Н-alpha и определено, что излучение зарождается в запыленных областях с интенсивным звездообразованием. Затем определили точные величины красных смещений (и, следовательно — расстояний до отдельных галактик) путем измерения Доплеровского смещения альфа-водородных линий в инфракрасных спектрах галактик. В августе 2000 года были проведены наблюдения ISOHDFS галактик на VLT, в результате которых были измерены массы центральных районов галактик.

Темные галактики

Вселенная может включать в себя огромное количество галактик, в которых совсем нет звезд. Они состоят только из темной материи. В конечном счете, таких галактик может оказаться гораздо больше, чем обычных галактик с сияющими звездами и газом, и соотношение между ними может составлять 100 к 1. Это предсказание сделали астрономы Нейл Трентам (Neil Trentham), Оле Мёллер (Ole Moller) и Энрико Рамирез-Руиз (Enrico Ramirez-Ruiz) из Кембриджского университета. Их статья будет опубликована в «Monthly Notices» Королевского Астрономического Общества.

Рис. 13. Галактика UGC 10214, из которой явно происходит отток вещества

Уже есть много доказательств того, что яркие галактики содержат большие количества темной материи, масса которой часто в десять раз превышает массу всех звезд галактики. Для того чтобы объяснить наблюдаемые перемещения звезд под влиянием гравитации целой галактики, должна существовать дополнительная масса, которую мы не видим. В некоторых галактиках, которые доступны наблюдениям, звезд явно недостаточно, чтобы они были способны составлять галактику и существовать как галактика.

Теория предсказывает, что на одну массивную галактику приходится много галактик с низкой массой, которые мы не видим. Это происходит потому, что в них очень мало или совсем нет звезд. Таким образом, возникает вопрос: как искать эти темные галактики?

Это трудная задача, и методика поиска будет зависеть от природы темной материи, которая пока неизвестна. Если темная материя полностью состоит из элементарных частиц, то темные галактики могут действовать как гравитационные линзы, деформируя вид удаленных галактик, лежащих позади них. Если темная галактика будет включать в себя коричневые карлики, то их инфракрасное излучение может быть обнаружено. Обнаружимы и проэволюцианировавшие звезды, такие, как белые карлики или черные дыры. Если бы эти объекты находились на небольших расстояниях от нас, то можно было бы обнаружить эти потухшие звезды, играющие роль гравитационных линз для излучения отдельных звезд в других галактиках вне темной галактики. Несколько таких эффектов на малой площадке неба могли бы означать присутствие в этом направлении темной галактики.

Исследователи определили одно из таких мест, где может присутствовать темная галактика. Галактика UGC 10214 (Рис. 13), из которой явно происходит отток вещества так, как если бы она взаимодействовала бы с другой галактикой. Но эта галактика невидна, и поток вещества течет как бы в никуда.

Использованные источники

Данный реферат подготовлен, в основном, с использованием материалов следующих астрономических Интернет-ресурсов:

1. «Астрономические новости — Энциклопедия» (http://astronews.prao.psn.ru/encycl).

2. «Российский Астрономический Портал» (http://astrolab.ru/).

3. «Астрономический портал «Пегас» (http://citadel.pioner-samara.ru/4.html).