Группы галактик
Куда бы мы не направили свои приборы, как далеко бы не проникли в космос — везде есть галактики. Согласно оценкам, их порядка 100 миллиардов. Наблюдаемая структура Вселенной на больших масштабах определяется тем, что астрономические тела обладают тенденцией группироваться в системы. Галактики также сгруппированы в скопления, которые в свою очередь группируются, образуя сверхскопления — самые большие структуры во Вселенной.
Более 90 % ярких галактик входят либо в небольшие группы, содержащие лишь несколько крупных членов, либо в скопления, в которых их насчитываются многие тысячи. Группа галактик — это как маленькая деревня из нескольких десятков домов. Во главе таких групп обычно стоит какая-нибудь массивная эллиптическая или спиральная галактика, которая со временем притягивает к себе своих космических спутниц, разрушает их и поглощает, и с каждой «съеденной» галактикой становится все массивнее и крупнее. Млечный Путь тоже состоит в Местной группе из приблизительно полусотни галактик, расположенных в пределах 5 млн световых лет от нашей Галактики.
Местная группа образована в основном небольшими галактиками эллиптической формы. Лишь пять из пятидесяти членов Местной группы можно считать крупными: Млечный Путь, Туманность Андромеды, Туманность Треугольника (все они спиральные), а также Магеллановы Облака (две сравнительно крупные неправильные галактики, спутники Млечного Пути). Млечный Путь и Туманность Андромеды — два самых больших члена Местной группы. Светимость и размеры большинства остальных звездных систем значительно меньше: они настолько же меньше нормальных галактик, насколько планеты — звезд. Местная группа устойчива и не участвует в общем «разбегании»: гравитация прочно удерживает ее членов вместе.
Галактики и их группы распределены в пространстве не равномерно, а образуют скопления, обычно неправильной формы. В скоплениях галактик насчитываются сотни или тысячи членов. Иногда к скоплению галактик примыкают целые группы, которые со временем становятся его частью. Скопления галактик бывают правильной сферической формы, то есть, в виде шара, и бесформенные (иррегулярные).
Скопления сферической формы, которые состоят из сотен и тысяч отдельных звездных систем, сильно концентрирующихся к центру, называют регулярными. В них много эллиптических и линзовидных галактик и почти нет спиральных. В центре находится одна или несколько гигантских эллиптических галактик. Часто они обладают сильным радиоизлучением, поэтому регулярные скопления нередко связаны с яркими радиоисточниками. Одно из ближайших к нам регулярных скоплений расположено в созвездии Волосы Вероники. Оно находится на расстоянии примерно 400 млн световых лет от нас. В центре этого скопления находятся две сверхгигантские эллиптические галактики. Размеры регулярных скоплений очень велики — десятки миллионов световых лет. Даже при тех огромных расстояниях, которые отделяют регулярные скопления галактик от нас, они выглядят очень протяженными (скопление в Волосах Вероники, например, занимает на небе область диаметром 12°).
В иррегулярных (т. е. неправильных) скоплениях много спиральных систем. Но общее число галактик в таких скоплениях значительно меньше по сравнению с регулярными. Ближайшее к нам крупное бесформенное скопление называется скопление Девы, потому что его центр находится в созвездии Дева. В этом скоплении больше тысячи галактик. Вообще, чем больше членов содержит скопление, тем более правильную форму оно имеет. Местная группа, в которую входит наш Млечный Путь, расположена примерно в 50 млн световых лет от центра скопления Девы.
Наивысшая плотность галактик наблюдается в центральных областях регулярных скоплений. Расстояния между звездными системами здесь сравнимы с их собственными размерами, и галактики часто сталкиваются. Столкновение галактик не надо понимать в буквальном смысле, как некую катастрофу. Расстояния между звездами огромны, и при столкновении двух галактик звезды одной из них свободно проходят между звездами другой, а длится это сотни миллионов лет. Однако галактики активно влияют друг на друга силами гравитации, звезды изменяют свои орбиты и как бы перемешиваются. В некоторых случаях это приводит к разрушению или слиянию галактик. Именно в результате таких столкновений и слияний в центральных областях регулярных скоплений образуются гигантские эллиптические системы. Они «заглатывают» межгалактический газ и случайно попадающие в них мелкие галактики.
Пространство между галактиками в скоплении заполнено газом, который разогрет до температуры около 10 млн градусов и излучает преимущественно в рентгеновском диапазоне. Охлаждаясь, газ может струями течь к центру скопления.
Сверхскопление галактик — самое крупное объединение одиноких галактик, групп и скоплений, которое может объединять десятки тысяч галактик. Но в отличие от групп, где между галактиками-соседками существуют прочные гравитационные связи, сверхскопления не являются гравитационно-связанными, потому что они очень большие и достигают порой размеров в миллионы световых лет. Сверхскопления бывают разными по форме. Галактики там могут, например, выстраиваться в цепочку или образовывать стены.