החלל הוא מערכת מורכבת, שהיסודות שלה קשורים זה בזה: כוכבי לכת מתאחדים סביב כוכב אחד, כוכבים יוצרים גלקסיות, והם יוצרים אסוציאציות גדולות עוד יותר, כמו קבוצת הגלקסיות המקומית. ריבוי היא תופעה שכיחה מאוד ביקום הקשורה לכוח משיכה גבוה. בזכותו נוצר מרכז מסה שסביבו מסתובבים גם עצמים קטנים יחסית כמו כוכבים וגם גלקסיות והאסוציאציות שלהן.
הרכב הקבוצה
מאמינים שהבסיס של הקבוצה המקומית הם שלושה עצמים גדולים: שביל החלב, ערפילית אנדרומדה וגלקסיית המשולש. הלוויינים שלהם, כמו גם מספר גלקסיות ננסיות, שעדיין לא ניתן לבסס את השתייכותן לאחת משלוש המערכות, קשורים אליהם במשיכה כבידתית. בסך הכל, הקבוצה המקומית של הגלקסיות כוללת לפחות חמישים עצמים שמימיים גדולים, ועם שיפור איכות הטכנולוגיה לתצפיות אסטרונומיות, מספר זה הולך וגדל.
בתולה Supercluster
כפי שכבר הוזכר, הריבוי בקנה המידה של היקום - תופעה שכיחה. קבוצת הגלקסיות המקומית אינה הגדולה מבין האסוציאציות הללו, אם כי גודלה מרשים: בקוטר היא תופסת מרחק של כ-מגה-פרסק אחד (3.8 × 1019 ק מ). יחד עם אגודות דומות אחרות, הקבוצה המקומית כלולה בצביר העל בתולה. קשה לדמיין את מידותיו, אבל המסה נמדדת במדויק יחסית: 2 × 1045 kg. בסך הכל, אסוציאציה זו כוללת כמאה מערכות גלקטיות.
יש לשים לב שהריבוי לא נגמר שם. צביר-העל בתולה, כמו כמה אחרים, יוצרים את מה שנקרא לניאקה. חקר מערכות ענק כאלה אפשר לאסטרופיזיקאים ליצור תיאוריה של המבנה בקנה מידה גדול של היקום.
סוגי גלקסיות היוצרות את הקבוצה המקומית
מדענים גילו שגילם של כל חברי הקבוצה המקומית הוא כ-13 מיליארד שנים. בנוסף, לחומר שיוצר אותם יש את אותו הרכב, מה שמאפשר לנו לדבר על המקור המשותף של הגלקסיות של הקבוצה המקומית. הם אינם מסודרים בסדר אקראי: רובם בנויים סביב קו דמיוני העובר בין שביל החלב לערפילית אנדרומדה.
החבר הגדול ביותר בקבוצת הגלקסיות המקומית מבחינת גודל הוא ערפילית אנדרומדה: קוטרה הוא 260 אלף שנות אור (2.5 × 1018 ק מ). במונחים של מסה, שביל החלב בולט בבירור - בערך 6 × 1042 kg. יחד עם עצמים גדולים כל כך, ישנם גם עצמים ננסיים כמו גלקסיית SagDEG, הממוקמת בקבוצת הכוכבים קשת.
הרובהגלקסיות המקומיות מסווגות כלא סדירות, אך ישנן גם גלקסיות ספירליות כמו ערפילית אנדרומדה וגלקסיות אליפטיות, כמו SagDEG שהוזכרה כבר.
משנה של שביל החלב
הדיוק של תצפיות אסטרונומיות של הקבוצה המקומית תלוי באיזו גלקסיה אנחנו נמצאים. לכן שביל החלב הוא מצד אחד האובייקט הנחקר ביותר, ומצד שני הוא מעלה הכי הרבה שאלות. עד היום הוכח שהלוויינים של הגלקסיה שלנו הם לפחות 14 עצמים, ביניהם הגלקסיות Ursa Major, Sagittarius, Sculptor ואריה.
הערה מיוחדת היא גלקסיית SagDEG במזל קשת. הוא הרחוק ביותר ממרכז הכבידה של הקבוצה המקומית. לפי חישובים, כדור הארץ מופרד מגלקסיה זו ב-3.2 × 1019 ק מ.
שביל החלב ועננים מגלן
בין הדיונים נמצאת שאלת הקשר של שביל החלב עם העננים המגלן - שתי גלקסיות כל כך קרובות אלינו שניתן לצפות בהן בעין בלתי מזוינת מחצי הכדור הדרומי. במשך זמן רב האמינו שהם לוויינים של הגלקסיה שלנו. בשנת 2006, באמצעות הטכנולוגיה העדכנית ביותר, נמצא כי הם נעים הרבה יותר מהר מאשר לוויינים אחרים של שביל החלב. בהתבסס על זה, הוצע שאין להם קשר כבידתי עם הגלקסיה שלנו.
אבל אין עוררין על גורלם של העננים המגלן. התנועה שלהם מכוונת כלפישביל החלב, כך שהקליטה שלהם על ידי גלקסיה גדולה יותר היא בלתי נמנעת. מדענים מעריכים שזה יקרה לאחר 4 מיליארד שנים.
