فضا منظومه پیچیده‌ای است که عناصر آن ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند: سیارات به دور یک ستاره متحد می‌شوند، ستاره‌ها کهکشانها را تشکیل می‌دهند، و حتی انجمن‌های بزرگ‌تری مانند گروه محلی کهکشانها را تشکیل می‌دهند. کثرت یک پدیده بسیار رایج در کیهان است که با گرانش بالا همراه است. به لطف آن، یک مرکز جرم تشکیل می‌شود که هم اجرام نسبتاً کوچکی مانند ستاره‌ها، و هم کهکشانها و انجمن‌های آنها در اطراف آن می‌چرخند.
ترکیب گروه
اعتقاد بر این است که اساس گروه محلی سه جرم بزرگ است: کهکشان راه شیری، سحابی آندرومدا و کهکشان مثلثی. ماهواره های آنها و همچنین تعدادی از کهکشان های کوتوله که هنوز نمی توان متعلق به یکی از این سه منظومه را مشخص کرد، با جاذبه گرانشی با آنها مرتبط هستند. در مجموع، گروه محلی کهکشان ها شامل حداقل پنجاه جرم بزرگ آسمانی است و با بهبود کیفیت فناوری رصدهای نجومی، این تعداد در حال افزایش است.
ابرخوشه باکره
همانطور که قبلاً ذکر شد، تعدد درمقیاس جهان - یک اتفاق رایج. گروه محلی کهکشانها بزرگترین این پیوندها نیست، اگرچه اندازه آن قابل توجه است: از نظر قطر، فاصله ای حدود یک مگاپارسک (3.8 × 1019 km) را اشغال می کند. همراه با سایر انجمن های مشابه، گروه محلی در ابرخوشه Virgo گنجانده شده است. تصور کردن ابعاد آن دشوار است، اما جرم آن با دقت نسبی اندازه‌گیری شده است: 2 × 1045کیلوگرم. در مجموع، این ارتباط شامل حدود صد منظومه کهکشانی است.
لازم به ذکر است که تعدد به همین جا ختم نمی شود. ابرخوشه سنبله مانند چندین خوشه دیگر به اصطلاح Laniakea را تشکیل می دهد. مطالعه چنین سیستم‌های غول‌پیکری به اخترفیزیکدانان این امکان را داده است که نظریه‌ای درباره ساختار بزرگ مقیاس جهان ایجاد کنند.
انواع کهکشان هایی که گروه محلی را تشکیل می دهند
دانشمندان دریافته اند که سن همه اعضای گروه محلی تقریباً 13 میلیارد سال است. علاوه بر این، ماده ای که آنها را تشکیل می دهد ترکیب یکسانی دارد که به ما امکان می دهد در مورد منشاء مشترک کهکشان های گروه محلی صحبت کنیم. آنها به ترتیب تصادفی چیده نشده‌اند: بیشتر آنها حول یک خط خیالی ساخته شده‌اند که بین کهکشان راه شیری و سحابی آندرومدا قرار دارد.
بزرگترین عضو گروه محلی کهکشانها از نظر اندازه، سحابی آندرومدا است: قطر آن 260 هزار سال نوری است (2.5 × 1018 کیلومتر). از نظر جرم، کهکشان راه شیری به وضوح برجسته است - تقریباً 6 × 1042کیلوگرم. در کنار چنین اجرام بزرگی، اجرام کوتوله ای مانند کهکشان SagDEG نیز وجود دارند که در صورت فلکی قوس قرار دارند.
بیشترینکهکشان‌های گروه محلی به‌عنوان نامنظم طبقه‌بندی می‌شوند، اما کهکشان‌های مارپیچی مانند سحابی آندرومدا و کهکشان‌های بیضی شکل نیز مانند SagDEG وجود دارند.
