Astronomai apie kitų galaktikų egzistavimą žinojo jau XX amžiaus pradžioje. Nepaisant to, kad pirmosios iš atrastų galaktikų jau buvo žinomos mokslininkams, iš pradžių jos buvo vadinamos ūkais, priskiriant jas mūsų galaktikai – Paukščių Takui. Mokslininkai spėja, kad šie ūkai gali atstovauti atskiroms žvaigždžių sistemoms. Tačiau tokios hipotezės neatlaikė mokslinio pasaulio patikrinimo. Taip buvo dėl stebėjimo technikos netobulumo.
Galaktikos tyrinėjimas
1922 m. estų astronomas Ernstas Epikas sugebėjo apskaičiuoti apytikslį atstumą, skiriantį Saulės sistemą nuo Andromedos ūko. Duomenys, kuriuos gavo astronomas, yra 0,6 tų skaičių, kuriuos dabar turi mokslininkai – ir tai dar tikslesnis skaičiavimas nei E. Hablo. Pats Edvinas Hablas 1924 metais naudojo didžiausią tuo metu teleskopą. Jo skersmuo buvo 254 cm. Hablas taip pat apskaičiavo atstumą iki Andromedos. Dabar mokslininkai turi tikslesnius duomenis, kurie yra tris kartus mažesni už Hablo gautus duomenis, bet vis tiek šis atstumas yra toks didelis, kad ūkas niekaip negali būti mūsų galaktikos dalimi. Taigi Andromedos ūkas tapo pirmąja atskira galaktika.
Galaktikų spiečiai
Kaip ir žvaigždės, galaktikos sudaro įvairaus dydžio grupes. Be to, ši savybė juose išreiškiama daug labiau nei žvaigždėse. Dauguma žvaigždžių nėra spiečiaus dalis, nes yra bendro mūsų galaktikos lauko dalis. Galaktikų grupė, kuriai priklauso Paukščių Takas (vietinė galaktika), turi 40 galaktikų. Ši grupė yra labai paplitusi visoje visatoje.
Galaktikų grupė, kurią galima stebėti
Žinoma galaktikų spiečiaus dalis vadinama „Metagalaktika“– ją galima stebėti naudojant astronominius metodus. Metagalaktikos sudėtis apima apie milijardą galaktikų, kurias galima stebėti teleskopų pagalba. Paukščių Takas yra viena iš žvaigždžių sistemų, kuri yra metagalaktikos dalis. Mūsų galaktika ir maždaug 1,5 tuzino kitų galaktikų yra galaktikos grupės, vadinamos vietine galaktikų grupe, dalis.
Galimybės tyrinėti metagalaktiką atsirado daugiausia XX amžiaus pabaigoje. Astronomai išsiaiškino, kad tarpgalaktinėje erdvėje yra kosminė ir elektromagnetinė spinduliuotė, atskiros žvaigždės, taip pat tarpgalaktinės dujos. Mokslo pažangos dėka tapo įmanoma tirti įvairių tipų galaktikas – kvazarus, radijo galaktikas.
Metagalaktikos savybės
Kartais astronomai metagalaktiką mėgsta vadinti „didžiąja visata“. Tobulėjant technologijoms ir teleskopams, vis daugiau jų tampa prieinama stebėjimui. Astronomai manokad Paukščių Takas ir kitos 10–15 galaktikų yra to paties galaktikų spiečiaus nariai. Metagalaktikoje labai paplitusios galaktikų sankaupos, kurių skaičius svyruoja nuo 10 iki kelių dešimčių narių. Tokias grupes astronomai sunkiai atskiria dideliais atstumais. Priežastis ta, kad nykštukinės galaktikos nėra matomos, o tokiose grupėse paprastai yra tik kelios milžiniškos galaktikos.
Remiantis Einšteino reliatyvumo teorija, didelės masės gali išlenkti erdvę aplink save. Todėl Euklido geometrijos nuostatos šioje erdvėje nėra pagrįstos. Tik plačiame metagalaktikos mastelyje galima pamatyti skirtumus tarp dviejų mokslinių požiūrių – Niutono mechanikos ir Einšteino mechanikos. Metagalaktikoje taip pat veikia vadinamasis raudonojo poslinkio įstatymas. Tai reiškia, kad visos mus supančios galaktikos tolsta skirtingomis kryptimis. Be to, kuo toliau jie tolsta, tuo didesnis jų greitis.
Galaktikų tipai pagal formą
Galaktikos klasteriai gali būti atviri arba sferiniai. Jie gali apimti dešimtis ir net tūkstančius skirtingų galaktikų. Arčiausiai mūsų esanti galaktika yra Mergelės žvaigždyne ir yra už 10 milijonų parsekų. Galaktikų spiečiai, vadinami reguliariosiomis, turi sferinę formą. Juos sudarančios galaktikos dažniausiai telkiasi viename taške – galaktikos spiečiaus centre. Įprastos sankaupos jau turi didelį tankįgalaktikos, tačiau jų centre koncentracija pasiekia maksimumą. Tačiau įprastiniai spiečiai taip pat turi skirtumų, daugiausia pasireiškiančių jų tankiu ir skirtingu juos sudarančių galaktikų skaičiumi.
