Astronomi jau zināja par citu galaktiku eksistenci 20. gadsimta sākumā. Neskatoties uz to, ka pirmās no atklātajām galaktikām jau bija zināmas zinātniekiem, sākumā tās sauca par miglājiem, attiecinot tos uz mūsu galaktiku – Piena ceļu. Zinātnieki ir pieņēmuši, ka šie miglāji var attēlot atsevišķas zvaigžņu sistēmas. Tomēr šādas hipotēzes neizturēja zinātniskās pasaules pārbaudi. Tas bija saistīts ar novērošanas tehnikas nepilnībām.
Galaktikas izpēte
1922. gadā igauņu astronoms Ernsts Epiks spēja aprēķināt aptuveno attālumu, kas atdala Saules sistēmu no Andromedas miglāja. Dati, ko astronoms saņēma, ir 0,6 no skaitļiem, kas tagad ir zinātnieku rīcībā – un tas ir vēl precīzāks aprēķins nekā E. Habla aprēķins. Pats Edvīns Habls 1924. gadā izmantoja tajā laikā lielāko teleskopu. Tās diametrs bija 254 cm. Habls veica arī attāluma aprēķinus līdz Andromedai. Tagad zinātniekiem ir precīzāki dati, kas ir trīs reizes mazāki par Habla iegūtajiem datiem, taču šis attālums tomēr ir tik liels, ka miglājs nevar būt daļa no mūsu galaktikas. Tātad Andromedas miglājs kļuva par pirmo atsevišķu galaktiku.
Galaktiku kopas
Tāpat kā zvaigznes, galaktikas veido dažāda lieluma grupas. Turklāt šī īpašība tajās izpaužas daudz lielākā mērā nekā zvaigznēs. Lielākā daļa zvaigžņu neietilpst kopā, jo ir daļa no mūsu galaktikas vispārējā lauka. Galaktiku grupā, kurā ietilpst Piena ceļš (lokālā galaktika), ir 40 galaktikas. Šī grupēšana ir ļoti izplatīta visā Visumā.
Novērošanai pieejama galaktiku grupa
Zināmo galaktiku kopas daļu sauc par "Metagalaktiku" – to var novērot, izmantojot astronomiskas metodes. Metagalaktikas sastāvā ietilpst aptuveni viens miljards galaktiku, kuru novērošana ir pieejama ar teleskopu palīdzību. Piena ceļš ir viena no zvaigžņu sistēmām, kas ir daļa no metagalaktikas. Mūsu galaktika un aptuveni 1,5 desmiti citu galaktiku ir daļa no galaktiku grupas, ko sauc par vietējo galaktiku grupu.
Iespējas izpētīt metagalaktiku radās galvenokārt 20. gadsimta beigās. Astronomi noskaidrojuši, ka starpgalaktiskajā telpā ir kosmiskais un elektromagnētiskais starojums, atsevišķas zvaigznes, kā arī starpgalaktiskā gāze. Pateicoties zinātnes sasniegumiem, ir kļuvis iespējams pētīt dažāda veida galaktikas – kvazārus, radiogalaktikas.
Metagalaktikas īpašības
Dažreiz astronomiem patīk metagalaktiku saukt par "Lielo Visumu". Uzlabojoties tehnoloģijām un teleskopiem, arvien vairāk tās kļūst pieejamas novērošanai. Astronomi domāka Piena ceļš un nākamās 10–15 galaktikas ir vienas galaktiku kopas dalībnieki. Metagalaktikā ļoti izplatītas ir galaktiku kopas, kuru skaits svārstās no 10 līdz vairākiem desmitiem locekļu. Šādas grupas astronomi ir slikti atšķiramas lielos attālumos. Iemesls ir tāds, ka pundurgalaktikas nav redzamas, un šādās grupās parasti ir tikai dažas milzu galaktikas.
Saskaņā ar Einšteina relativitātes teoriju lielas masas var izliekt telpu ap tām. Tāpēc Eiklida ģeometrijas nosacījumi šajā telpā nav pamatoti. Tikai plašā metagalaktikas mērogā var saskatīt atšķirības starp abām zinātniskajām pieejām – Ņūtona mehāniku un Einšteina mehāniku. Metagalaktikā darbojas arī tā sauktais sarkanās nobīdes likums. Tas nozīmē, ka visas galaktikas ap mums attālinās dažādos virzienos. Turklāt, jo tālāk viņi attālinās, jo lielāks kļūst to ātrums.
Galaktiku veidi pēc formas
Galaktiskās kopas var būt atvērtas vai sfēriskas. Tie var ietvert desmitiem un pat tūkstošiem dažādu galaktiku. Mums tuvākā galaktika atrodas Jaunavas zvaigznājā un atrodas 10 miljonu parseku attālumā. Galaktiku kopām, ko sauc par regulārām, ir sfēriska forma. Galaktikas, kas tās veido, mēdz koncentrēties vienā punktā – galaktikas kopas centrā. Regulārajiem klasteriem jau ir augsts blīvumsgalaktikas, bet to centrā koncentrācija sasniedz maksimumu. Tomēr regulārām kopām ir arī atšķirības, kas galvenokārt izpaužas to blīvumā un to veidojošo galaktiku dažādajā skaitā.