زیرگروه راه شیری
دقت رصدهای نجومی گروه محلی به این بستگی دارد که ما در کدام کهکشان هستیم. به همین دلیل است که کهکشان راه شیری از یک طرف مطالعه شده ترین شی است و از طرف دیگر بیشترین سؤال را ایجاد می کند. تا به امروز مشخص شده است که ماهواره های کهکشان ما حداقل 14 جرم هستند که از جمله آنها می توان به کهکشان های دب اکبر، قوس، مجسمه ساز و شیر اشاره کرد.
یادداشت ویژه کهکشان SagDEG در کمان است. این دورترین نقطه از مرکز گرانشی گروه محلی است. طبق محاسبات، زمین با 3.2 × 1019 کیلومتر از این کهکشان جدا شده است. کیلومتر
راه شیری و ابرهای ماژلانی
در میان بحث ها، مسئله ارتباط راه شیری با ابرهای ماژلانی است - دو کهکشان آنقدر به ما نزدیک هستند که می توان آنها را با چشم غیر مسلح از نیمکره جنوبی مشاهده کرد. برای مدت طولانی اعتقاد بر این بود که آنها ماهواره های کهکشان ما هستند. در سال 2006، با استفاده از آخرین فناوری، مشخص شد که آنها بسیار سریعتر از سایر ماهواره های کهکشان راه شیری حرکت می کنند. بر این اساس، پیشنهاد شد که آنها هیچ ارتباط گرانشی با کهکشان ما ندارند.
اما سرنوشت ابرهای ماژلانی غیرقابل انکار است. حرکت آنها به سمتراه شیری، بنابراین جذب آنها توسط یک کهکشان بزرگتر اجتناب ناپذیر است. دانشمندان تخمین می زنند که این اتفاق پس از 4 میلیارد سال رخ خواهد داد.
سحابی آندرومدا و ماهواره های آن
پس از 5 میلیارد سال، سرنوشت مشابهی کهکشان ما را تهدید می کند، تنها آندرومدا، بزرگترین کهکشان در گروه محلی، آن را تهدید می کند. فاصله تا کهکشان آندرومدا 2.5 × 10 6سال نوری است. این ماهواره دارای 18 ماهواره است که M23 و M110 (شماره کاتالوگ از ستاره شناس فرانسوی قرن 18 شارل مسیه) به دلیل درخشندگی آنها مشهورترین آنها هستند.
اگرچه سحابی آندرومدا نزدیکترین کهکشان به کهکشان راه شیری است، اما رصد آن به دلیل ساختارش دشوار است. این کهکشان یکی از کهکشان های مارپیچی است: دارای یک مرکز مشخص است که از آن دو بازوی مارپیچی بزرگ بیرون می آیند. با این حال، سحابی آندرومدا به سمت زمین چرخیده است.
کهکشان مثلث
دوری قابل توجه آن از زمین به طور قابل توجهی مطالعه خود کهکشان و ماهواره های آن را پیچیده می کند. تعداد ماهواره های کهکشان مثلثی قابل بحث است. به عنوان مثال، کوتوله آندرومدا II دقیقاً در وسط بین مثلث و سحابی قرار دارد. وضعیت دستگاه‌های رصدی مدرن به ما اجازه نمی‌دهد که تعیین کنیم این جرم فضایی متعلق به کدام میدان گرانشی از دو عضو بزرگ گروه محلی کهکشانها است. اکثرا هنوز تصور می کنند که آندرومدا II با مثلث مرتبط است. اما نمایندگانی از دیدگاه مخالف نیز وجود دارند که حتی پیشنهاد می کنند نام آن را تغییر دهیدآندرومدا XXII.
کهکشان مثلث همچنین یکی از اجرام عجیب و غریب در جهان را دارد - سیاهچاله M33 X-7 که جرم آن 16 برابر خورشید است و آن را به یکی از بزرگترین سیاهچاله های شناخته شده برای علم مدرن تبدیل می کند. به استثنای موارد فوق پرجرم.
