Самые плотные объекты во вселенной. Астрономы обнаружили самый крупный объект во вселенной
Благодаря быстрому развитию технологий, астрономы совершают все более интересные и невероятные открытия во Вселенной. Например, звание «самого большого объекта во Вселенной» переходит от одних находок к другим практически ежегодно. Некоторые открытые объекты настолько огромны, что ставят в тупик своим фактом существования даже лучших ученых нашей планеты. Давайте поговорим о десяти самых крупных из них.
Относительно недавно ученые обнаружили самое большое холодное пятно во Вселенной. Оно расположено в южной части созвездия Эридан. Своей протяженностью в 1,8 миллиарда световых лет это пятно поставило ученых в тупик. Они не подозревали, что объекты такого размера могут существовать.
Несмотря на наличие слова «войд» в названии (с английского «void» означает «пустота») пространство здесь не совсем пустое. В этом регионе космоса расположено примерно на 30 процентов меньше скоплений галактик, чем в окружающем его пространстве. По мнению ученых, войды составляют до 50 процентов объема Вселенной, и этот процент, по их же мнению, будет продолжать расти благодаря сверхсильной гравитации, которая притягивает к себе всю окружающую их материю.
Суперблоб
В 2006 году титул самого большого объекта во Вселенной получил обнаруженный загадочный космический «пузырь» (или блоб, как их обычно называют ученые). Правда, титул этот он сохранял ненадолго. Этот пузырь протяженностью 200 миллионов световых лет представляет собой гигантское скоплением газа, пыли и галактик. С некоторыми оговорками этот объект похож на гигантскую зеленую медузу. Объект обнаружили японские астрономы, когда изучали один из регионов космоса, известного наличием огромного объема космического газа.
Каждая из трех «щупалец» этого пузыря содержит галактики, которые располагаются между собой в четыре раза плотнее, чем обычно во Вселенной. Скопление галактик и газовых шаров внутри этого пузыря носят название пузырей Лайман-Альфа. Считается, что эти объекты стали появляться примерно через 2 миллиарда лет после Большого взрыва и являются настоящими реликтами древней Вселенной. Ученые предполагают, что обсуждаемый пузырь образовался, когда массивные звезды, существовавшие еще в ранние времена космоса, вдруг стали сверхновыми и выбросили в космос гигантские объемы газа. Объект настолько массивен, что ученые верят, что он в общем и целом является одним из первых образовавшихся космических объектов во Вселенной. Согласно теориям, со временем из скопившегося здесь газа будут образовываться все больше и больше новых галактик.
Сверхскопление Шепли
Многие годы ученые считают, что наша галактика со скоростью 2,2 миллиона километров в час притягивается через Вселенную куда-то в сторону направления созвездия Центавра. Астрономы предполагают, что причиной этому является Великий аттрактор (Great Attractor), объект с такой силой гравитации, которой достаточно аж для того, чтобы притягивать к себе целые галактики. Правда, выяснить, что же это за объект, ученые долгое время не могли. Предположительно этот объект расположен за так называемой «зоной избегания » (ZOA), областью на небе, закрываемой галактикой Млечный Путь.
Однако со временем на помощь пришла рентгеновская астрономия. Ее развитие позволило заглянуть за область ZOA и выяснить, что именно является причиной такого сильного гравитационного притяжения. Правда, то, что ученые увидели, поставило их в еще больший тупик. Оказалось, что за областью ZOA находится обычное скопление галактик. Размеры этого скопления не соотносились с силой оказываемого на нашу галактику гравитационного притяжения. Но, как только ученые решили заглянуть поглубже в космос, они вскоре обнаружили, что наша галактика притягивается в сторону еще большего объекта. Им оказалось сверхскопление Шепли — самое массивное сверхскопление галактик в наблюдаемой Вселенной.
Состоит сверхскопление из более 8000 галактик. Его масса примерно в 10 000 больше, чем масса Млечного Пути.
Великая стена CfA2
Как и большинство объектов в этом списке, Великая стена (также известная как Великая стена CfA2) когда-то тоже могла похвастаться титулом самого большого из известных космического объекта во Вселенной. Она была открыта американским астрофизиком Маргарет Джоан Геллер и Джоном Питером Хунрой во время изучения эффекта красного смещения для Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. По подсчетам ученых, его длина составляет 500 миллионов световых лет, ширина 300 миллионов, а толщина — 15 миллионов световых лет.
Точные же размеры Великой стены по-прежнему остаются загадкой для ученых. Она может быть гораздо больше, чем считается, и иметь протяженность 750 миллионов световых лет. Проблема в определении точных размеров заключена в расположении этой гигантской структуры. Как и в случае со сверхскоплением Шепли, Великая стена частично закрыта «зоной избегания».