Lielākā blīvuma galaktikas
Piemēram, Veronikas komas galaktiku grupai ir liels skaits komponentu, un galaktikas, kas veido Pegazu, ir blīvas. Tas ir īpaši augsts Pegasus centrālajā reģionā. Šeit blīvums sasniedz 2 tūkstošus galaktiku uz 1 kubikmegaparseku. Kaimiņos esošās galaktikas praktiski pieskaras viena otrai, un to blīvums ir gandrīz 40 tūkstošus reižu lielāks nekā metagalaktikas blīvums. Augsts blīvums ir raksturīgs arī galaktiku grupām Ziemeļkoronā.
No kurienes radās galaktikas?
Pagaidām zinātnieki nevar sniegt precīzu atbildi uz šo jautājumu. Tomēr saskaņā ar Lielā sprādziena teoriju jaunais Visums bija pilns ar ūdeņradi un hēliju. No šī biezā mākoņa tumšās matērijas (un vēlāk arī gravitācijas spēku) ietekmē sāka veidoties pirmās zvaigznes un zvaigžņu kopas.
Kad Visumā parādījās pirmās zvaigznes?
Pēc dažu astronomu domām, zvaigznes parādījās diezgan agri - jau 30 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Citi ir pārliecināti, ka šis skaitlis ir 100 miljoni gadu. Pētījumi, izmantojot modernās tehnoloģijas, liecina, ka gaismekļi veidojušies vienlaikus vairākos gabalos – nereti šis skaits sasniedzis pat simtus. To veicināja gravitācijas spēki, kas ietekmē gāzi, kas piepildīja Visumu. Gāzes mākoņi virpuļoja diskos, un tajos pamazām veidojās blīvējumi, kas pēc tam kļuva par zvaigznēm. Agrīnā Visumā pirmās zvaigznes bija patiešām gigantiskas, jo tām bija daudz "būvmateriālu".
Lielāko galaktiku kopu, ko atklājuši astronomi, sauc par SPT-CL J0546-5345. Tās masa ir gandrīz vienāda ar 800 triljonu saules masu. Zinātniekiem izdevās atklāt milzu galaktiku, izmantojot astronomisko Suņajeva-Zeldoviča efektu - tas slēpjas faktā, ka mikroviļņu starojuma temperatūra pazeminās, kad tā mijiedarbojas ar milzu objektiem Visumā. Šī kopa atrodas 7 miljardu gaismas gadu attālumā no mums. Citiem vārdiem sakot, astronomi to novēro tādu, kāds tas bija pirms 7 miljardiem gadu - un tas ir 6,7 miljardus gadu pēc Lielā sprādziena.
Visuma tālajos plašumos tika atklāta vēl viena galaktiku kopa, kas veido atsevišķu kosmosa sistēmu - ACT-CL J0102-4915. Astronomi šo milzīgo galaktiku grupu ir nosaukuši par El Gordo, kas spāņu valodā nozīmē "resns". Tā attālums līdz Zemei ir 9,7 miljardi gaismas gadu. Šīs galaktiku grupas masa pārsniedz Saules masu par 3 miljoniem miljardu.
Veronikas mati
Komas klasteris ir viena no interesantākajām galaktikas grupām metagalaktikas. Tajā ir aptuveni vairāki tūkstoši galaktiku. Tie atrodas vairākus simtus miljonu gaismas gadu no Piena ceļa. Vairumsgalaktikas ir eliptiskas. Veronikas mati neizceļas ar spožām zvaigznēm – pat alfa, ko sauc par Tiāru, ir maza. Šajā zvaigznājā var novērot vāji mirdzošu zvaigžņu kopu "Koma", kas latīņu valodā nozīmē "mati". Sengrieķu zinātnieks Eratostens šo kopu sauca par "Ariadnes matiem". Ptolemajs to attiecināja uz Lauvas zvaigžņu kopu.
Viena no skaistākajām galaktikām zvaigznājā ir NGC 4565 jeb Adata. No mūsu planētas virsmas tas ir redzams no malas. Tas atrodas 30 miljonu gaismas gadu attālumā no Saules. Un galaktikas diametrs ir vairāk nekā 100 tūkstoši gaismas gadu. Veronikas matos ir arī divas mijiedarbīgas galaktikas - NGC 4676 jeb, kā šo grupu sauc arī par "pelēm". Tie tiek noņemti no Zemes 300 miljonu gaismas gadu attālumā. Pētījumi ir parādījuši, ka tad, kad šīs galaktikas ir šķērsojušas viena otru. Zinātnieki liek domāt, ka "Peles" sadursies vairāk nekā vienu reizi, līdz tās pārvērtīsies par vienu galaktiku.
