Astronomen wisten al aan het begin van de 20e eeuw van het bestaan van andere sterrenstelsels. Ondanks het feit dat de eerste van de ontdekte sterrenstelsels al bekend waren bij wetenschappers, werden ze aanvankelijk nevels genoemd, waardoor ze werden toegeschreven aan onze melkweg - de Melkweg. Wetenschappers hebben gespeculeerd dat deze nevels afzonderlijke sterrenstelsels kunnen vertegenwoordigen. Dergelijke hypothesen waren echter niet bestand tegen toetsing door de wetenschappelijke wereld. Dit was te wijten aan de imperfectie van de observatietechniek.
Galaxy exploratie
In 1922 was de Estse astronoom Ernst Epik in staat om bij benadering de afstand te berekenen die het zonnestelsel scheidt van de Andromedanevel. De gegevens die de astronoom ontving zijn 0,6 van de getallen die wetenschappers nu hebben - en dit is een nog nauwkeurigere berekening dan die van E. Hubble. Edwin Hubble gebruikte in 1924 zelf de grootste telescoop van die tijd. De diameter was 254 cm Hubble maakte ook berekeningen van de afstand tot Andromeda. Nu hebben wetenschappers nauwkeurigere gegevens, die drie keer kleiner zijn dan die van Hubble - maar toch is deze afstand zo groot dat de nevel onmogelijk deel kan uitmaken van onze melkweg. Dus de Andromedanevel werd het eerste afzonderlijke sterrenstelsel.
Clusters van sterrenstelsels
Net als sterren vormen sterrenstelsels groepen van verschillende groottes. Bovendien komt deze eigenschap daarin veel meer tot uitdrukking dan in sterren. De meeste sterren maken geen deel uit van de cluster, maar maken deel uit van het algemene veld van onze melkweg. De groep sterrenstelsels die de Melkweg (lokale melkweg) omvat, heeft 40 sterrenstelsels. Deze groepering is heel gebruikelijk in het hele universum.
Groep sterrenstelsels beschikbaar voor observatie
Het bekende deel van de cluster van sterrenstelsels wordt "Metagalaxy" genoemd - het kan worden waargenomen met behulp van astronomische methoden. De samenstelling van de Metagalaxy omvat ongeveer een miljard sterrenstelsels, waarvan de waarneming beschikbaar is met behulp van telescopen. De Melkweg is een van de sterrenstelsels die deel uitmaakt van de Metagalaxy. Ons sterrenstelsel en ongeveer 1,5 dozijn andere sterrenstelsels maken deel uit van een galactische groep die de lokale groep sterrenstelsels wordt genoemd.
Mogelijkheden om de Metagalaxy te verkennen deden zich vooral voor aan het einde van de 20e eeuw. Astronomen hebben ontdekt dat er in de intergalactische ruimte kosmische en elektromagnetische straling, individuele sterren en intergalactisch gas zijn. Dankzij wetenschappelijke vooruitgang is het mogelijk geworden om verschillende soorten sterrenstelsels te bestuderen - quasars, radiostelsels.
Eigenschappen van de Metagalaxy
Soms noemen astronomen de Metagalaxy het 'Grote Universum'. Met de verbetering van technologie en telescopen komt er steeds meer beschikbaar voor observatie. Astronomen denken:dat de Melkweg en de volgende 10-15 sterrenstelsels lid zijn van dezelfde cluster van sterrenstelsels. In de Metagalaxy zijn clusters van sterrenstelsels heel gewoon, waarvan het aantal varieert van 10 tot enkele tientallen leden. Dergelijke groepen zijn slecht te onderscheiden door astronomen op grote afstanden. De reden is dat dwergstelsels niet zichtbaar zijn, en er zijn meestal maar een paar reuzenstelsels in zulke groepen.
Volgens Einsteins relativiteitstheorie kunnen grote massa's de ruimte om hen heen buigen. Daarom zijn de bepalingen van de geometrie van Euclides in deze ruimte niet gerechtvaardigd. Alleen op de enorme schaal van de Metagalaxy kan men de verschillen zien tussen de twee wetenschappelijke benaderingen - de Newtoniaanse mechanica en de mechanica van Einstein. De zogenaamde roodverschuivingswet werkt ook in de Metagalaxy. Dit betekent dat alle sterrenstelsels om ons heen zich in verschillende richtingen terugtrekken. Bovendien, hoe verder ze weg gaan, hoe groter hun snelheid wordt.
Soorten sterrenstelsels op vorm
Galactische clusters kunnen open of bolvormig zijn. Ze kunnen tientallen en zelfs duizenden verschillende sterrenstelsels bevatten. Het dichtstbijzijnde sterrenstelsel bij ons bevindt zich in het sterrenbeeld Maagd en is 10 miljoen parsec verwijderd. Clusters van sterrenstelsels, regelmatig genoemd, hebben een bolvorm. De sterrenstelsels waaruit ze bestaan, hebben de neiging zich op één punt te concentreren - het centrum van de galactische cluster. Reguliere clusters hebben al een hoge dichtheidsterrenstelsels, maar in hun centrum bereikt de concentratie een maximum. Regelmatige clusters hebben echter ook verschillen, die zich voornamelijk manifesteren in hun dichtheid en de verschillende aantallen van hun samenstellende sterrenstelsels.
