Галактические нити вращаются – это знание меняет представления ученых о космосе
Галактики, как это может показаться, не были распределены по Вселенной случайным образом: большинство из них собрались в группы, которые и связали между собой галактические нити.
В прошлом году ученые изучили самую длинную из когда-либо обнаруженных нитей, протянувшуюся на 50 млн световых лет. А самая крупная космическая структура, когда-либо обнаруженная, — это так называемая Великая стена Геркулес – Корона Бореалиса, расположенная между созвездиями Геркулеса и Северная корона. Это чрезвычайно длинная галактическая нить размером более 10 млрд световых лет.
Согласно новому исследованию специалистов Потсдамского астрофизического института имени Лейбница (Германия), последнее, что стало известно об этих огромных волокнах, пересекающих всю Вселенную, — они вращаются. Исследователи нанесли на карту движение, которое происходит в галактиках, и обнаружили, что огромные космические волокна вращаются в масштабе сотен миллионов световых лет. И это стало неожиданностью для астрофизиков.
Астрономы ранее не видели вращения Вселенной в таких масштабах. Нам известно о вращении Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, о движении Солнца вокруг себя и центра Млечного Пути. Во Вселенной мы также наблюдаем, что все планеты вращаются вокруг своей оси, что звезды вращаются вокруг черных дыр, и что галактики также вращаются, образуя большие спиральные структуры. Но согласно статье, опубликованной в Nature Astronomy, гигантские галактические нити, в которых находятся два триллиона известных галактик, также вращаются.
Это означает, что угловой момент (момент вращения объекта) имеет место в бесконечно больших масштабах, а не только в масштабе планет, звезд, галактик, скоплений, галактических сверхскоплений и звездных скоплений. Возможно, что во Вселенной вращается вообще все.
Исследователи говорят, что генерация вращения является одной из ключевых загадок в изучении космоса. Вращение — это следствие эволюции Вселенной: его не было в ранней Вселенной, но оно возникло при формировании галактик, отметив всю их последующую эволюцию, согласно космологическим моделям.
Ученые отмечают, что космическая паутина в целом и галактические нити в частности тесно связаны с образованием и эволюцией галактик. Они также сильно влияют на движения галактик, могут регулировать их направление и движение гало темной материи.
Идея полного вращения Вселенной не нова, она продолжала развиваться с середины XX века. Было даже высказано предположение, что Вселенная возникла в результате углового движения, хотя происхождение вращения объектов, от звезд до галактик, пока остается вопросом без ответа. В настоящее время нет единого мнения о том, вращается ли вся Вселенная или нет, но открытие вращения космических нитей подтверждает эту гипотезу.
Во Вселенной так уж сложилось, что меньший объект почти всегда вращается вокруг чего-то большего: Луна вокруг Земли, Земля вокруг Солнца, Солнце вокруг центра галактики. А как же сами галактики? Неужели есть что-то настолько огромное, что способно привести в движение эти титанические образования из миллиардов звезд?
Да, есть. Когда-то в 60-х, увлекаясь в школе книгами по астрономии, я прочитал, что галактики тоже, как звезды, объединены в метагалактику и вращаются как планеты вокруг Солнца. Сегодня это что-то, вокруг чего вращаются галактики нашего видимого мира получило имя «Великий аттрактор». До сих пор доподлинно неизвестно, что это, но ряд ученых предполагает, что это сверхскопление галактик, масса которого в 105 раз больше массы Млечного Пути.
Находится он в 250 миллионах световых лет от нас и оказывает влияние не только на нашу, но и соседние галактики, притягивая их к себе.
Кроме Великого аттрактора, на движения Млечного Пути оказывают влияние и другие скопления галактик, но скорость и траектория движения нашего дома такова, что всех имеющихся у ученых данных попросту недостаточно, чтобы выстроить это в связную систему.
Вероятно, существуют и другие, еще не обнаруженные объекты, оказывающие гравитационное воздействие на Млечный Путь.
К слову говоря, нет также и данных, что наша галактика вращается вокруг чего-либо. На данный момент мы просто движемся в направлении Великого Аттрактора.
Великий аттрактор. Что находится в точке, вокруг которой вращается наша галактика
Но для начала, давайте вспомним, как работает гравитация.
Но в быту и даже в физических расчетах эта модель часто упрощается. Поэтому мы говорим, что Земля нас притягивает. Хотя и наша масса влияет на Землю.
Строго говоря, Земля и другие планеты не вращаются вокруг Солнца. Просто в Солнечной системе существует центр масс, вокруг которого вращаются Солнце и все планеты.
Но так как масса Солнца составляет 99,86% массы Солнечной системы, то этой условностью в расчетах обычно пренебрегают. Да и сам центр масс Солнечной системы находится внутри Солнца, только не в центре.
