Astronomové věděli o existenci jiných galaxií již na začátku 20. století. Navzdory skutečnosti, že první z objevených galaxií již vědci znali, nejprve se jim říkalo mlhoviny a přisuzovaly je naší galaxii - Mléčné dráze. Vědci spekulovali, že tyto mlhoviny mohou představovat samostatné hvězdné systémy. Takové hypotézy však neobstály při zkoumání vědeckého světa. Bylo to kvůli nedokonalosti pozorovací techniky.
Průzkum galaxie
V roce 1922 dokázal estonský astronom Ernst Epik vypočítat přibližnou vzdálenost, která odděluje sluneční soustavu od mlhoviny Andromeda. Údaje, které astronom obdržel, jsou 0,6 čísel, která vědci nyní mají – a to je ještě přesnější výpočet než výpočet E. Hubbla. Sám Edwin Hubble v roce 1924 použil největší dalekohled té doby. Jeho průměr byl 254 cm Hubble také provedl výpočty vzdálenosti k Andromedě. Nyní mají vědci přesnější data, která jsou třikrát menší než ta, která vytvořil Hubble - ale přesto je tato vzdálenost tak velká, že mlhovina nemůže být součástí naší galaxie. Mlhovina Andromeda se tak stala první samostatnou galaxií.
Shluky galaxií
Stejně jako hvězdy tvoří galaxie skupiny různých velikostí. Navíc je v nich tato vlastnost vyjádřena v mnohem větší míře než u hvězd. Většina hvězd není součástí kupy, protože je součástí obecného pole naší galaxie. Skupina galaxií, která zahrnuje Mléčnou dráhu (místní galaxie), má 40 galaxií. Toto seskupení je velmi běžné v celém vesmíru.
Skupina galaxií dostupná k pozorování
Známá část kupy galaxií se nazývá "metagalaxie" - lze ji pozorovat pomocí astronomických metod. Složení Metagalaxy zahrnuje asi jednu miliardu galaxií, jejichž pozorování je dostupné pomocí dalekohledů. Mléčná dráha je jedním z hvězdných systémů, které jsou součástí Metagalaxie. Naše galaxie a asi 1,5 tuctu dalších galaxií jsou součástí galaktické skupiny zvané místní skupina galaxií.
Příležitosti prozkoumat Metagalaxii se objevily hlavně na konci 20. století. Astronomové zjistili, že v mezigalaktickém prostoru existuje kosmické a elektromagnetické záření, jednotlivé hvězdy a také mezigalaktický plyn. Díky vědeckému pokroku bylo možné studovat galaxie různých typů - kvasary, rádiové galaxie.
Vlastnosti metagalaxie
Astronomové někdy rádi nazývají Metagalaxii „Velkým vesmírem“. S vylepšováním technologií a dalekohledů je toho stále více k dispozici pro pozorování. Astronomové si myslíže Mléčná dráha a dalších 10-15 galaxií jsou členy stejné kupy galaxií. V Metagalaxii jsou kupy galaxií velmi běžné, jejichž počet se pohybuje od 10 do několika desítek členů. Takové skupiny jsou pro astronomy na velké vzdálenosti špatně rozlišitelné. Důvodem je, že trpasličí galaxie nejsou viditelné a v takových skupinách je obvykle jen několik obřích galaxií.
Podle Einsteinovy teorie relativity mohou velké hmoty ohýbat prostor kolem sebe. Proto ustanovení Euklidovy geometrie v tomto prostoru nejsou oprávněná. Pouze na obrovském měřítku Metagalaxie lze vidět rozdíly mezi dvěma vědeckými přístupy – newtonovskou mechanikou a Einsteinovou mechanikou. V Metagalaxii také funguje tzv. zákon rudého posuvu. To znamená, že všechny galaxie kolem nás se vzdalují různými směry. Navíc čím dále se vzdalují, tím větší je jejich rychlost.
Typy galaxií podle tvaru
Galaktické kupy mohou být otevřené nebo kulové. Mohou zahrnovat desítky a dokonce tisíce různých galaxií. Nejbližší galaxie k nám se nachází v souhvězdí Panny a je vzdálená 10 milionů parseků. Kupy galaxií, nazývané pravidelné, mají kulový tvar. Galaxie, které je tvoří, mají tendenci se soustředit do jednoho bodu – do středu galaktické kupy. Pravidelné shluky již mají vysokou hustotugalaxií, ale v jejich středu koncentrace dosahuje maxima. Pravidelné kupy však mají také rozdíly, které se projevují především v jejich hustotě a různém počtu galaxií, z nichž se skládají.