De sterrenstelsels met de hoogste dichtheid
De Coma of Veronica-groep van sterrenstelsels onderscheidt zich bijvoorbeeld door een groot aantal componenten, en de sterrenstelsels waaruit Pegasus bestaat, zijn dicht. Het is vooral hoog in de centrale regio van Pegasus. Hier bereikt de dichtheid 2000 sterrenstelsels per 1 kubieke megaparsec. Naburige sterrenstelsels raken elkaar praktisch en hun dichtheid is bijna 40 duizend keer hoger dan de dichtheid in de Metagalaxy. Ook is een hoge dichtheid kenmerkend voor de groepen sterrenstelsels in de noordelijke Corona.
Waar kwamen sterrenstelsels vandaan?
Tot nu toe kunnen wetenschappers geen exact antwoord geven op deze vraag. Volgens de oerkn altheorie was het jonge universum echter vol waterstof en helium. Uit deze dikke wolk begonnen zich onder invloed van donkere materie (en vervolgens de zwaartekracht) de eerste sterren en sterrenhopen te vormen.
Wanneer verschenen de eerste sterren in het heelal?
Volgens sommige astronomen verschenen de sterren vrij vroeg - al 30 miljoen jaar na de oerknal. Anderen zijn ervan overtuigd dat dit cijfer 100 miljoen jaar is. Studies met behulp van moderne technologie tonen aan dat de armaturen tegelijkertijd in verschillende stukken werden gevormd - vaak bereikte dit aantal zelfs honderden. Dit werd mogelijk gemaakt door zwaartekrachten die het gas beïnvloeden dat het heelal vulde. Gaswolken wervelden in schijven en geleidelijk vormden zich daarin verdichtingen, die toen sterren werden. In het vroege heelal waren de eerste sterren echt gigantisch, omdat ze veel "bouwmateriaal" voor zich hadden.
De grootste cluster van sterrenstelsels die door astronomen is ontdekt, heet SPT-CL J0546-5345. Zijn massa is bijna gelijk aan de massa van 800 biljoen zonnen. Wetenschappers konden een gigantisch sterrenstelsel detecteren met behulp van het astronomische Sunyaev-Zeldovich-effect - het ligt in het feit dat de temperatuur van microgolfstraling da alt wanneer deze in wisselwerking staat met gigantische objecten in het heelal. Deze cluster is 7 miljard lichtjaar van ons verwijderd. Met andere woorden, astronomen nemen het waar zoals het 7 miljard jaar geleden was - en dit is 6,7 miljard jaar na de oerknal.
In de verre uithoeken van het heelal werd een andere cluster van sterrenstelsels ontdekt, die een afzonderlijk ruimtesysteem vormden - ACT-CL J0102-4915. Astronomen hebben deze enorme groep sterrenstelsels El Gordo genoemd, wat 'dik' betekent in het Spaans. De afstand tot de aarde is 9,7 miljard lichtjaar. De massa van deze groep sterrenstelsels overschrijdt de massa van de zon met 3 miljoen miljard.
Veronica's haar
De Coma Cluster is een van de meest interessante galactische groepen in de Metagalaxy. Het bevat ongeveer enkele duizenden sterrenstelsels. Ze bevinden zich op enkele honderden miljoenen lichtjaren van de Melkweg. Meerderheidsterrenstelsels zijn elliptisch. Veronica's haar onderscheidt zich niet door heldere sterren - zelfs de alfa, de Tiara genaamd, is klein. In dit sterrenbeeld kan men een cluster van zwak lichtgevende sterren "Coma" waarnemen, wat in het Latijn "haar" betekent. De oude Griekse geleerde Eratosthenes noemde dit cluster "Ariadne's Hair". Ptolemaeus schreef het toe aan de Leeuw-sterrenhoop.
Een van de mooiste sterrenstelsels in het sterrenbeeld is NGC 4565, ofwel de Naald. Vanaf het oppervlak van onze planeet is het van opzij zichtbaar. Het bevindt zich op 30 miljoen lichtjaar van de zon. En de diameter van de melkweg is meer dan 100 duizend lichtjaar. Er zijn ook twee op elkaar inwerkende sterrenstelsels in het Haar van Veronica - NGC 4676, of, zoals deze groep ook wordt genoemd, "Muizen". Ze zijn van de aarde verwijderd op een afstand van 300 miljoen lichtjaar. Studies hebben aangetoond dat zodra deze sterrenstelsels door elkaar heen zijn gegaan. Wetenschappers suggereren dat de "muizen" meer dan eens zullen botsen, totdat ze in één melkwegstelsel veranderen.
