История всего. 14 миллиардов лет космической эволюции - Дональд Голдсмит

Каждый новый вид знаний сообщает о новом окне во Вселенную и о новом детекторе, который можно после этого добавлять в пополняющийся список наших небиологических органов чувств. Каждый раз, когда это происходит, мы выходим на следующий уровень космической просвещенности, словно эволюционируя в сверхчувствительных существ. Кто бы мог подумать, что наша погоня за расшифровкой загадок Вселенной с целым арсеналом искусственных органов чувств наперевес приведет к тому, что мы начнем чуть лучше понимать самих себя? Мы принимаем участие в этом приключении не просто из прихоти, но как уполномоченные представители своего вида, чтобы обрести свое собственное место во Вселенной. Этому приключению уже немало лет, и на него за это время обратили внимание самые разные мыслители, великие и поскромнее, мыслители всех времен и культур. Мы смогли узнать то, что поэты, как оказалось, и так знали все это время:

Изображение Ultra Deep Field (область глубокого обзора), полученное космическим телескопом Хаббла в 2004 году, позволило увидеть самые тусклые космические объекты из когда-либо обнаруженных. Почти каждый объект на фотографии, каким бы маленьким он ни был, — это галактика, расположенная на расстоянии от 3 до 10 миллиардов световых лет от нас. Поскольку излучаемый ими свет шел до телескопа несколько миллиардов лет, мы с вами видим их не такими, какие они в настоящее время, а такими, какими они были все эти миллиарды лет назад — от первых стадий формирования до более поздних: мы можем наблюдать сам процесс эволюции галактик.

Эта пестрая карта распределения реликтового излучения была создана спутником WMAP (от англ. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe — «микроволновый анизотропный зонд Уилкинсона»), выведенным на орбиту усилиями NASA. Красный цвет соответствует более теплым участкам неба, а голубой — более холодным. Эти расхождения в температуре излучения с его средним значением выдают неравномерность распределения вещества во Вселенной в первые годы ее существования. Галактические суперкластеры обязаны своим возникновением как раз таким более плотным регионам космоса — регионам красного цвета на этой тепловой фотографии новорожденной Вселенной.

Квазар, значащийся в каталоге под названием PKS 1127–145, расположен примерно в 10 миллиардах световых лет от Млечного Пути. На левом изображении видимого света, сделанном космическим телескопом Хаббла, квазар — это яркий объект в правом нижнем углу. Собственно, сам квазар занимает только центральную область этого объекта; его невероятная выработка энергии — результат поглощения раскаленного вещества гигантской черной дырой. На правом изображении тот же самый участок неба представлен рентгеновским снимком, сделанным в космической обсерватории «Чандра». «Хвост» от квазара — это струя вещества, испускающего рентгеновское излучение, длиной миллион с лишним световых лет.

Этот огромный галактический кластер, который астрономы назвали A2218, лежит примерно в 3 миллиардах световых лет от Млечного Пути. За галактиками, составляющими этот кластер, расположены еще более дальние галактики, чей свет преломлен и искажен преимущественно гравитационным воздействием темной материи и тех крупных галактик, что входят в состав A2218. В результате этого преломления получаются продолговатые светящиеся дуги, которые также можно видеть на этом снимке, сделанном космическим телескопом Хаббла.

В марте 1994 года астрономы открыли сверхновую звезду 1994D в составе спиральной галактики NGC 4526, одной из тысяч галактик скопления Девы, расположенного примерно в 60 миллионах световых лет от нас. На этом изображении, полученном космическим телескопом Хаббла, сверхновая звезда 1994D — яркий объект в его нижней левой части, чуть ниже целого пояса поглощающей свет пыли в центральной плоскости галактики. 1994D не только обогащает свое окружение разнообразными химическими элементами, но и является наглядным примером сверхновой звездой типа Ia — «свечи», при помощи которой ученые изучают ускорение расширения Вселенной.

При взгляде на эту спиральную галактику NGC 4631, расположенную примерно в 25 миллионах световых лет от нас, в глаза бросается край галактического диска, из-за чего нам не удается рассмотреть ее спиральную структуру. Содержащаяся в диске космическая пыль скрывает большую часть излучения входящих в состав галактики звезд. Красноватый участок слева от ее центра — это «ясли», кузница новорожденных звезд. Чуть выше галактики NGC 4631 расположена эллиптическая галактика поменьше, вращающаяся вместе со своей гигантской спиральной соседкой.

Исследование инфракрасного спектра небесного излучения показывает, что мы живем внутри уплощенного диска спиральной галактики, который простирается на этом снимке по правую и левую руку от центрального региона Млечного Пути. Частицы пыли поглощают определенную дозу излучения этой области, как это происходит и в других, более далеких спиральных галактиках. Ниже плоскости нашей галактики видны две неправильные галактики-спутника Млечного Пути: Большое и Малое Магеллановы Облака.

В центральном регионе галактического скопления Девы, расположенного всего-то в 60 миллионах световых лет от Млечного Пути, обнаружены десятки галактик самых разных типов, включая гигантские эллиптические в верхних левой и правой частях изображения. Спиральные галактики также представлены на этом снимке, сделанном в обсерватории Мауна-Кеа с помощью телескопа CFHT (англ. Canada-France-Hawaii Telescope — телескоп «Канада-Франция-Гавайи»). Вследствие относительной близости нашей галактики Млечный Путь к скоплению Девы огромная сила гравитации последнего оказывает существенное влияние на движение Млечного Пути в космическом пространстве. Более того, Млечный Путь и скопление Девы вместе входят в еще более крупную единую систему галактик — в сверхскопление (или суперкластер) Девы.