Astronomit tiesivät muiden galaksien olemassaolosta jo 1900-luvun alussa. Huolimatta siitä, että ensimmäiset löydetyistä galakseista olivat jo tiedemiesten tiedossa, niitä kutsuttiin aluksi sumuiksi, mikä liitti ne galaksiimme - Linnunrataan. Tiedemiehet ovat spekuloineet, että nämä sumut voivat edustaa erillisiä tähtijärjestelmiä. Tällaiset hypoteesit eivät kuitenkaan kestäneet tieteellisen maailman tarkastelua. Tämä johtui havaintotekniikan epätäydellisyydestä.
Galaksitutkimus
Vuonna 1922 virolainen tähtitieteilijä Ernst Epik pystyi laskemaan likimääräisen etäisyyden, joka erottaa aurinkokunnan Andromeda-sumusta. Tähtitieteilijän saamat tiedot ovat 0,6 niistä luvuista, jotka tiedemiehillä nyt on - ja tämä on vielä tarkempi laskelma kuin E. Hubblen laskelma. Edwin Hubble itse käytti vuonna 1924 tuolloin suurinta teleskooppia. Sen halkaisija oli 254 cm. Hubble teki myös laskelmia etäisyydestä Andromedaan. Nyt tiedemiehillä on tarkempia tietoja, jotka ovat kolme kertaa pienemmät kuin Hubblen tekemät - mutta silti tämä etäisyys on niin suuri, ettei sumu voi mitenkään olla osa galaksiamme. Joten Andromeda-sumusta tuli ensimmäinen erillinen galaksi.
Galaksiklusterit
Kuten tähdet, galaksit muodostavat erikokoisia ryhmiä. Lisäksi tämä ominaisuus ilmaistaan niissä paljon enemmän kuin tähdissä. Suurin osa tähdistä ei ole osa tähtijoukkoa, vaan ne ovat osa galaksimme yleistä kenttää. Linnunradan (paikallinen galaksi) sisältävään galaksiryhmään kuuluu 40 galaksia. Tämä ryhmittely on hyvin yleinen kaikkialla universumissa.
Havainnoitavissa oleva galaksiryhmä
Galaksijoukon tunnettua osaa kutsutaan "Metagalaksiksi" - se voidaan havaita tähtitieteellisillä menetelmillä. Metagalaksin koostumukseen kuuluu noin miljardi galaksia, joiden havainnointi on mahdollista kaukoputkien avulla. Linnunrata on yksi tähtijärjestelmistä, joka on osa metagalaksia. Galaksimme ja noin 1,5 tusinaa muuta galaksia ovat osa galaksiryhmää, jota kutsutaan paikalliseksi galaksiryhmäksi.
Mahdollisuudet tutkia metagalaksia ilmaantuivat pääasiassa 1900-luvun lopulla. Tähtitieteilijät ovat havainneet, että intergalaktisessa avaruudessa on kosmista ja sähkömagneettista säteilyä, yksittäisiä tähtiä sekä galaksien välistä kaasua. Tieteellisen kehityksen ansiosta on tullut mahdolliseksi tutkia erityyppisiä galakseja - kvasaareja, radiogalakseja.
Metagalaksin ominaisuudet
Joskus tähtitieteilijät haluavat kutsua metagalaksia "suureksi maailmankaikkeudeksi". Tekniikan ja kaukoputkien parantuessa siitä tulee yhä enemmän havainnointia varten. Tähtitieteilijät ajattelevatettä Linnunrata ja seuraavat 10-15 galaksia ovat saman galaksijoukon jäseniä. Metagalaksissa galaksiklusterit ovat hyvin yleisiä, ja niiden lukumäärä vaihtelee 10:stä useisiin kymmeniin jäseniin. Tähtitieteilijät erottelevat tällaiset ryhmät huonosti suurilta etäisyyksiltä. Syynä on se, että kääpiögalakseja ei näy, ja tällaisissa ryhmissä on yleensä vain muutamia jättiläisgalakseja.
Einsteinin suhteellisuusteorian mukaan suuret massat voivat taivuttaa tilaa ympärillään. Siksi Eukleideen geometrian määräykset tässä avaruudessa eivät ole perusteltuja. Vain metagalaksin laajassa mittakaavassa voidaan nähdä erot kahden tieteellisen lähestymistavan välillä - Newtonin mekaniikka ja Einsteinin mekaniikka. Metagalaksissa toimii myös niin kutsuttu punasiirtymälaki. Tämä tarkoittaa, että kaikki ympärillämme olevat galaksit väistyvät eri suuntiin. Lisäksi mitä kauemmaksi he liikkuvat, sitä suuremmaksi niiden nopeus tulee.
Galaksityypit muodon mukaan
Galaktiset klusterit voivat olla avoimia tai pallomaisia. Ne voivat sisältää kymmeniä ja jopa tuhansia erilaisia galakseja. Meitä lähin galaksi sijaitsee Neitsyen tähdistössä ja on 10 miljoonan parsekin päässä. Säännöllisiksi kutsutuilla galaksiklusterilla on pallomainen muoto. Ne muodostavat galaksit keskittyvät yleensä yhteen pisteeseen - galaktisen joukon keskustaan. Tavallisilla klustereilla on jo suuri tiheysgalakseja, mutta niiden keskustassa pitoisuus saavuttaa maksiminsa. Säännöllisillä klusteilla on kuitenkin myös eroja, jotka ilmenevät pääasiassa niiden tiheydestä ja niiden muodostavien galaksien eri määrästä.
