На протяжении сотен тысяч лет человечество смотрело в ночное небо с одним главным вопросом: что ещё там есть?
Конечно, сначала мы заметили Луну, а затем Солнце. Со временем взгляд человека на космос становился всё острее. Мы открыли и другие небесные объекты — семь планет, вращающихся вокруг Солнца, и множество их спутников. К ним добавились кометы, астероиды, чёрные дыры и целые галактики, наполненные миллионами звёзд. В особо тёмные ночи можно даже увидеть края нашей собственной галактики — Млечного Пути.
Сколько же галактик существует?
Итак, сколько же галактик существует? Современные оценки говорят о том, что во Вселенной, которую мы можем наблюдать, может быть до двух триллионов галактик.
Каждая галактика имеет свои особенности и уникальные черты. За миллионы лет они формируют газ, пыль, звёзды, планеты и спутники. В центре большинства галактик находится сверхмассивная чёрная дыра, которая притягивает к себе соседние звёзды.
Ещё в 1926 году астроном Эдвин Хаббл предложил первую классификацию галактик. По его схеме существует пять основных типов: спиральные, спиральные с перемычкой (к такому типу относится и Млечный Путь), линзовидные, эллиптические и неправильные.
Межгалактическая арифметика
Лишь в последние десятилетия учёные смогли приблизительно оценить, сколько объектов на самом деле находится во Вселенной. Для этого используются такие телескопы, как Хаббл, Чандра и наземный Очень Большой Телескоп Европейской Южной обсерватории. Они помогают проводить обзоры отдельных участков неба. Иногда астрономы изучают участок пространства размером с булавочную головку, если смотреть на вытянутой руке.
Астрономы отмечают каждую видимую галактику в выбранной области и затем распространяют эти данные на всё небо. Однако эта задача крайне сложна. Нужно учитывать излучение в разных диапазонах волн, а также бороться с пылью и другими помехами, которые ослабляют свет галактик. Кроме того, съёмка и последующая обработка изображений требуют огромного времени.
Важно помнить и о том, что есть галактики, которые мы пока не можем увидеть. Вселенная расширяется, и самые древние галактики, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва, удаляются от нас быстрее скорости света. Современные технологии просто не позволяют их зафиксировать.
Глубокий взгляд Хаббла
Именно телескоп Хаббл помог нам по-новому взглянуть на наше место во Вселенной. Когда он не занимается изучением комет или подсчётом колец планет, он делает подробные снимки крошечных фрагментов неба.
Первая программа Deep Field была запущена в 1995 году. Тогда астрономы выбрали участок неба, где раньше не проводилось наблюдений. Полученное изображение произвело революцию в астрономии. На нём удалось различить около 1500 галактик. Позднейшие исследования показали ещё больше.
В 2012 году был опубликован снимок eXtreme Deep Field. В течение десяти лет телескоп фиксировал небольшой участок неба суммарно 50 дней. По итогу учёные получили изображение, на котором были видны тысячи галактик разных форм и размеров. Благодаря этим данным астрономы предположили, что во Вселенной может существовать от 100 до 200 миллиардов галактик.
Но уже через четыре года группа исследователей из Ноттингемского университета пересчитала данные Хаббла и других обсерваторий. Их новые оценки увеличили общее количество галактик примерно в десять раз — до двух триллионов.
Астрофизик Кристофер Конселис тогда отметил: «Трудно вообразить, что более 90 процентов галактик во Вселенной ещё не изучены. Кто знает, какие удивительные свойства мы обнаружим с помощью будущих телескопов?»
Ожидания от новых телескопов
Сегодня человечество словно играет с Вселенной в «кошки-мышки». Мы стараемся создать инструменты, достаточно мощные, чтобы заметить галактики, стремительно удаляющиеся от нас.
На смену Хабблу приходит Космический телескоп имени Джеймса Уэбба. В начале 2022 года он достиг своей рабочей точки — на расстоянии около 1,5 миллиона километров от Земли. Теперь он начнёт беспрецедентное исследование в инфракрасном диапазоне, наблюдая за галактиками, удалёнными примерно на 50 миллионов световых лет.
В проекте участвуют более 100 международных исследователей. Данные Уэбба о процессе звездообразования будут объединены с наблюдениями в радиодиапазоне, а также с оптическими и ультрафиолетовыми снимками. В совокупности это даст более полное представление о взаимодействии газа, пыли и процессов термоядерного синтеза.
«Уэбб позволит увидеть самые ранние стадии рождения звёзд — момент, когда облака газа сжимаются и нагревают окружающую пыль», — объясняет Дженис Ли, главный научный сотрудник обсерватории Джемини в Аризоне. Её лаборатория участвует в международной программе PHANGS, которая объединяет данные разных обсерваторий, ускоряя новые открытия.
Новый телескоп в сто раз мощнее Хаббла. Он способен рассматривать космос с такой детализацией, которая ранее была невозможна. Учёные надеются, что Уэбб позволит разглядеть галактики, сформировавшиеся вскоре после Большого взрыва, примерно 13,5 миллиарда лет назад. Это даст нам самое близкое представление о том, как началась история всего сущего.