Великий аттрактор. Что это такое и где он находится
Великий аттрактор имеет массу, в тысячи раз превышающую массу нашей галактики. И он является центром притяжения для Млечного пути и других галактик вокруг.
Астрофизики полагают, что этот объект представляет собой сверхскопление галактик.
Великий аттрактор не так уж велик
В юности я был крепким парнем. Даже по меркам супертяжей. И когда я занимался боксом часто полагался на свои габариты. В ущерб технике. И тренер всегда мне говорил:
-На любую силу найдется еще большая сила!
И тренер был прав. Когда я пытался покорять все новые и новые вершины, там было полно и сильных и высоких. И приходилось быть гибким. Менять тактику и достигать успеха за счет техники.
Как подсчитали астрономы Гавайского университета, вклад Великого аттрактора в движение нашей галактики составляет 44%. А больший вклад оказывает именно сверхскопление Шепли.
Какие последствия этих сверхскоплений для нашей галактики
Из-за Великого аттрактора и сверхскопления Шепли наш Млечный путь и ближайшие к нам галактики движутся с огромными скоростями.
И, к примеру, наш Млечный путь летит прямо навстречу галактике Андромеды, которая в три раза крупнее нашей.
Примерно так может выглядеть ночное небо с Земли через 2 млрд лет. В нем появится яркая галактика Андромеды.
Ориентировочно, через 4 млрд лет наши галактики столкнутся. И, вероятнее всего, из двух галактик возникнет новая, более крупная галактика.
Перед человечеством задолго до этого возникнут задачи и поважнее. К тому моменту активность Солнца сделает жизнь на Земле невозможной. Так что у нас есть в запасе примерно миллиард лет, чтобы провести космическую экспансию и освоить, наконец, другие звездные системы. И не только в кино, а на самом деле.
Любой человек, даже лежа на диване или сидя возле компьютера, находится в постоянном движении. Это непрерывное перемещение в космическом пространстве имеет самые разные направления и огромные скорости. В первую очередь, происходит перемещение Земли вокруг оси. Кроме того, совершается оборот планеты вокруг Солнца. Но и это еще не все. Куда более внушительные расстояния мы преодолеваем вместе с Солнечной системой.
Расположение Солнечной системы
Солнце является одной из звезд, находящихся в плоскости Млечного пути, или просто Галактики. Оно отдалено от центра на 8 кпк, а расстояние от плоскости Галактики составляет 25 пк. Звездная плотность в нашей области Галактики – примерно 0,12 звезд на 1 пк3. Положение Солнечной системы не является постоянным: она находится в постоянном перемещении относительно ближних звезд, межзвездного газа, и наконец, вокруг центра Млечного пути. Впервые движение Солнечной системы в Галактике было замечено Уильямом Гершелем.
Перемещение относительно ближних звезд
Скорость передвижения Солнца к границе созвездий Геркулеса и Лиры составляет 4 а.с. в год, или 20 км/с. Вектор скорости направлен к так называемому апексу – точке, к которой также направлено движение других близлежащих звезд. Направления скоростей звезд, в т.ч. Солнца, пересекаются в противоположной апексу точке, называемой антиапексом.
Перемещение относительно видимых звезд
Ближайшие окрестности Солнца
Отдельно измеряется передвижение Солнца по отношению к ярким звездам, которые можно увидеть без телескопа. Это — показатель стандартного передвижения Солнца. Скорость такого передвижения составляет 3 а.е. в год или 15 км/с.
Перемещение относительно межзвездного пространства
По отношению к межзвездному пространству Солнечная система двигается уже быстрее, скорость составляет 22-25 км/с. При этом, под действием «межзвездного ветра», который «дует» из южной области Галактики, апекс смещается в созвездие Змееносец. Сдвиг оценивается примерно в 50.
Перемещение вокруг центра Млечного пути
Солнечная система находится в движении относительно центра нашей Галактики. Она перемещается по направлению к созвездию Лебедя. Скорость составляет около 40 а.е. в год, или 200 км/с. Для полного оборота необходимо 220 млн. лет. Точную скорость определить невозможно, ведь апекс (центр Галактики) скрыт от нас за плотными облаками межзвездной пыли. Апекс смещается на 1,5° каждый миллион лет, и совершает полный круг за 250 млн. лет, или за 1 «галактический год.
Путешествие на край Млечного пути
Движение Галактики в космическом пространстве
Наша Галактика также не стоит на месте, а сближается с галактикой Андромеды со скоростью 100-150 км/с. Группа галактик, в которую входит и Млечный путь, движется к большому скоплению Девы со скоростью 400 км/с. Сложно себе представить, а еще сложнее рассчитать, как далеко мы перемещаемся каждую секунду. Расстояния эти — огромны, а погрешности в таких расчетах пока еще достаточно велики.
