в какую сторону вращаются галактики
Вопрос о направлении вращения спиральных галактик
Уже много лет между астрономами идет дискуссия о том, в каком направлении вращаются спиральные галактики. Вращаются ли они, волоча за собой спиральные ветви, т. е. закручиваясь? Так было бы, например, если бы спиральная галактика NGC 4303 вращалась по часовой стрелке. Или же они вращаются концами спиральных ветвей вперед, раскручиваясь? В этом случае NGC 4303 вращалась бы против часовой стрелки.
Но вращение галактики, наблюдаемой в плане, как NGC 4303, обнаружить невозможно. Если же спиральная галактика наблюдается с ребра, то вращение ее легко определяется, но при этом неразличимы спиральные ветви.
Значит, нужно обратиться к спиральным галактикам, наблюдаемым, так сказать, в три четверти, т. е. таким, у которых угол i наклона главной плоскости к лучу зрения отличен и от 0° и от 90° и составляет от 15 до 60°. У таких галактик и спиральные ветви можно разглядеть, и измерить лучевые скорости, вызываемые вращением. Однако и в этом случае вопрос о направлении вращения оказывается не простым. Вот, например, галактика NGC 5055. Ее спиральные ветви различимы, они выходят из ядра и затем огибают его против часовой стрелки. Измерение лучевых скоростей показало, что вследствие вращения правая часть этой галактики от нас удаляется, а левая часть приближается. Достаточно ли этих данных, чтобы определить, как вращается NGC 5055 — концами ветвей вперед или назад? Нет, недостаточно. Необходимо еще знать, какая часть галактики NGC 5055 к нам ближе — верхняя пли нижняя. Если ближе к нам верхняя часть, то NGC 5055 вращается концами ветвей вперед, если же ближе нижняя часть, то вращение происходит концами ветвей назад. Но вот это-то и труднее всего определить; мы не знаем как сориентирована NGC 5055 в пространстве, какая ее сторона к нам ближе, а какая дальше. Единственный шанс определить ориентацию дает располагающаяся в галактике темная материя. Если галактика наблюдается почти с ребра, как, например, NGC 4594, то темная материя отчетливо указывает, что нижняя на снимке часть плоской составляющей галактики к нам ближе, а верхняя дальше. Но у этой галактики неразличимы спиральные ветви. Если же і больше 30°, то плохо видна темная материя.
Поэтому для решения задачи нужно рассмотреть спиральную галактику с углом наклона главной плоскости к лучу зрения от 15 до 30° и: 1) суметь определить в ней расположение спиральных ветвей, 2) по распределению темной материи выяснить, какая из сторон галактики к нам ближе, 3) но наклону спектральных линий или по лучевым скоростям ярких сгустков определить, какая часть галактики к нам приближается в результате вращения. Тогда задача решится. Но первые два пункта препятствуют друг другу. Если хорошо видны спиральные ветви, то обычно плохо различима темная материя, и наоборот. Поэтому на примере ряда галактик мнения астрономов расходились. Как сторонники предположения вращения галактик концами назад, так и сторонники противоположной гипотезы находили во внешнем облике этих галактик аргументы в пользу своей точки зрения. вращения приближается к нам, а левая удаляется.
Вращение галактики
Загляните в пространство, и вы заметите, что все находится в движении. Земля совершает обороты вокруг оси и проходит орбитальный путь вокруг Солнца. Как вы уже могли догадаться, мы даже испытываем вращение относительно Млечного Пути.
Галактика также вращается, но делает это чрезвычайно медленно. На орбитальный путь Солнца вокруг галактического центра уходит 220 миллионов лет. Получается, что с момента формирования 4.6 миллиарда лет назад Солнечная система совершила лишь 20 оборотов.
Даже если это не так отчетливо видно, но мы знаем, что галактическое вращение происходит. Галактика представляет собою приплюснутый диск, напоминающий Солнечную систему. Именно центробежная сила сглаживает его. Есть центр и все звезды облетают его по кругу. В гало у объектов наблюдаются разные скорости и орбитальные пути.
Благодаря расчетам скорости галактического вращения удалось «обнаружить» (мы не можем ее увидеть) темную материю. Если бы ее не было, то все крутилось бы в безумном вихре. Общая масса галактики в 10 раз больше суммарной звездной массы в ней (1 триллион солнечной). 90% – невидимая темная материя, которая удерживает объекты в моменте вращения. Млечный Путь простирается на 600000 световых лет.
Все галактики участвуют в движении. Именно оно вступает в конфронтацию с их внутренней гравитацией. Если бы они не вращались, то начали бы сокращаться внутрь и завершали существование в виде центральных сверхмассивных черных дыр.
Вращение галактик показывает, что Вселенная может иметь определенную структуру
Анализ более 200 000 спиральных галактик выявил неожиданные связи между направлениями вращения галактик
Анализ более 200 000 спиральных галактик выявил неожиданные связи между направлениями вращения галактик, и структура, образованная этими связями предполагает, что ранняя Вселенная могла вращаться, согласно исследованию Университета Канзас.