Galaxie s nejvyšší hustotou
Například skupina galaxií Coma of Veronica se vyznačuje velkým počtem složek a galaxie, které tvoří Pegasus, jsou husté. Zvláště vysoká je v centrální oblasti Pegasu. Zde hustota dosahuje 2 tisíce galaxií na 1 krychlový megaparsek. Sousední galaxie se navzájem prakticky dotýkají a jejich hustota je téměř 40 tisíckrát vyšší než hustota v Metagalaxii. Také vysoká hustota je charakteristická pro skupiny galaxií v Severní koroně.
Odkud se vzaly galaxie?
Na tuto otázku vědci zatím nemohou dát přesnou odpověď. Podle teorie velkého třesku byl však mladý vesmír plný vodíku a helia. Z tohoto hustého mraku se pod vlivem temné hmoty (a následně gravitačních sil) začaly formovat první hvězdy a hvězdokupy.
Kdy se ve vesmíru objevily první hvězdy?
Podle některých astronomů se hvězdy objevily poměrně brzy – již 30 milionů let po velkém třesku. Jiní jsou přesvědčeni, že toto číslo je 100 milionů let. Studie využívající moderní technologie ukazují, že svítidla vznikala současně v několika kusech – často toto číslo dosahovalo i stovek. To bylo usnadněno gravitačními silami, které ovlivňují plyn, který naplnil vesmír. Plynová mračna se vířila do disků a postupně se v nich vytvářela zhuštění, z nichž se pak staly hvězdy. V raném vesmíru byly první hvězdy opravdu gigantické, protože pro ně měly spoustu „stavebního materiálu“.
Největší kupa galaxií objevená astronomy se nazývá SPT-CL J0546-5345. Jeho hmotnost se téměř rovná hmotnosti 800 bilionů sluncí. Vědcům se podařilo odhalit obří galaxii pomocí astronomického Sunyaev-Zeldovichova efektu - spočívá v tom, že teplota mikrovlnného záření klesá při interakci s obřími objekty ve vesmíru. Tato kupa je od nás vzdálena 7 miliard světelných let. Jinými slovy, astronomové to pozorují tak, jak to bylo před 7 miliardami let – a to je 6,7 miliardy let po velkém třesku.
Ve vzdálených oblastech vesmíru byla objevena další kupa galaxií tvořící samostatný vesmírný systém - ACT-CL J0102-4915. Astronomové přezdívali této obrovské skupině galaxií El Gordo, což ve španělštině znamená „tlustý“. Jeho vzdálenost k Zemi je 9,7 miliardy světelných let. Hmotnost této skupiny galaxií přesahuje hmotnost Slunce na 3 miliony miliard.
Veronikiny vlasy
Koma je jednou z nejzajímavějších galaktických skupin v Metagalaxii. Obsahuje asi několik tisíc galaxií. Nacházejí se několik stovek milionů světelných let od Mléčné dráhy. Většinagalaxie jsou eliptické. Veroničiny vlasy se nerozlišují jasnými hvězdami – i alfa, zvaná Tiara, je malá. V tomto souhvězdí lze pozorovat shluk slabě svítících hvězd „Koma“, což v latině znamená „vlasy“. Starověký řecký učenec Eratosthenes nazval tento shluk "Ariadniny vlasy". Ptolemaios to připsal hvězdokupě Lva.
Jednou z nejkrásnějších galaxií v souhvězdí je NGC 4565 neboli Needle. Z povrchu naší planety je viditelný ze strany na stranu. Nachází se 30 milionů světelných let od Slunce. A průměr galaxie je více než 100 tisíc světelných let. Ve Vlasech Veroniky jsou také dvě interagující galaxie - NGC 4676, nebo, jak se tato skupina také nazývá, "Myši". Jsou odstraněny ze Země ve vzdálenosti 300 milionů světelných let. Studie ukázaly, že jakmile tyto galaxie prošly jedna druhou. Vědci naznačují, že „myši“se srazí více než jednou, dokud se nezmění v jednu galaxii.