مشکل خوشه های کروی
تعداد اعضای گروه محلی دائماً در حال تغییر است، نه تنها به دلیل کشف کهکشان های دیگری که به دور همان مرکز جرم می چرخند. بهبود کیفیت فن آوری های نجومی این امکان را فراهم کرده است که ثابت شود اجرام که قبلاً کهکشان محسوب می شدند، در واقع نیستند.
این امر تا حد زیادی در مورد خوشه های ستاره ای کروی صدق می کند. آنها حاوی تعداد زیادی ستاره هستند که به یک مرکز گرانشی گره خورده اند و شکل آنها شبیه کهکشان های کروی است. روابط کمی به تمایز بین آنها کمک می کند: چگالی ستارگان در خوشه های کروی بسیار بیشتر است و قطر به نسبت بالاتر است. برای مقایسه: در مجاورت خورشید، یک ستاره در هر 10 پارسک مکعبی وجود دارد، در حالی که در خوشه های کروی این رقم می تواند 700 یا حتی 7000 برابر بیشتر باشد.
کهکشان‌های کوتوله مدت‌هاست که پالومار ۱۲ در صورت فلکی برج جدی و پالومار ۴ در دب اکبر در نظر گرفته می‌شوند. مطالعات اخیر نشان داده است که آنها در واقع خوشه های کروی بسیار بزرگی هستند.
تاریخچه و مشکلات مطالعه گروه محلی کهکشانها
تا ربع دوم قرن بیستم، اعتقاد بر این بود که کهکشان راه شیری و کیهان مفاهیمی یکسان هستند. ظاهراً همه امور در درون ماستکهکشان ها با این حال، در سال 1924، ادوین هابل با استفاده از تلسکوپ خود، چندین قیفاووس - ستارگان متغیر با دوره درخشندگی مشخص - را ثبت کرد که فاصله آنها به وضوح از اندازه کهکشان راه شیری بیشتر بود. این امر وجود اجرام برون کهکشانی را ثابت کرد. دانشمندان در مورد این واقعیت فکر کرده اند که جهان پیچیده تر از آن چیزی است که قبلاً به نظر می رسید.
کشف هابل همچنین ثابت کرد که جهان همیشه در حال انبساط است و اجرام از یکدیگر دور می شوند. پیشرفت در فناوری اکتشافات جدیدی را به همراه داشت. بنابراین مشخص شد که کهکشان راه شیری ماهواره های خاص خود را دارد، فواصل بین آنها محاسبه شد و چشم انداز وجود مشخص شد. چنین اکتشافاتی کافی بود تا برای اولین بار ایده وجود گروه محلی به عنوان یک انجمن چشمگیر از کهکشان های نزدیک به هم را فرموله کند، و حتی نشان دهد که ممکن است انجمن هایی با رتبه بالاتر وجود داشته باشد، زیرا ماهواره ها نیز در این منطقه یافت شدند. نزدیکترین کهکشان به کهکشان راه شیری - سحابی آندرومدا. همان اصطلاح "گروه محلی" اولین بار توسط همین هابل استفاده شد. او در کار خود در مورد اندازه گیری فاصله تا کهکشان های دیگر به آن اشاره می کند.
می توان ادعا کرد که مطالعه کیهان به تازگی آغاز شده است. این در مورد گروه محلی نیز صدق می کند. کهکشان SagDEG نسبتاً اخیراً کشف شده است، اما دلیل این امر نه تنها درخشندگی کم آن است که برای مدت طولانی توسط تلسکوپ ها ثبت نشده است، بلکه وجود ماده ای در جهان است که تشعشع مرئی ندارد - به اصطلاح "ماده تاریک".
علاوه بر این، مشاهدات با گاز پراکنده بین ستاره ای (معمولاً هیدروژن) و غبار کیهانی پیچیده می شوند. با این حال، فناوری رصدی ثابت نمی‌ماند، که به ما امکان می‌دهد روی اکتشافات شگفت‌انگیز جدید در آینده و همچنین روی اصلاح اطلاعات موجود حساب کنیم.
