Գալակտիկաներ։ Աստղերի կղզիներ տիեզերքում։

Դեռևս VII դարում հայ մեծանուն գիտնական Անանիա Շիրակացին կարծում էր, որ Ծիր Կաթինը (Հարդագողի ճանապարհը) հեռավոր ու թույլ երևացող բազմաթիվ աստղերի կուտակում է, որը մեր աչքին երևում է միավորված լույսով։ Միայն հազար տարի հետո՝ 1609 թվականին, երբ Գալիլեո Գալիլեյը աստղադիտակը ուղղեց դեպի երկինք, հաստատվեց, որ այդ գոտին բաղկացած է բազում աստղերից։ Ի դեպ, Լուսնի հակառակ կողմի վրա հարվածային խառնարան կա՝ անվանված ի պատիվ Շիրակացու։

Բայց իրականում ի՞նչ տեսք ու կառուցվածք ունեն մեր և մնացած գալակտիկաները։ 

Նախ եկեք հասկանանք՝ ինչ է գալակտիկան:

Գալակտիկաները աստղերից, աստղակույտերից, միջաստղային գազից ու փոշուց, մութ նյութից (չվախենա՛ք) կազմված հսկայական համակարգեր են՝ միմյանց հետ կապված գրավիտացիայով։ Այս բոլոր օբյեկտները պտտվում են ընդհանուր զանգվածի կենտրոնի շուրջը։ Իսկ այ գալակտիկաների կենտրոնում ենթադրաբար գտնվում են սուպերզանգվածեղ սև խոռոչներ՝ Արեգակից միլիոնավոր կամ նույնիսկ միլիարդավոր անգամ ծանր։ Տիպիկ գալակտիկաների զանգվածի միայն չնչին տոկոսն է տեսանելի՝ աստղերի ու միգամածությունների տեսքով, իսկ զանգվածի հիմնական մասը կազմում է մութ նյութը, որը միայն փոխազդում է գրավիտացիայով։ Այսպիսի բացատրությունը առաջ է քաշվել՝ բացատրելու գալակտիկաների սկավառակի ծայրամասերում աստղերի անոմալ մեծ արագությունները։ Քանի որ պարուրաձև (սրան դեռ չենք հասել) գալակտիկաների կենտրոնից հեռանալիս նյութի խտությունը նվազում է, ապա ըստ Կեպլերի օրենքների՝ արագությունները ևս պիտի նվազեին` մեր Արեգակնային համակարգի պես։ Սակայն այդպիսի պատկեր չի դիտվում, և կարիք կար ինչ-որ ձև գալակտիկաներին հավելյալ զանգված տալ, որով պայմանավորված հավելյալ գրավիտացիան թույլ կտար այսպիսի համակարգերին քանդված չլինել մինչ այսօր։ Միակ ելքը «թաքնված զանգվածի» գաղափարի ներմուծումն էր, որը չի մասնակցում էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությանը և չի կարող անմիջականորեն դիտվել (այստեղից էլ մութ նյութ տերմինը)։ 

Իսկ որքա՞ն գալակտիկա կա ամբողջ տիեզերքում

Նախ տիեզերք ասելով եկեք հասկանանք տեսանելի տիեզերքը։ Դա տիեզերքի այն գնդաձև մասն է, որից մարդիկ կարողանում են կամ տեսականորեն կկարողանան էլեկտրամագնիսական ճառագայթում գրանցել։ Այսինքն, խոսքը ոչ թե հեռու ապագայում թռչող տաքսիներով շրջող զարգացած մարդկանց ստեղծած դիտողական տեխնիկայի զարգացվածության մասին է, այլ հենց լույսի արագության ֆիզիկական սահմանափակման։ Մինչև վերջերս գալակտիկաների թիվը տիեզերքում գնահատվում էր տրիլիոնների կարգի, բայց 2021 թվականին ՆԱՍԱ-ի «Նոր հորիզոններ» կայանի տվյալները օգտագործելով ստացվում է մոտ 200 միլիարդի կարգի։ Իսկ գալակտիկաների չափերը պատկերացնելու համար նշենք, որ մեր գալակտիկան պարունակում է 100-400 միլիարդ աստղ, որոնցից մեկի շուրջն էլ պտտվում ենք մենք։ Մինչդեռ անզեն աչքով տեսանելի մոտ 6000 աստղն էլ հենց մեր Գալակտիկայից են (մի տեղում կանգնած կեսը՝ 3000-ը, կարող ենք տեսնել)։ Գալակտիկայի տրամագիծը 100 000 լուսատարի է՝ մի ծայրից մյուսը լույսը անցնում է մոտ 100 000 տարում, իսկ Արեգակը գտնվում է կենտրոնից իր շառավղի ⅔-ին հավասար հեռավորության վրա։ Ի դեպ, մեր տուն գալակտիկան՝ Ծիր Կաթինը, մնացածից տարբերելու համար գրում ենք մեծատառով՝ Գալակատիկա։ 