Почему вертится Земля и другие космические объекты?
Каждый день Земля делает один оборот вокруг своей оси, вот почему на нашей планете существуют восходы и закаты. Наш каменистый космический дом вертится с тех самых пор, как сформировался 4,6 миллиардов лет назад и будет продолжать вращаться до конца времен, которые, вероятно, наступят после того как Солнце превратится в красного гиганта и поглотит ближайшие планеты. Но когда наша Солнечная система только родилась, все обломки ранней звездной системы вращались вокруг Солнца примерно в одном и том же направлении. Сталкиваясь, обломки также вращали Землю и почти все остальные объекты в Солнечной системе – в этом направлении. Но почему все космические объекты вообще вращаются?
Все объекты во Вселенной вращаются
Как сформировалась Земля и Солнечная система?
Наша планета образовалась из диска газа и пыли, который вращался вокруг новорожденного Солнца. Кусочки пыли и камней в процессе вращения слиплись вместе, формируя планету. По мере ее роста камни продолжали сталкиваться с зарождающейся Землей, тем самым создавая силы, заставляющие ее вращаться. Еще больше интересных статей о Солнечной системе и ее планетах читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.
Солнце и Солнечная система образовались, когда облако пыли и газа обрушилось из-за собственного веса. Большая часть газа конденсировалась, чтобы стать Солнцем, в то время как оставшийся материал уходил в окружающий планетообразующий диск. Перед тем как коллапсировать, молекулы газа и частицы пыли двигались повсюду, но в какой-то момент некоторые из них немного сдвинулись в одном определенном направлении, приводя в движение его спин. Когда газовое облако коллапсировало, его вращение ускорилось – точно так же фигуристы начинают вращаться быстрее, поджимая руки и ноги.
Формирование Солнечной системы масштабное и красочное событие
Поскольку в космосе не так уж много места, чтобы замедлить ход событий, как только что-то начинает вращаться, оно обычно продолжает движение. У вращающейся ранней Солнечной системы в этом случае было много того, что называется угловым моментом – величиной, которая описывает тенденцию объекта продолжать вращение. В результате, после рождения Солнечной системы, все планеты, вероятно, вращались в одном и том же направлении. А о том, что ждет Солнце в будущем, я писала в предыдущей статье.
Как вращаются планеты Солнечной системы?
Но сегодня у некоторых планет свой собственный спин в движении. Так, Венера вращается в противоположном направлении, как и Земля, а ось вращения Урана и вовсе наклонена на 90 градусов. Ученые не совсем понимают, почему эти планеты такие, но кое-какие идеи у них есть.
Столкновение Венеры с обломками, возможно, привело к тому, что она стала вращаться в другую сторону. Но есть и другая теория – согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Nature в 2001 году, гравитационное взаимодействие с Солнцем наряду с другими факторами могло привести к замедлению и обратному вращению Венеры. В случае с Ураном исследователи предположили, что столкновения, а точнее одно крупное происшествие с участием нескольких объектов могло привести к вращению планеты в другую сторону.
На изображении симуляция вращения объектов во время формирования Солнечной системы
Вращение – это фундаментальное поведение объектов во Вселенной. Все в пространстве вращается в том или ином направлении.
Астероиды вращаются. Звезды вращаются. Галактики вращаются – по данным NASA, Солнечной системе нужно 230 миллионов лет, чтобы завершить один оборот вокруг Млечного Пути. Но одними из самых быстрых объектов во Вселенной являются пульсары – плотные вращающиеся объекты, которые по сути являются мертвыми массивными звездами. Существуют пульсары, которые могут вращаться сотни раз в секунду. Самый быстрый из известных науке был обнаружен в 2006 году и получил название Terzan 5ad. Он вращается 716 раз в секунду.
Наша Солнечная система – ничем не примечательна по меркам Вселенной
Как пишет Live Science, черные дыры могут быть еще быстрее. Одна из них, согласно результатам исследования 2006 года, под названием GRS 1915+105 вращается где-то от 920 до 1150 раз в секунду! Можете себе представить?
Но все космические объекты – отнюдь не вечный двигатель – они замедляются. Когда Солнце сформировалось, оно вращалось вокруг своей оси каждые четыре дня, в то время как сегодня на один оборот уходит около 25 дней. Исследователи полагают, что его магнитное поле взаимодействует с солнечным ветром, что и замедляет его вращение. Более того, вращение Земли тоже замедляется. Гравитация Луны притягивает Землю таким образом, что слегка замедляет ее движение. А проведенное в 2016 году исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society A, показало, что за столетие вращение Земли замедлилось на 1,78 миллисекунды. Как ни крути, Вселенная очень странная.
