אסטרונומים כבר ידעו על קיומן של גלקסיות אחרות בתחילת המאה ה-20. למרות העובדה שהראשונות מבין הגלקסיות שהתגלו כבר היו מוכרות למדענים, בהתחלה הן נקראו ערפיליות, וייחסו אותן לגלקסיה שלנו - שביל החלב. מדענים שיערו שערפיליות אלו עשויות לייצג מערכות כוכבים נפרדות. עם זאת, השערות כאלה לא עמדו בפני בדיקה של העולם המדעי. זה נבע מחוסר השלמות של טכניקת התצפית.
חקירת גלקסיות
בשנת 1922, האסטרונום האסטוני ארנסט אפיק הצליח לחשב את המרחק המשוער שמפריד בין מערכת השמש לערפילית אנדרומדה. הנתונים שקיבל האסטרונום הם 0.6 מהמספרים שיש למדענים כעת - וזהו חישוב מדויק אפילו יותר מזה של E. האבל. אדווין האבל עצמו בשנת 1924 השתמש בטלסקופ הגדול ביותר באותה תקופה. קוטרו היה 254 ס מ. האבל ערך גם חישובים של המרחק לאנדרומדה. כעת למדענים יש נתונים מדויקים יותר, קטנים פי שלושה מאלה שעשה האבל - אבל עדיין המרחק הזה כל כך גדול עד שהערפילית לא יכולה להיות חלק מהגלקסיה שלנו. אז ערפילית אנדרומדה הפכה לגלקסיה הנפרדת הראשונה.
אשכולות של גלקסיות
כמו כוכבים, גלקסיות יוצרות קבוצות בגדלים שונים. יתרה מכך, תכונה זו מתבטאת בהם במידה הרבה יותר מאשר בכוכבים. רוב הכוכבים אינם חלק מהצביר, בהיותם חלק מהשדה הכללי של הגלקסיה שלנו. לקבוצת הגלקסיות הכוללת את שביל החלב (גלקסיה מקומית) יש 40 גלקסיות. קיבוץ זה נפוץ מאוד בכל היקום.
קבוצת גלקסיות זמינה לתצפית
החלק המוכר של צביר הגלקסיות נקרא "מטאגלקסיה" - ניתן לצפות בו בשיטות אסטרונומיות. הרכב המטגלקסיה כולל כמיליארד גלקסיות, שהתצפית בהן זמינה בעזרת טלסקופים. שביל החלב היא אחת ממערכות הכוכבים המהווה חלק מהמטאגלקסיה. הגלקסיה שלנו וכ-1.5 תריסר גלקסיות אחרות הן חלק מקבוצה גלקטית הנקראת קבוצת הגלקסיות המקומית.
הזדמנויות לחקור את המטגלקסיה הופיעו בעיקר בסוף המאה ה-20. אסטרונומים גילו שבחלל הבין-גלקטי יש קרינה קוסמית ואלקטרומגנטית, כוכבים בודדים, כמו גם גז בין-גלקטי. הודות להתקדמות המדעית, ניתן היה לחקור גלקסיות מסוגים שונים - קוואזרים, גלקסיות רדיו.
מאפייני המטגלקסיה
לפעמים אסטרונומים אוהבים לקרוא למטאגלקסיה "היקום הגדול". עם שיפור הטכנולוגיה והטלסקופים, יותר ויותר ממנו הופך זמין לתצפית. אסטרונומים חושביםששביל החלב ו-10-15 הגלקסיות הבאות הם חברים באותו צביר גלקסיות. במטגלקסיה נפוצים מאוד צבירי גלקסיות, שמספרם נע בין 10 לכמה עשרות איברים. קבוצות כאלה לא ניתנות להבדלה על ידי אסטרונומים במרחקים גדולים. הסיבה היא שגלקסיות ננסיות אינן נראות, ובדרך כלל יש רק כמה גלקסיות ענק בקבוצות כאלה.
לפי תורת היחסות של איינשטיין, מסות גדולות יכולות לכופף את החלל סביבן. לכן, הוראות הגיאומטריה של אוקלידס במרחב זה אינן מוצדקות. רק בקנה המידה העצום של המטגלקסיה ניתן לראות את ההבדלים בין שתי הגישות המדעיות - המכניקה הניוטונית והמכניקה של איינשטיין. מה שנקרא חוק ההסטה לאדום פועל גם במטגלקסיה. המשמעות היא שכל הגלקסיות סביבנו מתרחקות לכיוונים שונים. יתרה מכך, ככל שהם מתרחקים, כך המהירות שלהם גדלה.
סוגי גלקסיות לפי צורה
צבירים גלקטיים יכולים להיות פתוחים או כדוריים. הם יכולים לכלול עשרות ואפילו אלפי גלקסיות שונות. הגלקסיה הקרובה ביותר אלינו ממוקמת בקבוצת הכוכבים בתולה ונמצאת במרחק של 10 מיליון פרסקים משם. לצבירי גלקסיות, הנקראים רגילים, יש צורה כדורית. הגלקסיות המרכיבות אותן נוטות להתרכז בנקודה אחת - מרכז הצביר הגלקטי. לאשכולות רגילים כבר יש צפיפות גבוההגלקסיות, אך במרכזן הריכוז מגיע למקסימום. עם זאת, לצבירים רגילים יש גם הבדלים, המתבטאים בעיקר בצפיפות שלהם ובמספרים השונים של הגלקסיות המרכיבות אותם.
