1.8. Структура Метагалактики

Итак, наша Земля является одной из планет Солнечной системы. Наша звезда – Солнце, в свою очередь, является одной из множества звезд, образующих всего лишь малую область огромного скопления, называемого Галактикой. Общее количество звезд в Галактике, по современным оценкам, – порядка 1 трлн. Больше всего среди них насчитывается звезд-карликов с массами, приблизительно составляющими 1/10 от массы Солнца. В состав Галактики входят не только одиночные звезды, имеющие, подобно Солнцу, спутники в виде планет, но также и двойные и кратные звезды. Кроме того, отдельные группы звезд, связанных соответствующими силами тяготения, образуют звездные скопления, движущиеся в космическом пространстве как единое целое. Существуют рассеянные звездные скопления, содержащие от нескольких сотен до тысяч звезд (таких скоплений известно более тысячи) и шаровые звездные скопления, состоящие из нескольких тысяч звезд каждое (их в настоящее время обнаружено около двухсот).

Если попытаться предположить, как выглядит наша Галактика, то упрощенно ее можно представить себе в виде диска или сильно уплощенного эллипсоида вращения с ядром в центре и гигантскими спиралевидными ветвями, в которых содержатся наиболее яркие и горячие звезды, а также масссивные газовые облака. Диаметр нашей Галактики, которую мы называем Млечным Путем, до того велик, что, двигаясь со скоростью света (около 300 000 км/с), пересечь ее можно только за 100 000 лет! Это соответствует расстоянию в 10¹⁸ километров. При огромном количестве звезд в Галактике среднее расстояние между ними составляет около 6 световых лет, или 60 трлн. км.

Подобные размеры и расстояния не просто поражают воображение, они поистине внушают благоговение. Но эти масштабы весьма далеки от предела: только в видимой Вселенной к настоящему времени обнаружено более 10 млрд. галактик. Каждая же из них может содержать сотни миллиардов звезд. При этом галактики существенно отличаются друг от друга размерами, формой, светимостью, количеством звезд. По форме галактики условно делят на три группы: эллиптические, спиральные и неправильные. Наша Галактика, как и относительно близкая к ней (2,5 млн. световых лет) Туманность Андромеды, относится к спиральным галактикам.

Говоря о галактиках, необходимо остановиться на таких звездоподобных объектах, как квазары (от сокращения английского словосочетания «квазизвездный источник радиоизлучения»). Эти мощные внегалактические источники электромагнитного излучения, открытые в 1960 г., представляют собой активные ядра удаленных галактик. Мощность излучения одного квазара на три-четыре порядка превышает совокупную мощность излучения всех звезд крупной галактики. Однако в силу огромного удаления от нашей галактики (более 200 мегапарсек) они наблюдаются как звездоподобные источники с очень малыми угловыми размерами и слабой светимостью. Поскольку размеры квазаров относительно невелики (не более 1 светового года), а их масса оценивается как ~10⁸ солнечных масс, они представляют собой весьма компактные звездные скопления, в которых велика вероятность столкновения звезд. Для внегалактической астрономии и астрофизики квазары представляют особый интерес как чрезвычайно удаленные объекты, участвующие в космологическом расширении видимой части Вселенной (Метагалактики). Результаты исследования их свойств и пространственного распределения способны пролить свет на ранние этапы эволюции Вселенной.

Масштабы Метагалактики столь велики, что такое гигантское образование, как галактика, является далеко не самой крупной ее структурной единицей. Галактики расположены в виде определенных групп, называемых скоплениями галактик. Наш Млечный Путь является частью небольшого скопления, состоящего примерно из 20 галактик. Вместе с Туманностью Андромеды он образует так называемую Местную группу галактик, имеющую протяженность порядка 100 тыс. парсек. Существуют, однако, гораздо более крупные скопления, содержащие сотни и тысячи галактик. Расстояние до ближайшего такого скопления составляет около 20 млн. парсек, а его диаметр превышает 6 млн. парсек. По данным внегалактической астрономии, предполагается существование сверхскопления галактик, в котором насчитывается примерно 10 тыс. галактик. Его размеры оцениваются в 50 млн. парсек.

Для человека, являющегося существом макромира и способного свободно представлять себе только размеры, характерные для макромира, масштабы Метагалактики находятся за пределами адекватного восприятия: мы понимаем, что речь идет о фантастически огромных размерах и расстояниях, но не можем их наглядно ни с чем привычным сопоставить. При этом не следует забывать, что Метагалактика – это только наблюдаемая современными астрономическими средствами часть Вселенной, и в принципе возможно существование еще множества скоплений и сверхскоплений галактик. Тем не менее, данные о строении Метагалактики свидетельствуют о ее сложной, многоуровневой структуре, развивающейся в пространстве и во времени. Структурность, системность устройства Вселенной, таким образом, прослеживается на всех уровнях, от сверхскоплений галактик до атомного ядра.