Suurintiheyksiset galaksit
Esimerkiksi Coma of Veronica -galaksiryhmälle on ominaista suuri määrä komponentteja, ja Pegasuksen muodostavat galaksit ovat tiheitä. Se on erityisen korkea Pegasuksen keskialueella. Täällä tiheys saavuttaa 2 tuhatta galaksia 1 kuutiometriä megaparsekia kohden. Naapurigalaksit käytännössä koskettavat toisiaan, ja niiden tiheys on lähes 40 tuhatta kertaa suurempi kuin metagalaksin tiheys. Myös korkea tiheys on ominaista pohjoisen koronan galaksiryhmille.
Mistä galaksit tulivat?
Tietemiehet eivät toistaiseksi voi antaa tarkkaa vastausta tähän kysymykseen. Alkuräjähdysteorian mukaan nuori universumi oli kuitenkin täynnä vetyä ja heliumia. Tästä paksusta pilvestä pimeän aineen (ja myöhemmin gravitaatiovoimien) vaikutuksesta ensimmäiset tähdet ja tähtijoukot alkoivat muodostua.
Milloin ensimmäiset tähdet ilmestyivät maailmankaikkeuteen?
Joidenkin tähtitieteilijöiden mukaan tähdet ilmestyivät melko aikaisin – jo 30 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Toiset ovat vakuuttuneita, että tämä luku on 100 miljoonaa vuotta. Nykytekniikalla tehdyt tutkimukset osoittavat, että valaisimet muodostuivat samanaikaisesti useiksi kappaleiksi - usein tämä luku nousi jopa satoihin. Tätä helpotti gravitaatiovoimat, jotka vaikuttavat maailmankaikkeuden täyttäneeseen kaasuun. Kaasupilvet pyörtyivät levyiksi, ja niihin muodostui vähitellen tiivistymiä, joista tuli sitten tähtiä. Varhaisessa universumissa ensimmäiset tähdet olivat todella jättimäisiä, koska niillä oli paljon "rakennusmateriaalia" niitä varten.
Suurin tähtitieteilijöiden löytämä galaksijoukko on nimeltään SPT-CL J0546-5345. Sen massa on melkein yhtä suuri kuin 800 biljoonan auringon massa. Tutkijat pystyivät havaitsemaan jättimäisen galaksin tähtitieteellisellä Sunyaev-Zeldovich-ilmiöllä - se johtuu siitä, että mikroa altosäteilyn lämpötila laskee, kun se on vuorovaikutuksessa universumin jättiläisten esineiden kanssa. Tämä klusteri on 7 miljardin valovuoden päässä meistä. Toisin sanoen tähtitieteilijät havaitsevat sen sellaisena kuin se oli 7 miljardia vuotta sitten – ja tämä on 6,7 miljardia vuotta alkuräjähdyksen jälkeen.
Universumin kaukaisista avaruksista löydettiin toinen galaksijoukko, joka muodosti erillisen avaruusjärjestelmän - ACT-CL J0102-4915. Tähtitieteilijät ovat antaneet tälle suurelle galaksiryhmälle lempinimen El Gordo, joka tarkoittaa "rasvaa" espanjaksi. Sen etäisyys Maahan on 9,7 miljardia valovuotta. Tämän galaksiryhmän massa ylittää Auringon massan 3 miljoonalla miljardilla.
Veronican hiukset
Koomaklusteri on yksi metagalaksin mielenkiintoisimmista galaktisista ryhmistä. Se sisältää useita tuhansia galakseja. Ne sijaitsevat useiden satojen miljoonien valovuosien päässä Linnunrad alta. Suurin osagalaksit ovat elliptisiä. Veronican hiukset eivät erotu kirkkaista tähdistä - jopa alfa, nimeltään Tiara, on pieni. Tässä tähdistössä voi havaita heikosti valoisten tähtien rykelmän "Coma", joka latinaksi tarkoittaa "hiusta". Muinainen kreikkalainen tutkija Eratosthenes kutsui tätä klusteria "Ariadnen hiuksiksi". Ptolemaios katsoi sen johtuvan leijonatähtijoukosta.
Yksi tähdistön kauneimmista galakseista on NGC 4565 eli Neula. Planeettamme pinn alta se näkyy reunasta ylöspäin. Se sijaitsee 30 miljoonan valovuoden päässä Auringosta. Ja galaksin halkaisija on yli 100 tuhatta valovuotta. Veronican hiuksissa on myös kaksi vuorovaikutuksessa olevaa galaksia - NGC 4676 tai, kuten tätä ryhmää kutsutaan myös "hiiriksi". Ne poistetaan maapallosta 300 miljoonan valovuoden etäisyydellä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kun nämä galaksit ovat kulkeneet toistensa läpi. Tiedemiehet ehdottavat, että "hiiret" törmäävät useammin kuin kerran, kunnes ne muuttuvat yhdeksi galaksiksi.