Эти выводы важны, поскольку наблюдения противоречат некоторым предыдущим предположениям о крупномасштабной структуре Вселенной.
Со времен Эдвина Хаббла астрономы считали, что Вселенная расширяется без какого-либо определенного направления и что галактики в ней распределены без определенной космологической структуры.
Но недавние наблюдения учеными геометрических структур из более чем 200 000 спиральных галактик предполагают, что вселенная может иметь определенную структуру и что ранняя вселенная могла вращаться. Паттерны в распределении этих галактик показывают, что, согласно исследованию, спиральные галактики в разных частях Вселенной, разделенные пространством и временем, связаны направлением, в котором они вращаются.
Спиральная галактика является уникальным астрономическим объектом, потому что ее внешний вид зависит от точки зрения наблюдателя. Например, спиральная галактика, которая вращается по часовой стрелке при наблюдении с Земли, кажется, вращается против часовой стрелки, когда наблюдатель находится на противоположной стороне этой галактики.
Если Вселенная изотропна и не имеет определенной структуры, как предсказывали ранее, количество галактик, вращающихся по часовой стрелке, будет примерно равно числу галактик, вращающихся против часовой стрелки. Ученые использовали данные современных телескопов, чтобы показать, что это не так.
С традиционными телескопами считать галактики во вселенной — непростая задача. Но современные роботизированные телескопы, такие как Sloan Digital Sky Survey, или SDSS и Pan-STARRS, способны автоматически получать изображения многих миллионов галактик при съемке неба. Машинное зрение может затем сортировать миллионы галактик по направлению их вращения гораздо быстрее, чем любой человек или группа людей.
При сравнении количества галактик с различными направлениями вращения число галактик, которые вращаются по часовой стрелке, не равно числу галактик, которые вращаются против часовой стрелки.
Разница невелика, чуть более 2%, но при большом количестве галактик вероятность появления такой асимметрии случайно составляет менее 1 к миллиарду, согласно исследованию.
Модели охватывают более 4 миллиардов световых лет, но асимметрия в этом диапазоне не является однородной. Исследование показало, что асимметрия становится выше, когда галактики находятся дальше от Земли, что показывает, что ранняя вселенная была более последовательной и менее хаотичной, чем нынешняя.
Но данные не только показывают, что вселенная не симметрична, но также и то, что асимметрия изменяется в различных частях вселенной, и различия показывают уникальный многополюсный образец.
«Если у вселенной есть ось, то это не простая ось, как у карусели», — говорят ученые. «Это сложное выравнивание нескольких осей, которые также имеют свой определенный дрейф».
Концепция космологических мультиполей не нова. Предыдущие космические обсерватории, такие как Космический Фоновый Исследователь или COBE; микроволновый зонд WMAP; и обсерватория Планка — показали, что космический микроволновый фон, который является электромагнитным излучением самой ранней вселенной, также имеет несколько полюсов.
Но измерение космического микроволнового фона чувствительно к загрязнению переднего плана — например, препятствие в виде Млечного Пути — и не может показать, как эти полюса менялись со временем.
Асимметрия между направлениями вращения спиральных галактик — это измерение, которое не чувствительно к препятствиям. То, что может препятствовать вращению галактик в одном направлении в определенном поле, неизбежно будет также препятствовать вращению галактик и в противоположном направлении.
Наша Вселенная вращается вокруг «оси зла»
Группа ученых из Мичиганского университета (США) во главе с Майклом Лонго, исследуя направления вращения 15 872 спиральных галактик, пришла к выводу, что наша Вселенная может с момента рождения вращаться вокруг своей оси, как юла. Кроме того, исследования американцев фактически опровергают гипотезу о том, что Вселенная изотропна и симметрична.
Исследования велись в рамках проекта Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Вначале ученые пытались найти доказательства того, что Вселенная обладает свойствами зеркальной симметрии. В таком случае, рассуждали они, количество галактик, которые вращаются по часовой стрелке, и тех, что «закручены» в противоположном направлении, было бы одинаковым.
Однако оказалось, что по направлению к северному полюсу Млечного пути среди спиральных галактик преобладает вращение против часовой стрелки, то есть они ориентированы в правую сторону. Эта тенденция просматривается даже на расстоянии более 600 миллионов световых лет.
Конечно, все это кажется весьма условным: ведь если наблюдатель будет находиться с другой стороны, то ему будет казаться, что галактика движется в противоположном направлении. Но, тем не менее, понятие направления вращения вполне применимо к видимым проекциям галактик на небесную сферу.
«Нарушение симметрии небольшое, всего около семи процентов, но вероятность того, что это такая космическая случайность — где-то около одной миллионной, — прокомментировал руководитель исследовательской группы Майкл Лонго. — Полученные нами результаты очень важны, поскольку они, похоже, противоречат практически всеобщему представлению о том, что если взять достаточно большой масштаб, то Вселенная будет изотропной, то есть не будет иметь выраженного направления».
Кстати, несколько лет назад американский космический зонд, занимавшийся замерами температуры радиационного излучения в разных частях галактик, обнаружил в космосе загадочную линейную область, которая насквозь пронизывает Вселенную. Выяснилось, что именно эта линия является «хребтом», вокруг которого формируется пространственная модель мироздания. Это открытие внесло значительные коррективы в существовавшие до недавних пор представления об эволюции Вселенной.
Например, как утверждает теория относительности, после Большого взрыва Вселенная развивалась хаотично. Однако замеры температуры реликтового излучения свидетельствуют о том, что в ее строении просматривается некая планомерная упорядоченность. При этом вся структура Вселенной формируется вокруг области линейной радиации, так называемой «оси зла», как окрестили ее исследователи.
Ранее Майкл Лонго уже предполагал «правостороннюю» ориентацию Вселенной. Но тогда его выкладки вызвали резкую критику со стороны коллег. В частности, многие указывали на то, что люди, анализируя любое изображение, бессознательно отдают приоритет правой стороне, так как большинство из нас является правшами.
Однако, используя специальные вероятностные методы, Лонго удалось исправить погрешности и получить результаты, схожие с предыдущими. Правда, вразумительный ответ на вопрос, почему именно «правых» галактик больше, пока так и не был получен.
Впрочем, принцип асимметрии характерен для большинства объектов во Вселенной. Если разобраться, то даже человеческое тело не симметрично: всегда существуют более или менее заметные различия между его правой и левой сторонами, не говоря уж о расположении внутренних органов: слева — сердце, справа — печень и так далее. Можно предполагать, что тот же принцип соблюдается и в других сферах мироздания.
На сегодняшний день группой Лонго изучены в основном только галактики, расположенные в северном полушарии звездного неба, так как телескоп проекта SDSS находится в штате Нью-Мексико. Продолжив работу, ученые узнают, как обстоит дело в южном полушарии — по идее, там должны преобладать галактики, вращающиеся по часовой стрелке…
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Как движется Солнечная система
Наверняка, многие из вас видели гифку или смотрели видео, показывающее движение Солнечной системы.
Ролик, вышедший в 2012 году, стал вирусным и наделал много шума. Мне он попался вскоре после его появления, когда я знал о космосе гораздо меньше, чем сейчас. И больше всего меня смутила перпендикулярность плоскости орбит планет направлению движения. Не то, чтобы это было невозможно, но Солнечная система может двигаться под любым углом к плоскости Галактики. Вы спросите, зачем вспоминать давно забытые истории? Дело в том, что именно сейчас, при желании и наличии хорошей погоды, каждый может увидеть на небе настоящий угол между плоскостями эклиптики и Галактики.
Проверяем ученых
Астрономия говорит, что угол между плоскостями эклиптики и Галактики составляет 63°.
Но сама по себе цифра скучна, да и сейчас, когда на обочине науки устраивают шабаш адепты плоской Земли, хочется иметь простую и наглядную иллюстрацию. Давайте подумаем, как мы можем увидеть плоскости Галактики и эклиптики на небе, желательно невооруженным взглядом и не отдаляясь далеко от города? Плоскость Галактики — это Млечный путь, но сейчас, с изобилием светового загрязнения, увидеть его не так просто. Есть ли какая-то линия, примерно близкая к плоскости Галактики? Есть — это созвездие Лебедя. Оно хорошо видно даже в городе, а найти его просто, опираясь на яркие звезды: Денеб (альфа Лебедя), Вегу (альфа Лиры) и Альтаир (альфа Орла). «Туловище» Лебедя примерно совпадает с галактической плоскостью.
Хорошо, одна плоскость у нас есть. Но как получить наглядную линию эклиптики? Давайте подумаем, что такое вообще эклиптика? По современному строгому определению эклиптика — это сечение небесной сферы плоскостью орбиты барицентра (центра массы) Земля-Луна. По эклиптике в среднем движется Солнце, но у нас нет двух Солнц, по которым удобно построить линию, да и созвездие Лебедя при солнечном свете не будет видно. Но если вспомнить, что планеты Солнечной системы тоже движутся приблизительно в той же плоскости, то, получается, что парад планет как раз примерно покажет нам плоскость эклиптики. И сейчас в утреннем небе как раз можно наблюдать Марс, Юпитер и Сатурн.
В результате, в ближайшие недели утром до восхода Солнца можно будет очень наглядно видеть вот такую картину:
Которая, как это ни удивительно, прекрасно согласуется с учебниками астрономии.
А гифку правильнее рисовать так:
Источник: сайт астронома Rhys Taylor rhysy.net
Вопрос может вызвать взаимное положение плоскостей. Летим ли мы