Вообще эта «зона избегания» не позволяет разглядеть около 20 процентов наблюдаемой (досягаемой для нынешних телескопов) Вселенной. Она находится внутри Млечного Пути и представляет собой плотные скопления газа и пыли (а также высокую концентрацию звезд), которые сильно искажают наблюдения. Для того чтобы посмотреть сквозь «зону избегания», астрономам приходится использовать, например, инфракрасные телескопы, которые позволяют пробиться через еще 10 процентов «зоны избегания». Через что не смогут пробиться инфракрасные волны, пробиваются радиоволны, а также волны ближнего инфракрасного спектра и рентгеновские лучи. Тем не менее фактическое отсутствие возможности рассмотреть такой большой регион космоса несколько расстраивает ученых. «Зона избегания» может содержать информацию, которая сможет заполнить пробелы в наших знаниях о космосе.
Сверхскопление Laniakea
Галактики, как правило, объединены в группы. Эти группы называются скоплениями. Регионы космоса, где эти скопления более плотно расположены между собой, носят название сверхскоплений. Ранее астрономы проводили картографирование этих объектов путем определения их физического нахождения во Вселенной, однако недавно был придуман новый способ картографирования локального пространства. Это позволило пролить свет на информацию, которая была ранее недоступна.
Новый принцип картографирования локального пространства и находящихся в нем галактик основан не на вычислении места расположения объектов, а на наблюдениях за показателями оказываемого объектами гравитационного воздействия. Благодаря новому методу определяется расположение галактик и на основе это составляется карта распределения гравитации во Вселенной. По сравнению со старыми, новый метод является более продвинутым, потому что он позволяет астрономам не только отмечать новые объекты в видимой нами Вселенной, но и находить новые объекты в тех местах, куда раньше не было возможности заглянуть.
Первые результаты исследования местного скопления галактик с использованием нового метода позволило обнаружить новое сверхскопление. Важность этого исследования заключается в том, что оно позволит нам лучше понять, где же наше место во Вселенной. Ранее считалось, что Млечный Путь находится внутри сверхскопления Девы, однако новый метод исследования показывает, что этот регион является лишь частью еще более крупного сверхскопления Laniakea — одного из самых больших объектов во Вселенной. Он простирается на 520 миллионов световых лет, и где-то внутри него находимся мы.
Великая стена Слоуна
Впервые Великая стена Слоуна была обнаружена в 2003 году в рамках проекта Слоановского цифрового небесного обзора — научного картографирования сотен миллионов галактик, для определения самых крупных объектов во Вселенной. Великая стена Слоуна является гигантским галактическим филаментом, состоящим из нескольких сверхскоплений. Они как щупальца гигантского осьминога распределяются во все стороны Вселенной. Благодаря своей длине в 1,4 миллиарда световых лет, «стена» когда-то считалась самым большим объектом во Вселенной.
Сама Великая стена Слоуна не так изучена, как сверхскопления, которые находится внутри нее. Некоторые из этих сверхскоплений интересны сами по себе и заслуживают отдельного упоминания. Одно, например, имеет ядро из галактик, которые вместе со стороны выглядят, как гигантские усики. Внутри другого сверхскопления наблюдается высокое гравитационное взаимодействие между галактиками — многие из них сейчас проходят период слияния.
Наличие «стены» и любых других более крупных объектов создает новые вопросы о загадках Вселенной. Их существование противоречит космологическому принципу, который теоретически ограничивает то, насколько большими могут быть объекты во Вселенной. Согласно этому принципу, законы Вселенной не позволяют существовать объектам размером более 1,2 миллиарда световых лет. Однако объекты подобные Великой стене Слоуна полностью противоречат этому мнению.
Группа квазаров Huge-LQG7
Квазары — это высокоэнергетические астрономические объекты, расположенные в центре галактик. Считается, что центром квазаров являются сверхмассивные черные дыры, которые притягивают к себе окружающую материю. Это приводит к огромному выбросу излучения, мощь энергии которого в 1000 раз больше энергии вырабатывающейся всеми звездами внутри галактики. В настоящий момент на третьем месте среди самых крупных структурных объектов во Вселенной находится группа квазаров Huge-LQG, состоящая из 73 квазаров, разбросанных на более 4 миллиардов световых лет. Ученые считают, что столь массивная группа квазаров, а также аналогичные ей, являются одной из причин появления самых крупных структурных во Вселенной, таких как, например, Великая стена Слоуна.
Группа квазаров Huge-LQG была обнаружена после анализа тех же данных, благодаря которым была обнаружена Великая стена Слоуна. Ученые определили ее наличие после картографирования одного из регионов космоса с помощью специального алгоритма измеряющего плотность расположения квазаров на определенной области.
Следует отметить, что само существование Huge-LQG по-прежнему является предметом споров. Одни ученые считают, что этот регион космоса действительно представляет единую группу квазаров, другие ученые уверены в том, что квазары внутри этой области космоса расположены случайным образом и не являются частью одной группы.
Гигантское гамма-кольцо
Растянувшееся на 5 миллиардов световых лет Гигантское галактическое гамма-кольцо (Giant GRB Ring) является вторым самым крупным объектом во Вселенной. Помимо невероятного размера, этот объект привлекает к себе внимание благодаря своей необычной форме. Астрономы, изучая всплески гамма-лучей (огромные выбросы энергии, которые образуются в результате гибели массивных звезд), обнаружили серию из девяти всплесков, источники которых находились на одинаковом расстоянии до Земли. Эти всплески образовали на небосводе кольцо, в 70 раз превышающее диаметр полной Луны. Учитывая, что сами по себе всплески гамма-излучения являются довольно редким явлением, шанс на то, что они сформируют подобную форму на небосводе, равен 1 к 20 000. Это позволило ученым предположить, что они являются свидетелями одного из самых крупных структурных объектов во Вселенной.