 

Իսկ ինչպե՞ս են առաջացել գալակտիկաները

Գալակտիկաների առաջացման հարցը աստղաֆիզիկայի մեծագույն մարտահրավերներից մեկն է։ Կա երկու հիմնական տեսություն՝ բացատրելու այս պրոցեսը, սակայն դրանցից ոչ մեկը չի կանխատեսում ներկայիս դիտումները։ Մեկը պնդում է, որ գալակտիկաները առաջացել են հսկայական գազափոշային ամպի գրավիտացիոն սեղմումից, որից հետո գազը մասնատվել է ավելի փոքր ամպերի, և այդպիսով առաջացել են աստղերը։ Ըստ երկրորդ տեսության, որը վերջին տարիներին ավելի մեծ տարածում ունի, գալակտիկաները առաջացել են լրիվ հակառակ պրոցեսի արդյունքում։ Սկզբում առաջացել են ավելի փոքր կառուցվածքները՝ աստղերի կույտերը, որոնք հետո միավորվել են՝ առաջացնելով գալակտիկաներ և ավելի ուշ՝ նաև գալակտիկաների կույտեր։

 Գալակտիկաների առաջացման պրոցեսները հիմա էլ շարունակվում են։  Գալակտիկաները փոխազդում են միմյանց հետ, բախվում, միաձուլվում, հսկաները «կուլ են տալիս» ավելի փոքրերին։ Սակայն աստղերի միջև եղած մեծ հեռավորությունների պատճառով մոլորակային համակարգերի մեծ մասը չէր տուժի այդպիսի բախումներից։ Մեր գալակտիկան՝ Ծիր Կաթինը, և հարևան մի փոքր ավելի մեծ Անդրոմեդան շարժվում են միմյանց ընդառաջ՝ 130 կմ/վ արագությամբ։ Կախված հետագա շարժումից, նրանք կարող են 5-6 միլիարդ տարի հետո միմյանց հետ բախվել` առաջացնելով ավելի մեծ գալակտիկա։ Բախման արդյունքում Արեգակը գալակտիկայի նոր շրջան կշպրտվի, բայց հանգիստ եղեք, Երկիրը ու Արեգակնային համակարգը ոչնչացման վտանգի տակ չեն լինի (եթե իհարկե մինչ այդ չոչնչանան)։

Լավ, բա վերջը քա՞նի տեսակի գալակտիկա կա։

Գալակտիկաները հիմնականում հանդիպում են խմբերով՝ հարյուրավորից մինչև հազարավոր աստղեր պարունակելով։ 1924 թվականին ամերիկացի աստղագետ Էդվին Հաբլը ցույց տվեց, որ անզեն աչքով երևացող Անդրոմեդան առանձին աստղային համակարգ է և գտնվում է Գալակտիկայից դուրս։ Մեր գալակտիկան մտնում է Տեղական խմբի մեջ, որը պարունակում է նվազագույնը 80 գալակտիկա, որոնցից շուրջ կեսը նման են Գալակտիկային։ Հաբլը գալակտիկաները դասակարգեց ըստ արտաքին տեսքի՝ պարուրաձև, էլիպսաձև ու անկանոն։

Պարուրաձև (սպիրալաձև) գալակտիկաներ

Այսպիսի գալակտիկաները, որոնց թվին է պատկանում նաև Ծիր Կաթինը, աչքի են ընկնում իրենց պարուրաթևերով՝ կազմելով ընդհանուր գալակտիկաների մոտ կեսը։ Դրանք դուրս գալով գալակտիկայի կենտրոնական խտացման երկու հակադիր վայրերից՝ ոլորվում են կենտրոնի շուրջը։ Պարուրաձև գալակտիկաները իրենց հերթին լինում են նորմալ և ձողիկավոր։ Նորմալների պարուրաթևերը դուրս են գալիս միջուկային տիրույթից, իսկ ձողիկավորներինը՝  աստղային բնակչությամբ կենտրոնական ձողիկի ծայրերից։ Պարուրաձև գալակտիկաներում ակտիվորեն շարունակվում են աստղերի առաջացման պրոցեսները։

Էլիպսաձև գալակտիկաներ

Էլիպսաձև գալակտիկաները ներառում են գնդաձև կամ ձվաձև գալակտիկաները՝ կազմելով ընդհանուր գալակտիկաների 25%-ը։ Դրանց պայծառությունը կենտրոնից դեպի եզր սահուն նվազում է, աստղեր ակտիվորեն չեն առաջանում, իսկ «ծեր» աստղերի պատճառով գույնը կարմրավուն է։

