В марте 1781 года французский астроном Шарль Мессье внёс в свой каталог новую туманность. Это был объект под номером 91. Обнаружен он был в созвездии Девы. Мессье написал по этому поводу следующее: «Созвездие Девы и, в частности, его северная часть – одно из созвездий, в котором больше всего туманностей. В каталоге указаны 13, которые я обнаружил… все эти туманности, по-видимому, не содержат звёзд. Они видны при прохождении меридиана в хорошую погоду».
Первым делом – кометы!
Чем именно являются «туманности», которые перечислил Мессье в своём каталоге, в то время ещё не было известно. Сам Мессье также не проявлял к ним особого интереса. Кометы. Вот что его интересовало! И чтобы не путать другие объекты с кометами, которые кажутся слегка размытыми и туманными в телескопе, он и составил специальный каталог. В который заносил всё, что в небе выглядело как комета, но, что было обидно, не было кометой. Этот документ сегодня известен как «каталог Мессье».
Позже оказалось, что многие объекты в этом каталоге были не «туманностями», а галактиками. Но об этом стало известно только в 20-х годах прошлого века. До этого многие астрономы предполагали, что вся Вселенная состоит только из звёзд Млечного Пути. И кроме них в космосе не должно быть ничего. А туманности, которые можно было увидеть в небе, были не чем иным, как газовыми облаками, находящимися между звёздами или небольшими звёздными скоплениями.
Однако некоторые из учёных всё же считали, что все эти «туманности» являются галактиками, подобными Млечному Пути. И что состоят они из миллиардов звёзд. И кажутся нам туманностями только потому, что они находятся на невообразимо больших расстояниях!
В итоге выяснилось, что сторонники второй гипотезы были правы. Небо оказалось заполнено далёкими галактиками. И Мессье в своё время перечислил многие из них в своём каталоге. А в созвездии Девы, как оказалось, имеется целое скопление таких галактик!
Скопление Девы
Сегодня мы знаем, что это не просто совпадение. И скопление Девы – действительно скопление галактик. И что подобно тому, как звезды собираются вместе, образуя галактики, из-за взаимно действующей гравитационной силы, многие галактики могут образовывать скопления!
В скоплении Дева их около 1500. Находится оно на расстоянии около 54 миллионов световых лет от Млечного Пути.
В общей сложности протяжённость этого объекта составляет 9 миллионов световых лет. И если бы мы могли видеть его в небе невооружённым глазом, то он был бы в 16 раз больше полной Луны!
Однако галактики скопления Девы светят слишком тускло, чтобы их можно было бы увидеть без телескопов. И не нужно думать об этом объекте как о некой «куче» чего-то. Речь идёт о величественных галактиках, которые просто находятся относительно рядом. То есть это объекты размером в сотни тысяч световых лет, между которыми находятся миллионы световых лет пустого пространства.
В скоплении Девы можно найти два стандартных типа галактик. Это спиральные галактики, такие как наш Млечный Путь. И это эллиптические галактики, которые, по сути, представляют собой гигантские сферические скопления звёзд. Все эти галактики влияют друг на друга своей гравитационной силой. Именно поэтому в центре скопления Девы практически не наблюдается спиральных галактик. Поскольку там действуют очень сильные гравитационные силы. И другие галактики как бы притягиваются к спиральным рукавам галактик. От этого они понемногу распадаются. И спиральная структура исчезает.
Гигантские галактики
Потому в центре скопления Девы в основном находятся гигантские эллиптические галактики. Они также были перечислены Шарлем Мессье в его каталоге. И имеют обозначения M49, M60 и M87. Самая большая из них – M87. Её радиус чуть менее 100 000 световых лет. Это примерно соответствует диаметру нашей галактики Млечный Путь. В M87 находится от 2 до 3 триллионов огромных звёзд (то есть в десять раз больше, чем в Млечном Пути).