הגלקסיות בצפיפות הגבוהה ביותר
לדוגמה, קבוצת הגלקסיות תרדמת של ורוניקה נבדלת במספר רב של מרכיבים, והגלקסיות המרכיבות את פגסוס צפופות. הוא גבוה במיוחד באזור המרכזי של פגסוס. כאן הצפיפות מגיעה ל-2,000 גלקסיות לכל 1 מגה-פרסק. גלקסיות שכנות כמעט נוגעות זו בזו, וצפיפותן גבוהה כמעט פי 40 אלף מהצפיפות במטה-גלקסיה. כמו כן, צפיפות גבוהה אופיינית לקבוצות הגלקסיות בצפון הקורונה.
מאיפה הגיעו הגלקסיות?
עד כה, מדענים לא יכולים לתת תשובה מדויקת לשאלה זו. עם זאת, על פי תיאוריית המפץ הגדול, היקום הצעיר היה מלא במימן והליום. מהענן העבה הזה, בהשפעת החומר האפל (ובהמשך כוחות הכבידה), החלו להיווצר הכוכבים וצבירי הכוכבים הראשונים.
מתי הופיעו הכוכבים הראשונים ביקום?
לפי כמה אסטרונומים, הכוכבים הופיעו די מוקדם - כבר 30 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול. אחרים משוכנעים שהנתון הזה הוא 100 מיליון שנה. מחקרים המשתמשים בטכנולוגיה מודרנית מראים שהמאורות נוצרו בו-זמנית בכמה חלקים - לעתים קרובות מספר זה הגיע אפילו למאות.זה הוקל על ידי כוחות כבידה המשפיעים על הגז שמילא את היקום. ענני גז הסתחררו לדיסקים, ובהדרגה נוצרו בהם ציפויים, ואז הפכו לכוכבים. ביקום המוקדם, הכוכבים הראשונים היו ממש ענקיים, כי היה להם הרבה "חומר בנייה" עבורם.
צביר הגלקסיות הגדול ביותר שהתגלה על ידי אסטרונומים נקרא SPT-CL J0546-5345. המסה שלו כמעט שווה למסה של 800 טריליון שמשות. מדענים הצליחו לזהות גלקסיה ענקית באמצעות אפקט Sunyaev-Zeldovich האסטרונומי - הוא טמון בעובדה שטמפרטורת קרינת המיקרוגל יורדת כאשר היא מקיימת אינטראקציה עם עצמים ענקיים ביקום. הצביר הזה נמצא במרחק של 7 מיליארד שנות אור מאיתנו. במילים אחרות, אסטרונומים צופים בו כפי שהיה לפני 7 מיליארד שנים - וזה 6.7 מיליארד שנים לאחר המפץ הגדול.
במרחבים הרחוקים של היקום, התגלה צביר נוסף של גלקסיות, שיצר מערכת חלל נפרדת - ACT-CL J0102-4915. אסטרונומים כינו את קבוצת הגלקסיות הענקית הזו אל גורדו, שפירושו "שמן" בספרדית. המרחק שלו לכדור הארץ הוא 9.7 מיליארד שנות אור. המסה של קבוצת גלקסיות זו עולה על מסת השמש ב-3 מיליון מיליארד.
השיער של ורוניקה
צביר התרדמה הוא אחת הקבוצות הגלקטיות המעניינות ביותר במטה-גלקסיה. הוא מכיל ככמה אלפי גלקסיות. הם ממוקמים כמה מאות מיליוני שנות אור משביל החלב. רוֹבגלקסיות הן אליפטיות. שיערה של ורוניקה אינו נבדל על ידי כוכבים בהירים - אפילו האלפא, המכונה נזר, קטן. בקבוצת הכוכבים הזו, ניתן לצפות בצביר של כוכבים זוהרים חלשים "קומה", שפירושו בלטינית "שיער". המלומד היווני הקדום ארוטוסטנס כינה את האשכול הזה "השיער של אריאדנה". תלמי ייחס אותו לצביר כוכבי אריה.
אחת הגלקסיות היפות ביותר בקבוצת הכוכבים היא NGC 4565, או המחט. מפני השטח של כוכב הלכת שלנו, הוא נראה מקצה לקצה. הוא ממוקם במרחק של 30 מיליון שנות אור מהשמש. וקוטרה של הגלקסיה הוא יותר מ-100 אלף שנות אור. ישנן גם שתי גלקסיות המקיימות אינטראקציה בשיער של ורוניקה - NGC 4676, או כפי שקבוצה זו נקראת גם "עכברים". הם מוסרים מכדור הארץ במרחק של 300 מיליון שנות אור. מחקרים הראו שברגע שהגלקסיות הללו עברו זו דרך זו. מדענים מציעים שה"עכברים" יתנגשו יותר מפעם אחת, עד שיהפכו לגלקסיה אחת.