Ոսպնյակավոր գալակտիկաներ

Այսպիսի գալակտիկաները միջանկյալ տեղ են զբաղեցնում էլիպսաձև և պարուրաձև գալակտիկաների միջև՝ կազմելով ընդհանուր թվի 20%-ը։ Նրանց միջուկը և պարուրաթևերը շատ թույլ են երևում, իսկ կողքից նայելիս՝ ունեն ոսպնյակի տեսք։

Անկանոն գալակտիկաներ

Այպիսի գալակտիկաները ունեն տձև տեսք, անհամասեռ պայծառություն և աստղային բնակչություն։ Նրանցում մեծ քանակի միջաստղային գազ կա՝ զանգվածի մինչև կեսը։  Սրանք կազմում են ընդհանուր գալակտիկաների 5%-ը՝ ընդգրկելով Մագելանյան Մեծ և Փոքր ամպերը։ Ծիր Կաթինի այս երկու արբանյակ գալակտիկաները տեսանելի են անզեն աչքով՝ հարավային կիսագնդից։

Ի՞նչ կա գալակտիկաների ներսում

Գալակտիկաները հիմնականում կազմված են երկու տեսանելի բաղադրիչներից՝ սկավառակից և պսակից։ Սկավառակը համեմատ բարակ շերտ է, որտեղ գտնվում է օբյեկտների մեծամասնությունը, իսկ պսակը գալակտիկայի կենտրոնի շուրջը գնդաձև խտացում է։ Պարուրաձև գալակտիկաները ունեն նաև պարուրաթևեր և պսակ, իսկ աստղերի մեծ մասը գտնվում է սկավառակում։ Մինչդեռ էլիպսաձև գալակտիկաների դեպքում սկավառակը բացակայում է՝ ունեն միայն պսակ, որը հարուստ է ծեր աստղերով և քիչ քանակի գազով ու փոշով։ Անկանոն գալակտիկաները չունեն պարուրաթևեր և կազմված են միայն սկավառակից՝ խառը աստղային բնակչությամբ։

Հիմա հարց․ Որտեղի՞ց գիտենք՝ Գալակտիկան ինչ տեսք ունի։ Մենք, իհարկե, Գալակտիկայից դուրս ոչ մի սարք դեռևս չենք ուղարկել՝ իմանալու, թե ինչ տեսք ունի։ Բայց հասկանալով նրա տիպը, նկարում ենք նույն տիպի այլ գալակտիկաների և եզրակացնում, որ դրանք արտաքին տեսքով նման են։ 

Իսկ ի՞նչ լուսավոր գիծ է գիշերային երկնքի Ծիր Կաթինի գեղեցկագույն նկարներում։ Պատկերացրեք մի հսկայական պիցցա, որի մեջ լի՜քը պանիր կա,  իսկ մենք դրա մեջ ենք՝ կենտրոնից հեռու։ Եթե նայենք դեպի կենտրոնի կողմ ավելի պայծառ կտեսնենք, որովհետև ավելի շատ պանիր կա, իսկ դեպի չոր մասը (որ ոչ-մեկ չի ուտում) ավելի թույլ կերևա։ Այնինչ ուղղահայաց վերև կամ ներքև նայելուց շատ քիչ աստղեր կան։ Հյուսիսային կիսանգնդում ամառը մենք դեմքով դեպի կենտրոնի խիտ մասն ենք՝ պայծառ ենք տեսնում, իսկ ձմռանը տեսնում ենք թույլ եզրը։ Այպիսով չլուսավորված վայրից պարզ երկինք ունենալու դեպքում անզեն աչքով կկարողանանք ֆիքսել մեր Գալակտիկայի գիծը։

Իսկ ո՞ր գալակտիկաները կարող ենք դիտել գիշերային երկնքում

Հյուսիսային երկնքում անզեն աչքով կարող ենք տեսնել մեր Գալակտիկայի կույտի ամենամեծ գալակտիկան՝ Անդրոմեդան։ 2․5 միլիոն լուսատարի հեռավորության վրա գտնվող այս պարուրաձև գալակտիկան դիտելու ամենահարմար ժամանակահատվածն աշունն է։ Հյուսիսային երկնքում շատ բարենպաստ պայմանների ու լավ տեսողության շնորհիվ նաև կարող է երևալ Եռանկյունի գալակտիկան։ Մեր կույտի մեծությամբ երրորդ այս գալակտիկան Անդրոմեդայից հետո ամենամոտ պարուրաձև գալակտիկան է, սակայն 8 անգամ ավելի թույլ է երևում երկնքում։ Իսկ ահա հարավային երկնքում անզեն աչքով կարելի է դիտել Ծիթ Կաթինի 2 արբանյակ գալակտիկաները՝ Մեծ և Փոքր Մագելանյան Ամպերը։