M87 – действительно огромная звёздная система. Например, наш Млечный Путь окружён примерно 200 шаровыми скоплениями. А вот M87 гравитационно привязала к себе более 10 000 таких скоплений! В центре M87 находится сверхмассивная черная дыра, масса которой почти в семь миллиардов раз превышает массу нашего Солнца! Если эту штуку поместить в центр Солнечной системы, она простиралась бы далеко за пределы орбиты Плутона!
В окружающей эту чёрную дыру среде имеется множество газа и пыли, которые вращаются вокруг неё со скоростью до 1000 километров в секунду, а затем падают внутрь. В ходе этой жуткой «карусели» материал сильно нагревается и начинает излучать в самом широком спектре электромагнитных волн.
Радиоизлучение, исходящее из окрестностей черной дыры M87, впервые было зарегистрировано ещё в 1947 году, когда радиоастрономия была в самом начале своего пути.
Часть материала, вращающегося вокруг черной дыры, выбрасывается далеко за пределы галактики. Остатки этого материала были обнаружены на расстояниях в 250 000 световых лет!
Могучая куча
M87 – несомненно достойный объект для нахождения в центре скопления галактик, такого как скопление Девы. Однако, несмотря на это, M87 всё же не играет той доминирующей роли, которую, скажем, играет Солнце в Солнечной системе. Поскольку скопление галактик не работает как планетная система, в которой все вращается вокруг центрального объекта. Это возможно только в том случае, если один объект – например, Солнце – значительно массивнее всех остальных. А остальные (планеты) находятся относительно близко нему. И хотя галактики в скоплении галактик имеют разную массу, различия, однако, не так велики, как различия между Солнцем и планетами. И расстояния между галактиками намного больше, чем в Солнечной системе.
Поэтому скопление галактик, такое как скопление Девы, делится на несколько подгрупп. Каждая из трех крупных эллиптических галактик в центральной области скопления Девы представляет собой центр своего собственного мини-скопления. Группа М87 называется (немного оригинально) – «куча А». И эта «куча» сама распадается на две подгруппы. Вокруг всех этих небольших скоплений собираются внешние спиральные галактики, которые сами образуют свои собственные группы.
И все вместе они образуют скопление галактик Дева.
Каждая галактика в нём движется по-своему. У каждой из них в своё направление и своя скорость. И только гравитационная сила всей массы, собранной в скоплении Девы, не позволяет отдельным галактикам просто разлететься кто куда.
Тёмное нечто
Интересно, что наблюдаемые скорости галактик слишком высоки. Определив яркость галактик и рассчитав количество звёзд, из которых они должны состоять, а затем массу, необходимую для образования такого количества звёзд, можно определить общую массу скопления Девы. И получается, что галактики в скоплении Девы движутся слишком быстро. И на самом деле кучи, скорее всего, скоро вообще не будет. Она, по сути, уже давно должна была распасться и разлететься по Вселенной отдельными галактиками. Тот факт, что она все ещё существует, и, очевидно, что галактики каким-то образом удерживаются вместе, является явным признаком того, что там должно быть больше гравитационной силы, чем может быть создано видимой материей.
Это странное поведение было впервые обнаружено в первой половине 20-го века. Именно такие факты говорят науке, что во Вселенной должно существовать что-то вроде «темной материи».
Кстати, наш Млечный Путь не является частью скопления Девы. Скопление галактик, частью которого мы являемся, имеет захватывающее, и очень креативное название «Местная группа». И Местная группа, и скопление Девы входят в так называемое сверхскопление Девы. Которое, как следует из его названия, представляет собой скопление скоплений галактик. И Млечный Путь и Местная группа, скорее всего, находятся на краю этого сверхскопления. В то время как скопление Девы находится в его центре. Вот почему эту сверхструктуру также редко называют «локальным сверхскоплением». Но гораздо чаще – «сверхскоплением Девы».
Созвездие Девы можно легко найти невооружённым глазом. И если у Вас есть случайно с собой бинокль или небольшой телескоп, Вы можете отправиться туда, в глубины космоса. На поиски скопления Девы…