Само по себе «кольцо» — это лишь термин, описывающий визуальное представление этого явления при наблюдении с Земли. Согласно одному из предположений, гигантское гамма-кольцо может являться проекцией некоей сферы, вокруг которой все выбросы гамма излучения происходили в относительно небольшой период времени около 250 миллионов лет. Правда, здесь же возникает вопрос о том, что за источник мог создать такую сферу. Одно из объяснений связано с предположением о том, что галактики могут собираться в группы вокруг огромной концентрации темной материи. Однако это лишь теория. Ученые по-прежнему не знают, как образуются подобные структуры.
Великая стена Геркулес - Северная Корона
Самый большой структурный объект во Вселенной тоже был обнаружен астрономами в рамках наблюдения за гамма-излучением. Этот объект, получивший название Великая стена Геркулес - Северная Корона, простирается на 10 миллиардов световых лет, что делает его в два раза больше Гигантского галактического гамма-кольца. Так как самые яркие всплески гамма-излучения производят более крупные звезды, обычно расположенные в областях космоса, где содержится больше материи, астрономы каждый раз метафорически рассматривают каждый такой всплеск, как укол иголки в нечто более крупное. Когда ученые обнаружили, что в области космоса в направлении созвездий Геркулеса и Северной Короны слишком часто происходят всплески гамма-излучения, они определили, что здесь имеется астрономический объект, представляющий собой, вероятнее всего, плотную концентрацию галактических скоплений и другой материи.
Интересный факт: имя «Великая стена Геркулес - Северная Корона» было придумано филиппинским тинейджером, который записал его в «Википедию» (вносить правки в эту электронную энциклопедию, кто не знает, может любой желающий). Вскоре после новостей о том, что астрономы обнаружили огромную структуру на космическом небосклоне, на страницах «Википедии» появилась соответствующая статья. Несмотря на то, что придуманное имя не совсем точно описывает этот объект (стена охватывает сразу несколько созвездий, а не только два), мировой Интернет быстро к нему привык. Возможно, это первый случай, когда «Википедия» дала имя обнаруженному и интересному с научной точки зрения объекту.
Так как само существование этой «стены» тоже противоречит космологическому принципу, ученым приходится пересматривать некоторые свои теории о том, как на самом деле сформировалась Вселенная.
Космическая паутина
Ученые считают, что расширение Вселенной происходит не случайным образом. Есть теории, согласно которым все галактики космоса организованы в одну структуру невероятных размеров, напоминающую нитевидные соединения, объединяющие между собой плотные области. Эти нити рассеяны между менее плотными войдами. Эту структуру ученые называют Космической паутиной.
По мнению ученых, паутина сформировалась на очень ранних этапах истории Вселенной. Вначале формирование паутины происходило нестабильно и неоднородно, что впоследствии помогло образованию всего того, что сейчас имеется во Вселенной. Считается, что «нити» этой паутины сыграли большую роль в эволюции Вселенной — они ее ускорили. Отмечается, что галактики, которые находятся внутри этих нитей, имеют существенно более высокий показатель звездообразования. Кроме того, эти нити являются своего рода мостиком для гравитационного взаимодействия между галактиками. После своего формирования внутри этих нитей галактики направляются к галактическим скоплениям, где в итоге со временем умирают.
Только недавно ученые начали понимать, чем же на самом деле является эта Космическая паутина. Изучая один из далеких квазаров, исследователи отметили, что своим излучением воздействует на одну из нитей Космической паутины. Свет квазара направился прямиком к одной из нитей, что разогрело находящиеся в ней газы и заставило их светиться. На основе этих наблюдений ученые смогли представить распределение нитей между другими галактиками, составив тем самым картинку «скелета космоса».
Океаны, конечно, обширны, да и горы впечатляют своим размером. 7 миллиардов людей - это тоже не маленькое число. Так как мы живём на планете Земля (диаметр которой составляет 12742 км), нам легко забыть насколько мы, на самом деле, крошечны. Для того чтобы это осознать, всё, что нам нужно сделать, это посмотреть в ночное небо. Глядя в него, становится ясно, что мы всего лишь частичка пыли в невообразимо огромной вселенной. Список объектов ниже поможет увидеть величие человека в перспективе.
10. Юпитер
Самая большая планета (диаметр 142.984 км)
Юпитер - это самая большая планета в Солнечной системе. Древние астрономы называли Юпитер королём Римских богов. Юпитер является 5-ой планетой от Солнца. Его атмосфера состоит из 84% водорода и 15% гелия с небольшими добавками ацетилена, аммиака, этана, метана, фосфита и водяного пара. Масса Юпитера в 318 раз больше массы Земли, а его диаметр больше земного в 11 раз. Масса Юпитера составляет 70% массы всех остальных планет нашей солнечной системы. Объём Юпитера может вместить 1300 планет размером с Землю. У Юпитера - 63 известных науке спутника (луны), но почти все они очень маленькие и тусклые.
