Что такое Великий аттрактор, где он находится и стоит ли его бояться
В космосе почти ничто не бывает по-настоящему неподвижным. Прямо сейчас Земля несется вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с, а само Солнце вместе со всей Солнечной системой мчится через галактику еще быстрее — примерно со скоростью 220 км/с.
Но если движутся Земля, Солнце и звезды нашей галактики, возникает следующий вопрос: что движет сам Млечный Путь? Оказывается, наша галактика, как и вся Местная группа, не просто движется вместе с расширяющейся Вселенной. Она смещается во вполне определенном направлении — к огромной области, чье гравитационное влияние ощущается на расстоянии сотен миллионов световых лет. Эту загадочную область астрономы назвали Великим аттрактором.
Что такое Великий аттрактор
Великий аттрактор — это гигантская гравитационная аномалия, к которой движутся Млечный Путь, Местная группа галактик и тысячи других галактик вокруг нас. Иначе говоря, это участок Вселенной, где сосредоточено так много массы, что она влияет на движение целых галактических систем на расстоянии сотен миллионов световых лет.
История его открытия началась в 1970-х годах, когда астрономы начали внимательно изучать реликтовое микроволновое излучение — слабое послесвечение ранней Вселенной, сохранившееся со времен Большого взрыва. Это излучение должно быть почти одинаковым во всех направлениях. Однако измерения показали небольшую асимметрию: в одной части неба оно оказалось немного теплее, а в противоположной — чуть холоднее.
Такая асимметрия возникает, когда наблюдатель сам движется сквозь это излучение. По величине этой разницы температур астрономы смогли вычислить скорость нашего движения относительно реликтового излучения. Оказалось, что наша галактика и все, что в ней находится, включая нас, несется через Вселенную с поразительной скоростью — около 600 км/с.
Эту цифру почти невозможно представить, поэтому можно сказать так: всего за 30 секунд мы физически преодолеваем почти 19000 километров. И все это время нам кажется, будто мы просто сидим на месте.
Первое точное измерение скорости движения нашей галактики стало большим событием для астрономии. Но никто толком не понимал, почему и куда Млечный Путь движется так быстро. Часть этой скорости можно объяснить расширением Вселенной. Еще часть — гравитационным взаимодействием с нашими ближайшими соседями, например галактикой Андромеды. Но чего-то все равно не хватало. Наблюдения показывали, что наша галактика движется слишком быстро и во вполне определенном направлении, словно ее что-то тянет.
Галактика Андромеды: столкнется ли она с Млечным Путем и как ее найти на небе
Но и это было еще не все. Выяснилось, что к этому загадочному невидимому объекту тянет не только Млечный Путь, а вообще все вокруг. Каждая галактика в нашем участке Вселенной — а их около 100 тысяч в области размером более 500 миллионов световых лет — неумолимо смещается к одному и тому же неизвестному источнику.
Во Вселенной есть только одна сила, способная отклонять целые галактики на расстояниях в сотни миллионов световых лет — гравитация.
Что такое гравитация и как она работает: от яблока Ньютона до черных дыр
Гравитация создается массой. Чем больше масса объекта, тем сильнее его гравитационное воздействие. Чтобы заметно влиять на движение десятков тысяч галактик на расстояниях в сотни миллионов световых лет, источник этого притяжения должен быть немыслимо огромным.
В 1986 году группа астрономов под руководством Дональда Линден-Белла показала, что движения галактик в нашем регионе указывают на мощный центр притяжения в направлении созвездия Наугольник. Эту область и назвали Великим аттрактором. Возникает два естественных вопроса: что это такое? И, что важнее, что будет с нами, если оно в конце концов нас притянет?
Основные характеристики:
Размер: область влияния более 500 миллионов световых лет.
Масса: примерно 10 квадриллионов масс Солнца.
Диаметр: точную величину определить трудно, потому что Великий аттрактор — не отдельный объект, а крупная область концентрации массы. Обычно речь идет о масштабе в сотни миллионов световых лет.
Расстояние до Земли: примерно 150–250 миллионов световых лет.
