Під час спостережень за нічним небом – чорною вуаллю із крихітними вставками зір Чумацького шляху – неможливо не відчути себе мізерним проти величезного космічного простору. Певна його частина доступна для нас візуально – люди навіть можуть побачити зорі та галактики, розташовані за десятки мільярдів світлових років.
Донедавна приблизна кількість галактик залишалася невідомою. З покращенням технологій для телескопів людям вдалося дізнатися ще більше: виявилося, що поза межами Землі існує набагато більше, ніж тисяча галактик.
За найточнішими підрахунками з використанням найкращого обладнання, нам вдалося би побачити 170 мільярдів галактик у Всесвіті. Але ж насправді їх набагато більше. Звідки про це знають астрономи?
В ідеалі вчені могли би просто порахувати всі галактики й оприлюднити точне їх число. У такому разі науковцям довелося б навести телескоп на нічне небо, врахувати кожен випромінений фотон і кожне небесне тіло, яке б вони побачили, незалежно від того, наскільки чітко чи слабко його було б видно. Маючи потужну апаратуру та нескінченну кількість ресурсів, Всесвіт могли би просто виміряти. Таким чином можна було б дізнатися точну кількість галактик.
Але такий спосіб не діє на практиці. Розміри наших телескопів обмежені, а це впливає на кількість можливих фотографій та роздільну здатність. Частина Всесвіту затьмарюється матерією, і що віддаленіший об’єкт, то слабше його видно. Деякі зі скупчень небесних тіл можуть бути розташовані настільки далеко, що навіть спостереження протягом століття не виявлять такої галактики.
Видимі сьогодні зірки й галактики існували не завжди. З плином часу Всесвіт стає ціліснішим та спокійнішим, але і цьому є межа. Побачити все людському та телескопічному оку неможливо.
Таким чином, у середині 1990-х вчені вирішили якомога довше поспостерігати за тією частиною нічного неба, де зірки, галактики та матерії були відсутні. Від тривалості спостережень залежить кількість світла, «зібраного» телескопом. Астрономи використали космічний телескоп «Габбл» і дали можливість Всесвіту самому розкрити те, що він давно приховував.
Темний клаптик неба у жовтій букві «L» не мав жодної відомої зірки, матерії, космічного пилу чи галактики. Це ідеальна локація для спостережень за «пустотою».
Така «бездіяльність» насправді була дуже ризикованою. Якби астрономи нічого не виявили, більш ніж 7-денне спостереження стало би просто згаяним часом та марним використанням найпотужнішого на той час телескопа. Та в разі успіху космічне мерехтіння відповіло б на безліч питань.
Науковці збирали дані зі хвиль різних довжин, сподіваючись виявити галактики, які було видно слабше, ніж будь-які інші, бачені раніше. Астрономи сподівалися дізнатись, як насправді виглядав ультравіддалений Всесвіт. І коли обладнання нарешті дало перше зображення, вчені отримали досі небачений, несхожий на жоден інший, краєвид на космос.
Оригінальне зображення, отримане астрономами з телескопа «Габбл». Він вперше виявив найменші, найвіддаленіші галактики з-поміж усіх відомих завдяки спостереженням з довгою витримкою та різними частотними діапазонами.У всіх напрямках, як ми бачимо, розташовані тисячі галактик. Це означає, що той клаптик неба не був пустим: у ньому повно скупчень різних об’єктів, що випромінюють світло.
Але й тут виникають певні труднощі. Річ у тому, що найвіддаленіші галактики стають жертвами космологічного червоного зміщення, яке відбувається внаслідок розширення Всесвіту. Через це вони віддаляються від точки, де «Габбл» ще може їх побачити. Численні спостереження дали науковцям зрозуміти, що галактики нижче певного порогу яскравості виявити неможливо.
У карликових галактиках Segue 1 та Segue 3 налічується приблизно лише тисяча зірок, чия гравітаційна маса в сукупності дорівнює 600 тисячам сонячних мас. Обведені зірки утворюють найменший супутник Чумацького шляху під назвою Segue 1.
Так, технологічні межі наших досліджень розширюються із розвитком науки, але жоден телескоп не зможе побачити всі галактики. Найвдалішою спробою зробити це вважається детальний знімок Габбл-Екстрім-Діп-Філд 2012 року, що являв собою складене зображення ультрафіолетових, оптичних та інфрачервоних даних. Спостерігаючи за таким маленьким клаптиком неба, телескоп мав би зробити 32 мільйони подібних знімків, щоб зобразити всі можливі напрямки, враховуючи дані, зібрані лише за 23 дні.
Складання всього відомого в єдине зображення виявило загалом приблизно 5500 галактик. Це являло собою найвищу щільність розміщення таких скупчень, яку коли-небудь бачили астрономи через вузький промінь, що нагадує олівець, у космосі.
Різні знімки, схожі до Габбл-Екстрім-Діп-Філд, показали тисячі галактик в небі, що становить лише мільйонну частку неба.
Ви, можливо, подумали, що логічно було б підрахувати кількість усіх галактик, помноживши число скупчень в Габбл-Екстрім-Діп-Філд на всі зображення, які знадобляться для фотографування всього неба. Тоді отримаємо 176 мільярдів галактик. Але це не остаточне число, а лише мінімум того, що існує в небі. Це обчислення не враховує занадто малі, близькі одна до одної чи неяскраві галактики. Те ж саме і з галактиками, затемненими нейтральним газом і пилом або розташованими поза полем зору Габбла через червоне зміщення. Однак, так само, як ці галактики існують поруч, вони мають існувати й в молодому, далекому Всесвіті.
Галактик, схожих на Чумацький Шлях, багато, але наймолодші з них загалом менші, хаотичніші та багатші газами, аніж галактики, які ми бачимо сьогодні.
Як не дивно, ще 4 мільярди років тому у Всесвіті існувало набагато більше галактик, чимало з яких, щоправда, були неяскравими й маленькими та зливалися у спіралі, на відміну від сучасних.
Головне, що ми маємо знати для складання вірогідних підрахунків – є точний спосіб формування структур у Всесвіті. Якщо ми зможемо врахувати:
- речовини, з яких складається Всесвіт
- початкові умови зародження
- закони фізики,
то нам вдасться змоделювати його розвиток, передбачити утворення зірки та перетворення матерії гравітацією в галактику і використати це на практиці. Уявімо поєднання темної матерії, темної енергії та зародків зірок, що з плином часу перетворяться на групи галактик. Такі процеси насправді відбуваються одночасно всюди, по всьому небу.
Моделювання масштабної структури Всесвіту.
Визначення ділянок, які є досить щільними та масивними, щоб називатися галактиками, та додавання до них кількості наявних галактик – це проблема, що наразі постає перед астрономами. Якщо врахувати процеси, що відбуваються в космосі, матимемо можливість встановити приблизну кількість галактик у Всесвіті, Це зробили астрономи, підкресливши, що їх – 2 трильйони, з-поміж яких маємо й остаточно сформовані галактики, і ті, що перебувають за полем зору телескопа, і нові галактики, котрі щойно починають утворюватися.
Дві сусідні галактики, одна з яких – блакитна – активно утворює нові зірки.
Понад 90% галактик у нашому Всесвіті існують за межами можливостей їх виявлення. Побачити всі ці скупчення не зможе навіть найбільша обсерваторія. Найменші та найвіддаленіші галактики залишаються нерозкритими, але ми знаємо, що вони мусять існувати, зважаючи на космічні процеси.
Наступний крок у великій космічній головоломці – знайти та схарактеризувати якомога більше з-поміж них.
можливих фотографій та роздільну здатність там про фотоны…
👍