9. Солнце
Самый большой объект Солнечной системы (диаметр 1.391.980 км)
Солнце (жёлтая звезда-карлик) является самым огромным объектом Солнечной системы. Его масса составляет 99,8% всей массы Солнечной системы, а масса Юпитера занимает почти всё остальное. На данный момент масса Солнца состоит из 70% водорода и 28% гелия. Все остальные компоненты (металлы) занимают меньше 2%. Проценты очень медленно меняются, так как Солнце превращает водород в гелий в своём ядре. Условия в ядре Солнца, которое занимает примерно 25% радиуса звезды, являются экстремальными. Температура достигает 15.6 миллионов градусов по Кельвину, а давление достигает 250 миллиардов атмосфер. Мощность Солнца в 386 миллиардов мегаватт обеспечивается реакциями ядерного синтеза. Каждую секунду около 700.000.000 тонн водорода превращается в 695.000.000 тонн гелия и 5.000.000 тонн энергии в виде гамма лучей.
8. Солнечная система
Наша Солнечная система состоит из центральной звезды (Солнца) и девяти планет: Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона, а также многочисленных лун, миллионов скалистых астероидов и миллиардов ледяных комет.
7. VY Большого Пса (VY CMa)
Самая огромная звезда во Вселенной (3 миллиарда километров в диаметре)
Звезда VY Большого Пса (VY Canis Majoris) является самой большой, а также одной из самых ярких звёзд, известных на данный момент. Это красный гипергигант в созвездии Большого Пса. Её радиус больше радиуса Солнца в 1800-2200 раз, а диаметр составляет 3 миллиарда километров. Если бы её поместили в нашу Солнечную систему, её поверхность протянулась бы за орбиту Сатурна. Некоторые астрономы не согласны с данным утверждением и считают, что звезда VY Большого Пса на самом деле гораздо меньше, всего в 600 раз больше Солнца, и растянулась бы только до орбиты Марса.
6. Самое большое количество воды из когда-либо обнаруженных
Астрономы обнаружили самую большую и старую массу воды, из когда-либо обнаруженных во Вселенной. Гигантское облако возрастом в 12 миллиардов лет несёт в себе в 140 триллионов раз больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые. Облако водяного пара окружает сверхмассивную чёрную дыру, называемую Квазар, расположенную в 12 миллиардах световых лет от Земли. По словам учёных, это открытие доказало, что вода преобладала во Вселенной на протяжении всего её существования.
5. Экстремально огромные сверхмассивные чёрные дыры
(в 21 миллиард раз больше массы Солнца)
Сверхмассивная чёрная дыра - это самый большой тип чёрных дыр в галактике, размером от сотен тысяч до миллиардов солнечных масс. Считается, что большинство, а может и все галактики, включая Млечный Путь, содержат в центре сверхмассивную чёрную дыру. Одна из этих, недавно обнаруженных монстров, весящая в 21 миллиард раз больше массы Солнца, является водоворотом звёзд яйцевидной формы. Она известна как NGC 4889 - самая яркая галактика в расползающемся облаке из тысяч галактик. Это облако находится в 336 миллионах световых лет от созвездия Волосы Вероники (Coma Berenices). Эта чёрная дыра настолько велика, что вся наша Солнечная система поместилась бы там около дюжины раз.
4. Млечный Путь
100.000-120.000 световых лет в диаметре
Млечный Путь - это закрытая спиральная галактика, обладающая диаметром в 100.000-120.000 световых лет и содержащая 200-400 миллиардов звёзд. Она может содержать как минимум столько же планет, 10 миллиардов из которых могут вращаться на орбите в пригодной для жизни зоне своих звёзд-родителей.
3. Эль Гордо «El Gordo»
Самый большой галактический кластер (2×1015 массы Солнца)
Эль Гордо расположен на расстоянии более 7 миллиардов световых лет от Земли, а это означает, что за ним наблюдают с самого рождения. По словам учёных, вовлечённых в изучение этого вопроса, этот кластер галактик является самым массивным, горячим и выделяющим больше рентгеновского излучения, чем любой другой известный кластер на этом расстоянии или даже дальше.
Центральная галактика в середине Эль Гордо необычно яркая и обладает удивительными голубыми лучами в оптической длине волн. Авторы полагают, что эта экстремальная галактика образовалась в результате столкновения и слияния двух галактик в центре каждого кластера.
Используя данные с космического телескопа Спитцер (Spitzer) и оптические изображения, было подсчитано, что около 1% всей массы кластера занимают звёзды, тогда как всё остальное - это горячий газ, заполняющий промежутки между звёздами и различимый телескопом Чандра (Chandra). Подобное соотношение газа и звёзд соответствует результатам, полученным из других массивных кластеров.
2. Вселенная
Предположительный размер - 156 миллиардов световых лет 
Картинка стоит тысячи слов, поэтому посмотрите на этот простер и постарайтесь представить/понять, насколько велика наша Вселенная. Умопомрачительные цифры указаны ниже. Вот ссылка к полноразмерной картинке .