Как выглядит Великий аттрактор
Обычно далекие космические объекты изучают довольно просто: направляют на них телескоп и смотрят, что там находится. Но когда астрономы впервые попытались исследовать Великий аттрактор, быстро стало ясно, что в этом случае такой подход не сработает.
Проблема в том, что он находится почти точно за плоскостью нашей собственной галактики. Млечный Путь — спиральная галактика диаметром около 100 тысяч световых лет, содержащая примерно 100 миллиардов звезд. Эти звезды, а также огромные облака межзвездного газа и пыли образуют плотный галактический диск. Когда астрономы пытаются заглянуть сквозь него в дальний космос, видимость резко ухудшается.
Эта часть неба, закрытая диском Млечного Пути, называется зоной избегания. Она скрывает от нас примерно 10% Вселенной, и Великий аттрактор, как назло, находится почти в самом ее центре.
Поэтому десятилетиями после открытия его природа оставалась полной загадкой. Изучать Великий аттрактор приходилось косвенно — по тому, как его гравитация влияет на окружающие галактики. Этого хватило, чтобы определить примерное положение Великого аттрактора: от 150 до 250 миллионов световых лет от нас, в направлении созвездия Наугольник.
Тогда впервые стало ясно, насколько он огромен. По современным оценкам, масса Великого аттрактора эквивалентна 10 квадриллионам Солнц.
Один из самых массивных известных объектов во Вселенной — сверхмассивная черная дыра TON 618. Она находится в центре чрезвычайно яркого квазара и питает его. Диаметр ее горизонта событий оценивается примерно в 400 миллиардов километров. Энергия аккреционного диска вокруг нее настолько велика, что квазар светит примерно как 140 триллионов Солнц.
И все же ее масса оценивается всего лишь в 66 миллиардов солнечных. Для черной дыры это колоссально много, но все равно примерно в 150 тысяч раз легче, чем масса, которую приписывают Великому аттрактору.
Как уже было сказано, напрямую изучать Великий аттрактор с помощью обычных телескопов — то есть телескопов, которые в основном наблюдают свет в видимом диапазоне — почти невозможно. Но видимый свет — не единственный способ наблюдать Вселенную. За те сорок с лишним лет, что прошли с момента открытия Великого аттрактора, наука сильно продвинулась в области радио- и инфракрасной астрономии.
С помощью этих технологий астрономам наконец удалось заглянуть сквозь зону избегания и увидеть хотя бы часть участка неба, где находится этот загадочный и колоссальный объект.
Никакого гигантского «космического монстра» там не обнаружилось. Наблюдения показали, что за диском Млечного Пути скрывается просто огромное количество галактик.
Иначе говоря, Великий аттрактор не имеет облика, который можно было бы просто увидеть или сфотографировать. Это скорее гигантский узел в крупномасштабной структуре Вселенной — область, где сосредоточено необычно много галактик и, возможно, темной материи.
Сегодня астрономы связывают его с крупным скоплением галактик Наугольника (Abell 3627) и окружающей его системой галактических сверхскоплений. Эта область, скрытая за диском Млечного Пути, считается одним из главных источников гравитационного притяжения, которое мы называем Великим аттрактором.
Из чего состоит Великий аттрактор
Великий аттрактор — это не один объект, а область, где сосредоточено особенно много массы: галактики, их скопления и другие компоненты, которые увидеть с Земли невозможно.
Основные компоненты Великого аттрактора:
Скопления галактик: Главный видимый компонент Великого аттрактора — это крупные скопления галактик. Самое известное из них — скопление в созвездии Наугольник (Abell 3627), расположенное примерно в 150–250 миллионах световых лет от Земли. В нем находятся тысячи галактик, связанных общей гравитацией. Эти скопления вносят основной вклад в массу этой области.
Группы и отдельные галактики: Помимо крупных скоплений, в этой области находятся тысячи отдельных галактик и их групп. Они распределены не равномерно, а образуют вытянутые структуры и цепочки, связанные между собой гравитацией.