Didžiausio tankio galaktikos
Pavyzdžiui, Veronikos koma galaktikų grupė išsiskiria daugybe komponentų, o galaktikos, sudarančios Pegasą, yra tankios. Jis ypač didelis centriniame Pegaso regione. Čia tankis siekia 2 tūkstančius galaktikų 1 kubiniame megaparseke. Kaimyninės galaktikos praktiškai liečiasi viena su kita, o jų tankis yra beveik 40 tūkstančių kartų didesnis nei tankis metagalaktikoje. Be to, didelis tankis būdingas galaktikų grupėms Šiaurės Koronoje.
Iš kur atsirado galaktikos?
Kol kas mokslininkai negali tiksliai atsakyti į šį klausimą. Tačiau, remiantis Didžiojo sprogimo teorija, jauna visata buvo pilna vandenilio ir helio. Iš šio storo debesies, veikiamos tamsiosios medžiagos (o vėliau ir gravitacijos jėgų), pradėjo formuotis pirmosios žvaigždės ir žvaigždžių spiečiai.
Kada visatoje pasirodė pirmosios žvaigždės?
Kai kurių astronomų teigimu, žvaigždės pasirodė gana anksti – praėjus 30 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Kiti įsitikinę, kad šis skaičius yra 100 milijonų metų. Šiuolaikinėmis technologijomis atlikti tyrimai rodo, kad šviestuvai buvo formuojami vienu metu iš kelių dalių – dažnai šis skaičius siekdavo net šimtus. Tai palengvino gravitacinės jėgos, veikiančios Visatą užpildžiusias dujas. Dujų debesys susisuko į diskus, juose pamažu formavosi tankumai, kurie vėliau tapo žvaigždėmis. Ankstyvojoje Visatoje pirmosios žvaigždės buvo tikrai milžiniškos, nes turėjo daug joms skirtos „statybinės medžiagos“.
Didžiausias astronomų atrastas galaktikų spiečius vadinamas SPT-CL J0546-5345. Jo masė beveik lygi 800 trilijonų saulių masei. Mokslininkams pavyko aptikti milžinišką galaktiką naudojant astronominį Sunyajevo-Zeldovičiaus efektą – jis slypi tame, kad mikrobangų spinduliuotės temperatūra nukrenta, kai ji sąveikauja su milžiniškais Visatos objektais. Šis spiečius nuo mūsų nutolęs 7 milijardus šviesmečių. Kitaip tariant, astronomai jį stebi tokį, koks jis buvo prieš 7 milijardus metų – ir tai yra 6,7 milijardo metų po Didžiojo sprogimo.
Tolimose Visatos platybėse buvo aptiktas dar vienas galaktikų spiečius, sudarantis atskirą erdvės sistemą – ACT-CL J0102-4915. Astronomai šią didžiulę galaktikų grupę pavadino El Gordo, o tai ispaniškai reiškia „riebus“. Jo atstumas iki Žemės yra 9,7 milijardo šviesmečių. Šios galaktikų grupės masė 3 milijonais milijardų viršija Saulės masę.
Veronikos plaukai
Komos spiečius yra viena įdomiausių galaktikos grupių metagalaktikoje. Jame yra apie keli tūkstančiai galaktikų. Jie yra už kelių šimtų milijonų šviesmečių nuo Paukščių Tako. Daugumagalaktikos yra elipsės formos. Veronikos plaukai ryškiomis žvaigždėmis neišsiskiria – net alfa, vadinama Tiara, yra maža. Šiame žvaigždyne galima stebėti silpnai šviečiančių žvaigždžių spiečius „Koma“, kuris lotyniškai reiškia „plaukas“. Senovės graikų mokslininkas Eratostenas šį spiečius pavadino „Ariadnės plaukais“. Ptolemėjus priskyrė jį Liūto žvaigždžių spiečiui.
Viena gražiausių galaktikų žvaigždyne yra NGC 4565 arba Adata. Nuo mūsų planetos paviršiaus jis matomas iš krašto. Jis yra 30 milijonų šviesmečių nuo Saulės. O galaktikos skersmuo yra daugiau nei 100 tūkstančių šviesmečių. Veronikos plaukuose taip pat yra dvi sąveikaujančios galaktikos – NGC 4676 arba, kaip ši grupė dar vadinama, „Pelės“. Jie pašalinami iš Žemės 300 milijonų šviesmečių atstumu. Tyrimai parodė, kad kai šios galaktikos praėjo viena per kitą. Mokslininkai teigia, kad „Pelės“susidurs daugiau nei vieną kartą, kol pavirs viena galaktika.