Земля 1.27×104 км
Солнце 1.39×106 км
Солнечная Система 2.99×1010 км или 0,0032 световых лет
Солнечное межзвёздное пространство 6.17×1014 км или 65 световых лет
Млечный Путь 1.51×1018 км или 160,.00 световых лет
Локальная Группа Галактик 3.1×1019 км или 6,5 миллионов световых лет
Локальный Суперкластер 1.2×1021 км или 130 миллионов световых лет
Вселенная 1.5×1024 км или 156 миллиардов световых лет (но никто точно не знает)
1. Мультивселенная
Представьте не одну, а множество вселенных, существующих в одно и то же время. Мультивселенная (или мета-вселенная) - это гипотетический набор из множества возможных вселенных (включая историческую вселенную, в которой мы существуем). Вместе они образуют всё, что существует и может существовать: общность пространства, времени, материи и энергии, а также физических законов и констант, их описывающих. Но, опять-таки, нет доказательства существования мультивселенной, поэтому вполне может быть, что наша вселенная самая большая.
Таковым может оказаться галактическая стена в миллиардах световых лет от Земли
Сверхскопление из 830 галактик, расположенных на расстоянии 4,5-6,4 миллиарда световых лет от Солнечной системы, обнаружила международная группа ученых, в которую вошли представители Великобритании, Испании, США и Эстонии. Астрофизики предполагают, что открытая ими галактическая стена является крупнейшим объектом во Вселенной из известных на сегодняшний день.
Млечный путь входит в суперскопление галактик под названием Ланиакея, центр тяжести которой расположен в гравитационной аномалии под названием Великий аттрактор. До сих пор соревноваться с ней по размеру могла лишь группа галактик под названием Великая стена Слоуна. Однако новый объект, обнаруженный при помощи базы данных BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) претендует на абсолютный рекорд. Предполагается, что его масса примерно в 10 тысяч раз больше, чем у Млечного Пути, передаёт New Scientist .
Как отмечают некоторые исследователи, сегодня во многом дискуссионным остаётся вопрос о том, что именно можно считать «космическим объектом», и как определить его границы, если речь идёт о совокупности галактик. Критерием можно было бы считать одновременное передвижение всех галактик, входящих в суперкластер, в космическом пространстве, однако проверить это со столь огромного расстояния не представляется возможным при текущем уровне развития технологий.
Также отмечается, что у галактической стены BOSS, претендующей на звание крупнейшего объекта во Вселенной существуют потенциальные конкуренты. Некоторые исследователи обращают внимание на скопления квазаров , выглядящие так, как будто квазары в них представляют собой определённую систему. Впрочем, если связь между ними действительно существует, объяснить подобную структуру с точки зрения современных космологических теорий невозможно, поэтому галактическая стена BOSS является более «реалистичным» кандидатом, считают специалисты.
Не всегда люди, глядя на небо, могут представить себе истинные размеры Солнца. Да что тут говорить, даже размеры самой Земли сложно вообразить, когда стоишь на её поверхности. Люди привыкли к тому, что жучки, котики и собачки – маленькие, а они сами большие и сильные, возможно, чуть меньше слонов, но всё равно большие. В космических же масштабах человека нельзя даже сравнить с бактерией. Если учесть, что наша планета вмещает 7,7 миллиарда людей, живущих на 30% её территории (всё остальное занимает Мировой океан), то каждый человек по отдельности уже напоминает песчинку. А ведь Земля даже не самая большая планета в Солнечной системе. Но если я вам сейчас назову цифру 2,4 миллиарда километров, то вы вряд ли сможете представить насколько это много или мало. Поэтому мы с вами начнём рассматривать самые крупные объекты во Вселенной с самых доступных человеку примеров, чтобы вам было с чем сравнивать.
Все мы с вами знаем, что жуки – это маленькие насекомые, размером максимум с ноготь. Однако некоторые виды жуков могут достигать 15-17 сантиметров в длину. Например, длина тела дровосеков-титанов варьируется в пределах 8-17 сантиметров, но по некоторым данным может достигать 21 сантиметра. Средний рост человека колеблется от 170 до 180 сантиметров. Это означает, что люди всего в 10 раз больше небольших жуков, а это ничто в масштабах Вселенной и скоро вы в этом убедитесь. Кстати, самый большой работоспособный телефон на Земле – копия Samsung SCH-R450, созданная компанией Cricket. Размеры телефона 4,5×3,5×0,74 метра. Самое крупное наземное животное в мире – это африканский слон. Самцы данного вида достигают от 6 до 7,5 метра в длину и до 3,8 метра в высоту. А самым крупным живым существом на нашей планете считается голубой (или синий) кит. Размер животного доходит до 30 метров в длину, а вес – до 200 тонн. То есть, чтобы получить длину кита нужно приблизительно семнадцать человек.