Горячий межгалактический газ: Пространство между галактиками не пустое. Оно заполнено разреженным, но очень горячим газом с температурой в десятки миллионов градусов. Такой газ излучает в рентгеновском диапазоне и позволяет оценивать массу скоплений, даже если сами галактики плохо видны.
Темная материя: Скорее всего, большая часть массы Великого аттрактора приходится именно на темную материю. Ее нельзя увидеть, но ее присутствие проявляется через гравитацию. Без нее нельзя объяснить, почему эта область притягивает галактики так сильно.
Где находится Великий аттрактор
Великий аттрактор расположен на расстоянии примерно 150–250 миллионов световых лет от Земли, в направлении созвездия Наугольник. Он скрыт в зоне избегания — области неба, закрытой плотными облаками газа и пыли Млечного Пути, поэтому долгое время его нельзя было наблюдать напрямую.
Визуализировать, где именно это находится, проще, если представить структуру Вселенной в целом. Легко думать о ней как о хаотичной массе из сотен миллиардов галактик, но на самом деле у нее есть вполне определенная крупномасштабная структура — космическая паутина.
Считается, что в ранней Вселенной вещество было распределено не идеально равномерно. Существовали крошечные флуктуации плотности: более плотные области притягивали больше вещества, а менее плотные постепенно пустели. За миллиарды лет эта разница усилилась, и гравитация сформировала гигантские структуры, оставив между ними огромные пустоты.
Эти структуры образуют довольно понятную иерархию. Если немного упростить, то звезды входят в состав галактик, галактики объединяются в группы и скопления, а группы и скопления собираются в сверхскопления.
В нашем случае это выглядит так: Солнце — часть Млечного Пути. Млечный Путь входит в Местную группу из примерно 40 галактик. Эта группа — часть сверхскопления Девы. Долгое время считалось, что на этом все заканчивается.
Но когда астрономам удалось заглянуть за зону избегания, стало ясно, что сверхскопление Девы — только часть еще более масштабной системы — сверхскопления Ланиакея. Его размер — около 520 миллионов световых лет, а число галактик достигает примерно 100 тысяч.
Проще говоря, это чудовищно большая структура. Великий аттрактор расположен в ее центральной области — там, где сосредоточена наибольшая масса. Именно поэтому в эту сторону направлено движение галактик в нашей части Вселенной.
Куда движется Великий аттрактор
Если рассматривать структуру еще шире, становится ясно: движение галактик не заканчивается на Великом аттракторе. Вся эта область вместе с окружающими структурами постепенно смещается в сторону еще более массивного региона — сверхскопления Шепли.
В нем более 8000 галактик, а его масса оценивается более чем в 10 миллионов миллиардов солнечных масс. Похоже, именно эта структура задает общее направление движения галактик в нашей части Вселенной. Проще говоря, Великий аттрактор — это не конечная точка, а промежуточный узел в гораздо более крупной системе притяжения.
Чем опасен Великий аттрактор
Великий аттрактор, в немалой мере благодаря своему драматичному названию, звучит пугающе. Но в реальности никакой угрозы он не представляет.
Мы действительно движемся в его сторону со скоростью сотни километров в секунду, но расстояние до него — порядка 150–250 миллионов световых лет. Даже если взять среднее значение и попытаться прикинуть время пути, оно окажется несоизмеримо больше возраста Вселенной. Но главное даже не в этом. Мы туда просто никогда не доберемся.
Сверхскопление Ланиакея, внутри которого находится Великий аттрактор, не является гравитационно связанной системой. На больших масштабах начинает доминировать другой фактор — темная энергия, которая ускоряет расширение Вселенной.
Сейчас гравитации все еще хватает, чтобы притягивать галактики в сторону Великого аттрактора, и это будет продолжаться еще миллиарды лет. Но со временем расширение пространства станет сильнее этого притяжения. Расстояние между нами и этой областью начнет увеличиваться, даже несмотря на то, что мы продолжим двигаться в ее сторону.