ערפילית אנדרומדה והלוויינים שלה
אחרי 5 מיליארד שנים, גורל דומה מאיים על הגלקסיה שלנו, רק אנדרומדה, הגלקסיה הגדולה ביותר בקבוצה המקומית, מהווה איום עליה. המרחק לגלקסיית אנדרומדה הוא 2.5 × 106 שנות אור. יש לו 18 לוויינים, מתוכם M23 ו-M110 (מספרי קטלוג מהאסטרונום הצרפתי שארל מסייה מהמאה ה-18) הם המפורסמים ביותר בשל בהירותם.
למרות שערפילית אנדרומדה היא הגלקסיה הקרובה ביותר לשביל החלב, קשה לצפייה בשל המבנה שלה. זוהי אחת הגלקסיות הספירליות: יש לה מרכז בולט, שממנו יוצאות שתי זרועות ספירליות גדולות. עם זאת, ערפילית אנדרומדה הופכת בקצה לכדור הארץ.
גלקסיית המשולש
הריחוק המשמעותי שלה מכדור הארץ מסבך באופן משמעותי את חקר הגלקסיה עצמה והלוויינים שלה. ניתן להתווכח על מספר הלוויינים של גלקסיית המשולש. לדוגמה, הגמד אנדרומדה II נמצא בדיוק באמצע בין המשולש והערפילית. מצבם של מכשירי התצפית המודרניים אינו מאפשר לנו לקבוע לאיזה שדה כבידה של שני החברים הגדולים ביותר בקבוצת הגלקסיות המקומית שייך עצם החלל הזה. רובם עדיין מניחים כי אנדרומדה II קשורה למשולש. אבל יש גם נציגים מנקודת המבט ההפוכה, שאפילו מציעים לשנות את שמוAndromeda XXII.
לגלקסיית המשולש יש גם אחד מהעצמים האקזוטיים ביקום - החור השחור M33 X-7, שהמסה שלו היא פי 16 מזו של השמש, מה שהופך אותו לאחד החורים השחורים הגדולים ביותר הידועים למדע המודרני, לא כולל סופר-מאסיביים.
הבעיה של אשכולות כדוריים
מספר חברי הקבוצה המקומית משתנה ללא הרף, לא רק בגלל גילוי של גלקסיות אחרות המקיפות את אותו מרכז מסה. שיפור איכות הטכנולוגיה האסטרונומית אפשרה לקבוע שעצמים שנחשבו בעבר לגלקסיות, למעשה, אינם כאלה.
במידה רבה יותר זה חל על צבירי כוכבים כדוריים. הם מכילים מספר רב של כוכבים הקשורים למרכז כבידה אחד, וצורתם דומה לגלקסיות כדוריות. יחסים כמותיים עוזרים להבחין ביניהם: צפיפות הכוכבים בצבירים כדוריים גבוהה בהרבה, והקוטר גבוה יותר בהתאם. לשם השוואה: בסביבת השמש יש כוכב אחד לכל 10 פרסקים מעוקבים, בעוד שבצבירים כדוריים נתון זה יכול להיות גבוה פי 700 או אפילו פי 7000.
גלקסיות גמדיות נחשבו זמן רב לפלומר 12 בקבוצת הכוכבים מזל גדי ופלומר 4 באורסה מז'ור. מחקרים אחרונים הראו שהם למעשה צבירים כדוריים גדולים למדי.
היסטוריה וקשיי לימוד הקבוצה המקומית של הגלקסיות
עד הרבע השני של המאה ה-20, האמינו ששביל החלב והיקום הם מושגים זהים. כל החומר נמצא כביכול בתוכנוגלקסיות. עם זאת, בשנת 1924, אדווין האבל, באמצעות הטלסקופ שלו, תיעד כמה קפאידים - כוכבים משתנים עם תקופת הארה בולטת - שהמרחק אליהם חורג בבירור מגודלו של שביל החלב. זה הוכיח את קיומם של עצמים חוץ-גלקטיים. מדענים חשבו על העובדה שהיקום מסובך יותר ממה שנראה קודם לכן.
הגילוי של האבל הוכיח גם שהיקום מתרחב כל הזמן, וחפצים מתרחקים זה מזה. שיפורים בטכנולוגיה הביאו תגליות חדשות. אז התגלה שלשביל החלב יש לוויינים משלו, המרחקים ביניהם חושבו ונקבעו סיכויי הקיום. גילויים כאלה הספיקו כדי לנסח לראשונה את הרעיון של קיומה של הקבוצה המקומית כאסוציאציה מרשימה של גלקסיות קרובות, ואף כדי להציע שאולי קיימות אסוציאציות בדרגה גבוהה יותר, שכן לוויינים נמצאו גם ב- הגלקסיה הקרובה ביותר לשביל החלב - ערפילית אנדרומדה. עצם המונח "קבוצה מקומית" שימש לראשונה על ידי אותו האבל. הוא מזכיר זאת בעבודתו על מדידת מרחקים לגלקסיות אחרות.
ניתן לטעון שחקר הקוסמוס רק החל. זה חל גם על הקבוצה המקומית. גלקסיית SagDEG התגלתה לאחרונה יחסית, אך הסיבה לכך היא לא רק עוצמת הבהירות הנמוכה שלה, שלא תועדה בטלסקופים במשך זמן רב, אלא גם הימצאות ביקום של חומר שאין לו קרינה נראית לעין - מה שנקרא "חומר אפל".
בנוסף, התצפיות מסובכות על ידי גז בין-כוכבי מפוזר (בדרך כלל מימן) ואבק קוסמי. עם זאת, טכנולוגיית התצפית אינה עומדת במקום, מה שמאפשר לנו לסמוך על תגליות מדהימות חדשות בעתיד, כמו גם על חידוד המידע הקיים.