Самое высокое здание в мире находится в городе Дубай, Объединённые Арабские Эмираты. Бурдж-Халифа (так называется постройка) возвышается на 828 метров над землёй. Чтобы вы долго не считали – это примерно 28 китов или 480 людей. В Саудовской Аравии на данный момент идёт строительство здания Бурдж-Джидда, высота которого должна будет составлять 1 007 метров. Если взять десять тысяч таких башен и поставить их друг на друга, то мы получим протяжённость Российской Федерации с запада на восток, а именно 10 000 километров. Это больше, чем радиус нашей планеты, стандартизированное экваториальное значение которого равняется 6 378 км. Длина экватора (воображаемой линии, проходящей посередине Земного шара, и разделяющей его на два полушария) – 40 075 километров.
Теперь мы приближаемся к самому интересному. Наша Солнечная система состоит не только из Солнца и планет. Кто-то, конечно, сразу дополнит, что есть ещё спутники и астероиды. А те, кто последние десятилетия следил за астрономическими открытиями и спорами, знают ещё и про существование карликовых планет. Но мы разберём всё подробно. Начнём с того, что в 1801 году итальянским астрономом Джузеппе Пиацци (Giuseppe Piazzi) была открыта карликовая планета Церера (Ceres). Она целое десятилетие ошибочно считалась полноценной планетой, затем её классифицировали как астероид, и только в 2006 году она заняла своё место среди карликовых планет. Церера раньше считалась самым крупным астероидом. Диаметр данной карликовой планеты составляет 945-950 километров. Теперь же самым большим астероидом Солнечной системы считается Веста (Vesta) с диаметром 525,5 км.
Плутон (Pluto) же, в отличие от Цереры, которая в XXI веке получила «повышение», имеет более грустную историю. Со дня своего открытия в 1930 году и до 2006 года считалось, что Плутон является девятой планетой Солнечной системы. Однако Международный астрономический союз решил пересмотреть понятие «планета» в середине первого десятилетия XXI века. По новой классификации Плутон стал самой крупной карликовой планетой наряду с Эридой (Eris). Диаметр двух объектов составляет 2 376 и 2 326 километров соответственно. Для сравнения: диаметр Луны – 3 474 километра. Самый же крупный спутник в Солнечной системе вращается вокруг Юпитера (Jupiter) и называется Ганимед (Ganymede). Это один из четырёх спутников, обнаруженных ещё Галилео Галилеем (Galileo Galilei) в 1610 году. Его диаметр равен 5 268 километрам.
Но все объекты, рассмотренные выше, как вы понимаете, даже меньше Земли, а ведь мы собрали здесь, чтобы узнать о самых крупных объектах во Вселенной. Начнём с Юпитера – самой большой планеты Солнечной системы. Диаметр данного газового гиганта составляет примерно 139 822 километра. Определить самую большую экзопланету (так называют планеты, которые находятся вне Солнечной системы) во Вселенной – задача довольно трудная, так как некоторые газовые гиганты настолько крупные, что они похожи на звёзды, но их масса недостаточна для поддержания ядерных реакций горения водорода и превращения в звезду. Считается, что HD 100546 b, обнаруженная в 2013 году, является самой крупной из известных экзопланет с диаметром в 6,9 раз больше, чем у Юпитера. Диаметр Солнца, ближайшей к Земле звезды, составляет десять диаметров Юпитера (или 109 диаметров Земли) – 1,392 миллиона километров. Масса Солнца составляет 99,866 % от суммарной массы всей Солнечной системы.
Однако если вы считаете, что Солнце – это большой объект, то я вас разочарую. Самая большая известная звезда во Вселенной – это красный гипергигант UY в созвездии Щита (UY Scuti). Данная звезда имеет диаметр 2,4 миллиарда километров, что в 1 700 раз больше, чем у Солнца! Представьте, что вы нарисовали мелом на асфальте кружок диаметром 1 мм (считайте, просто поставили точку), так вот UY Щита будет представлена кругом диаметром почти два метра. Если поместить UY Щита в центр Солнечной системы, то ее фотосфера (излучающий слой звёздной атмосферы) охватит орбиту Юпитера. Но здесь есть ещё один интересный факт. Радиус красного гипергиганта NML Лебедя оценивают от 1 642 до 2 755 радиусов Солнца, а это значит, что в теории данная звезда может быть в полтора раза больше UY Щита.
Но зачем спорить о том, какая звезда больше, если это всё равно крошки по сравнению с чёрными дырами – областями пространства-времени, гравитационное притяжение которых настолько велико, что покинуть их не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света. В 2018 году был обнаружен объект, который получил довольно сложное название SDSS J140821.67+025733.2. На самом деле – это квазар – quasi-stellar radiosource, что в переводе на русский означает «похожий на звезду радиоисточник». Квазары находятся в центре активных галактик и являются одними из самых ярких объектов, известных во Вселенной, излучая в тысячу раз больше энергии, чем, например, Млечный путь (Milky Way – галактика, в которой мы живём). В центре квазаров находятся сверхмассивные чёрные дыры, поглощающие окружающее вещество, формируя аккреционный диск, который и является источником излучения. Диаметр SDSS J140821 равняется 1,17 триллиона километров или приблизительно одна десятая часть светового года.
Об астрономической единице «световой год» я вспомнил не случайно, а чтобы вы могли хотя бы примерно представить следующие величины. Наша с вами галактика Млечный путь имеет диаметр 105 700 световых лет, что в миллион раз больше диаметра SDSS J140821. А теперь посмотрите на картинку выше, потому что там изображена самая большая известная на данный момент галактика во Вселенной IC 1101. Её диаметр составляет от 4 до 6 миллионов световых лет. Галактика IC 1101 расположена примерно в одном миллиарде световых лет от нас. В ней содержится около 100 триллионов звёзд, в то время как в нашей галактике может содержаться от 200 до 400 миллиардов звёзд. Галактики же в свою очередь объединяют в скопления.
Сначала небольшая предыстория. Учёные уже давно заметили, что наша галактика с большой скоростью движется в определённом направлении, предположительно под действием гравитационных сил какого-то массивного скопления объектов. Данное скопление было решено условно назвать «Великий Аттрактор». Однако рассмотреть эту область долгое время не представлялось возможным из-за того, что она скрывалась за плоскостью Млечного пути. Лишь с появлением рентгеновских телескопов астрономам удалось изучить зону расположения Великого Аттрактора. Оказалось, что там гораздо меньше галактик, а значит гораздо меньше массы для создания необходимых гравитационных сил, чтобы притягивать Млечный путь и близлежащие галактики. Учёные начали всматриваться дальше. И на расстоянии 500-600 миллионов световых лет от Земли они нашли сверхмассивную структуру в районе сверхскопления Шепли, которое является самым массивным из 220 известных сверхскоплений галактик в обозримой вселенной. Оно содержит массу примерно в 10 000 раз большую, чем масса Млечного пути и в 4 раза большую, чем масса, наблюдаемая в области Великого Аттрактора. Тем не менее, даже эта находка не может полностью объяснить движение Млечного пути. Так что, вероятно, данные учёных до сих пор не полны. Большую роль также играет не до конца изученное распределение тёмной материи (центр тяжести её скоплений может не совпадать с центром тяжести местного сверхскопления), определяющее крупномасштабную структуру Вселенной.
В любом случае, читая такие цифры, уже трудно сказать, что человек – большое существо, правда? Но даже эти значения покажутся вам детскими, уже по окончании данного абзаца. Дело в том, что в космосе существуют такие образования, как войды (от английского void – «пустота»). Это обширные области между галактическими нитями, в которых отсутствуют или почти отсутствуют галактики и скопления, то есть относительно пустые области пространства. Учёные считают, что войды составляют до 50% объема Вселенной, и этот процент, по их же мнению, будет продолжать расти благодаря сверхсильной гравитации, которая притягивает к себе всю окружающую их материю. Самый же огромный подобный объект, зафиксированный человечеством, находится в южной части созвездия Эридан. Размеры Супервойда Эридана составляют 1,8 на 3 миллиарда световых лет. По мнению некоторых физиков, подобные реликтовые холодные пятна могут быть отражением другой вселенной, вызванным квантовой запутанностью между вселенными.
При этом огромными во Вселенной бывают не только пустые пространства, но и заполненные светом сверхмассивные скопления. Открытая в 2012 году, Громадная группа квазаров Huge-LQG, U1.27 является крупнейшим скоплением и насчитывает 73 квазара. Диаметр этого объекта составляет 4 миллиарда световых лет. Если вам это о чём-то скажет, то это приблизительно 38 триллионов километров. Данное скопление является одной из крупнейших структур в наблюдаемой Вселенной. 5 миллиардов световых лет. Именно такой диаметр Гигантского галактического гамма-кольца (Giant GRB Ring). Астрономы, изучая всплески гамма-лучей (огромные выбросы энергии, которые образуются в результате гибели массивных звезд), обнаружили серию из девяти всплесков, источники которых находились на одинаковом расстоянии от Земли, образовавших данную структуру. Само по себе «кольцо» – это лишь термин, описывающий визуальное представление этого явления при наблюдении с Земли. Скорее всего, гигантское гамма-кольцо является проекцией некоей сферы, вокруг которой в течение относительно небольшого периода времени (около 250 миллионов лет) и происходили выбросы гамма излучения. А теперь попробуйте немного отдохнуть, ведь мы приближаемся к самому невероятному объекту, настолько огромному, что даже супервойды на его фоне кажутся маленькими.
Самый крупный структурный объект во Вселенной был обнаружен астрономами в рамках наблюдения за гамма-излучением и получил одно из самых поэтических названий Великая стена Геркулес – Северная Корона (The Hercules–Corona Borealis Great Wall). Самое интересное, что такое имя объект получил благодаря филиппинскому подростку, который просто вписал его в «Википедию» сразу после новостей об обнаружении «стены» в ноябре 2013 года. Великая стена Геркулес – Северная Корона представляет собой галактическую нить или стену, состоящую из групп галактик, соединённых гравитацией, размер которой по наибольшему направлению составляет 10 миллиардов световых лет. Фактически данная структура занимает около 10% видимой Вселенной. Её обнаружение полностью перечеркнуло существующий космологический принцип однородности Вселенной. Это основное положение современной космологии, согласно которому каждый наблюдатель в один и тот же момент времени, независимо от места и направления наблюдения, обнаруживает во Вселенной в среднем одну и ту же картину. Масштаб, на котором должна проявляться однородность, составляет 250-300 миллионов световых лет. После обнаружения Громадной группы квазаров размером 4 миллиарда световых лет, что в 13,5 раза больше указанной величины, учёные насторожились. Однако существование Великой стены Геркулес – Северная Корона, которая крупнее установленного масштаба более чем в 30 раз, действительно поставила под сомнение космологический принцип. Кроме того, мы видим данную стену такой, какой она была около 10 миллиардов лет назад, то есть спустя 3,79 миллиарда лет после Большого Взрыва. Наличие такой огромной и массивной структуры на столь раннем этапе невозможно, исходя из существующей модели формирования Вселенной. А это значит, что учёные до сих пор ничего не знают о мире, в котором мы живём.
Хотя Великая стена Геркулес – Северная Корона является самым крупным структурным объектом во Вселенной, наша статья ещё не завершена. В астрономии существует такое понятие, как Космическая паутина. Считается, что все крупнейшие структуры, такие как нити, войды, сверхскопления, стены и так далее, формируют единую структуру, так сказать, «скелет Вселенной». В 2014 году была опубликована работа исследователей, которым удалось пронаблюдать нить космической паутины на большом космологическом расстоянии, «подсвеченную» квазаром. То есть свет, выбрасываемый чёрной дырой, «подогрел» материю нити и заставил её светиться. Паутина оказалась приблизительно в десять раз массивнее, чем предполагалось теоретически, и объяснения данному факту найти не удалось. Считается, что нити Космической паутины являются своего рода мостиком для гравитационного взаимодействия между галактиками.
Но мы с вами, скорее всего, никогда не узнаем о том, есть ли во Вселенной более крупные объекты, потому что люди не могут заглянуть за границы наблюдаемой Вселенной. На данный момент сопутствующее расстояние (расстояние, которое не изменяется во времени из-за расширения пространства) до самого удалённого наблюдаемого объекта (поверхности последнего рассеяния реликтового излучения) составляет примерно 14 миллиардов парсек или 46 миллиардов световых лет. Поэтому фактически наблюдаемая Вселенная для человечества представляет собой шар с центром в Солнечной системе, диаметр которого приблизительно 93 миллиарда световых лет.
Если проводить грубую аналогию, то наша планета – это лишь один атом небольшого винтика в кресле плывущего в океане танкера. Так, Земля является маленькой планетой Солнечной системы, которая, в свою очередь, входит в состав Млечного пути. Далее наша галактика вместе с галактикой Андромеды и галактикой Треугольника образуют Местную группу галактик (Local Group). Более 100 групп и скоплений галактик входит в состав суперскопления Девы (Virgo Supercluster), которая является частью стены или комплекса суперскоплений Рыб-Кита (Pisces–Cetus Supercluster Complex). Всё это теоретически связано Космической паутиной и вместе с космическими пустотами составляет наблюдаемую нами Вселенную.
Самая большая планета во Вселенной – это TrES-4. Ее обнаружили в 2006 году, и располагается она в созвездии Геркулес. Планета под названием TrES-4 вращается вокруг звезды, которая находится на расстоянии около 1400 световых лет от планеты Земля.
Сама планета TrES-4 – шар, который состоит преимущественно из водорода. Ее размеры в 20 раз превосходят размеры Земли. Исследователи утверждают, что диаметр обнаруженной планеты практически в 2 раза (точнее в 1,7) больше диаметра Юпитера (это самая большая планета Солнечной системы). Температура TrES-4 около 1260 градусов по Цельсию.
На сегодняшний день самой большой звездой является UY Щита в созвездии Щита на расстоянии около 9500 световых лет от нас. Это одна из самых ярких звезд - она ярче нашего Солнца в 340 тысяч раз. Ее диаметр 2,4 млрд. км., что в 1700 раз больше нашего светила, при весе всего лишь в 30 раз превышающем массу солнца. Жаль что она постоянно теряем массу, ее еще называют самой быстро сгораемой звездой. Возможно, поэтому некоторые ученые считают самой большой звездой NML Лебедя, а третьи - VY Большого пса.
Черные дыры не измеряются в километрах, ключевым показателем является их масса. Самая гигантская черная дыра находится в галактике NGC 1277, которая не является самой крупной. Тем не менее дыра в галактике NGC 1277 имеет 17 млрд солнечных масс, что составляет 17% общей массы галактики. Для сравнения черная дыра нашего Млечного пути имеет массу 0,1% от общей массы галактики.
1. Крупнейшая галактика
Мега-монстром среди известных в наше время галактик является IC1101. Расстояние до Земли около 1 млрд. световых лет. Ее диаметр около 6 млн световых лет и вмещает около 100 трлн. звезд, для сравнения диаметр Млечного пути 100 тыс. световых лет. По сравнению с Млечным путем IC 1101 более чем в 50 раз крупнее и в 2000 раз массивнее.