В итоге произойдет следующее: Великий аттрактор не приблизится к нам и не поглотит нашу галактику. Напротив, в очень далеком будущем он будет становиться все менее значимым с точки зрения гравитации, а затем и вовсе уйдет за пределы наблюдаемой области Вселенной.
Этот эффект касается не только его. Сегодня в наблюдаемой Вселенной насчитывается до двух триллионов галактик, но гравитационно связаны с нами всего несколько десятков галактик Местной группы. Все остальные со временем будут удаляться все быстрее, и их свет перестанет достигать нас.
И рано или поздно вся Вселенная, которую мы видим сегодня, постепенно исчезнет из виду.
Частые вопросы
Почему Великий аттрактор нельзя увидеть в телескоп?
Он находится за плоскостью Млечного Пути — в зоне избегания. Плотные облака газа и пыли поглощают и рассеивают видимый свет, поэтому галактики в этом направлении долгое время были скрыты. Изучать эту область удалось только с развитием радио-, инфракрасной и рентгеновской астрономии [1], [2].
Чем Великий аттрактор отличается от черной дыры?
Черная дыра — это компактный объект с четкой границей, горизонтом событий [3]. Великий аттрактор — это не объект, а область пространства с повышенной концентрацией массы: галактики, скопления, горячий газ и темная материя. У него нет ни границ, ни поверхности [4].
Что будет с нашей галактикой при приближении к Великому аттрактору?
Ничего. Мы никогда не приблизимся к нему настолько, чтобы с нашей галактикой что-то произошло.
Млечный Путь действительно движется в его сторону, но из-за расширения Вселенной расстояние в итоге начнет увеличиваться. Великий аттрактор не станет ближе — наоборот, со временем он будет удаляться и перестанет заметно влиять на нас [5].
Если представить чисто теоретический сценарий, в котором мы оказались бы ближе, ничего катастрофического все равно не произошло бы. Просто усилилось бы гравитационное взаимодействие между галактиками: они чаще сближались бы и сливались. Это медленные процессы, растянутые на миллиарды лет [6].
Почему ученые до сих пор не изучили Великий аттрактор полностью?
Главная проблема — наблюдения. Эта область закрыта пылью Млечного Пути, поэтому данные долгое время были неполными. Даже сегодня часть структуры приходится восстанавливать косвенно — по движениям галактик и распределению массы [7].
Как связаны Великий аттрактор и сверхскопление Ланиакея?
Великий аттрактор находится в центральной области Ланиакеи и соответствует зоне наибольшей концентрации массы. Именно поэтому галактики внутри этой структуры движутся в его сторону [8].
Может ли Великий аттрактор оказаться меньше, чем предполагают ученые?
Да, оценки могут уточняться. Массу и размеры таких структур определяют косвенно, по гравитационному влиянию и наблюдениям в разных диапазонах. По мере накопления данных модели становятся точнее [9].
Почему некоторые галактики удаляются от Великого аттрактора?
На больших масштабах начинает доминировать расширение Вселенной. Гравитация притягивает галактики, но темная энергия растягивает пространство быстрее. В результате часть галактик может удаляться, даже если общее движение направлено в сторону более массивных областей [10], [11].
Главное о Великом аттракторе
Великий аттрактор — это область пространства с повышенной концентрацией массы, которая влияет на движение галактик в нашей части Вселенной.
Великий аттрактор расположен на расстоянии примерно 150–250 миллионов световых лет от Земли, в направлении созвездия Наугольник.
Эта область скрыта в зоне избегания — за плотным диском Млечного Пути, из-за чего долгое время оставалась недоступной для наблюдений.
Масса Великого аттрактора оценивается примерно в 10 квадриллионов масс Солнца.
Великий аттрактор находится в центральной области сверхскопления Ланиакея — структуры размером около 520 миллионов световых лет.
Млечный Путь и другие галактики движутся в сторону Великого аттрактора со скоростью сотен километров в секунду.
Из-за ускоряющегося расширения Вселенной мы никогда не приблизимся к Великому аттрактору настолько, чтобы он мог на нас повлиять.
Читайте также:
