У спостережуваному Всесвіті є від приблизно 200 мільярдів до 2 трильйонів галактик — точнішої цифри наука поки не має. Це не недбалість астрономів: переважна більшість галактик надто тьмяна й далека для будь-якого телескопа, тому їхню кількість не лічать поштучно, а обчислюють із непрямих вимірювань.
Галактика — це гравітаційно зв’язана система, що утримує разом зорі, газ, пил і темну матерію. Розмір у неї дуже різний: від кількох мільйонів до сотень мільярдів зір, а в поперечнику — до сотень тисяч світлових років. Наша Сонячна система обертається на околиці Чумацького Шляху, приблизно за 27 тисяч світлових років від його центра.
Звідки ж тоді такий широкий діапазон оцінок? Річ у методі: галактики рахують на крихітних клаптиках неба, а потім множать результат на всю небесну сферу. Інструменти й припущення в різних дослідників розходяться — отже, розходяться й підсумки. Суперечка між командами триває досі.
Як астрономи рахують галактики?
Основний метод — «глибокі поля»: телескоп тижнями дивиться в одну малесеньку, на перший погляд порожню ділянку неба, накопичує світло, а далі науковці перелічують усі галактики на знімку й переносять отриману щільність на все небо. Що довша витримка, то тьмяніші й давніші об’єкти проступають із темряви.
Класика жанру — Hubble Deep Field. З 18 по 28 грудня 1995 року телескоп Hubble знімав ділянку неба розміром із піщинку на витягнутій руці та склав 342 експозиції в один кадр. На ньому виявилося близько 3000 галактик — там, де око не бачить нічого.
Ultra Deep Field 2003–2004 років зібрав близько 10 000 галактик: 800 експозицій за 400 орбіт і 11,3 діб сумарної витримки. А eXtreme Deep Field 2012 року, складений із понад 2000 експозицій, показав 5500 галактик — зокрема ті, чиє світло летіло до нас 13,2 мільярда років.
Два трильйони чи двісті мільярдів?
Найбільше число назвала 2016 року команда Крістофера Конселіса: перетворивши глибокі знімки Hubble та інших телескопів на тривимірні мапи щільності, вона підрахувала, що галактик у спостережуваному Всесвіті щонайменше 2 трильйони. Це вдесятеро більше за поширену донедавна оцінку у близько 200 мільярдів — а первісна цифра з Hubble Deep Field 1996 року була ще скромнішою, близько 120 мільярдів.
Тут є застереження. Наявні телескопи здатні побачити лише близько 10% із цих галактик. Решта — здебільшого карлики масою порядку мільйона сонячних мас, чиє існування виведене математично, з моделей народження й росту галактик.
Перевірити висновок допоміг несподіваний свідок — зонд New Horizons, що летить далеко за орбітою Плутона. У 2021 році команда Тода Лауера виміряла його камерою космічний оптичний фон із відстані 42–45 астрономічних одиниць, де небо приблизно вдесятеро темніше за найтемніше, доступне Hubble. Сумарного світла виявилося лише вдвічі більше, ніж дають уже підраховані галактики, — тобто їх радше сотні мільярдів, аніж трильйони.
«Візьміть усі галактики, які бачить Hubble, подвійте це число — і це все, що ми бачимо. Нічого понад те», — так підсумував результат керівник групи Тод Лауер. Суперечності тут немає: команда Конселіса рахувала й ті галактики, яких не видно, спираючись на моделі, а New Horizons зафіксував лише світло, що реально долітає до нас.
| Рік | Джерело оцінки | Скільки галактик |
|---|---|---|
| 1996 | Hubble Deep Field: підрахунок з екстраполяцією | близько 120 мільярдів |
| 2016 | 3D-аналіз глибоких полів (команда Конселіса) | щонайменше 2 трильйони |
| 2021 | Космічний оптичний фон, зонд New Horizons | сотні мільярдів |
Чому точне число порахувати неможливо?
Бо підрахунок галактик упирається одразу в кілька бар’єрів — і технічних, і принципових. Навіть ідеальний телескоп майбутнього не зніме їх усі.
- Тьмяні карлики. Більшість галактик — крихітні й слабкі. Телескопи фіксують лише малу частку, решту доводиться домальовувати моделями — а моделі можуть помилятися.
- Горизонт спостережень. Спостережуваний Всесвіт — куля діаметром близько 93 мільярдів світлових років. Що лежить за її межею, невидиме принципово, хай там буде хоч трильйон трильйонів галактик.
- Затримка світла. Далекі галактики ми бачимо такими, якими вони були мільярди років тому. Частина з них давно злилася із сусідками, тож «сьогоднішнього» списку просто не існує.
- Розмите поняття. Де закінчується велике зоряне скупчення й починається карликова галактика — питання домовленості між астрономами, а від неї залежить і підсумкова цифра.
Додайте сюди розширення простору. Всесвіту 13,8 мільярда років, але простір увесь цей час розтягувався, тому радіус спостережуваної кулі виріс приблизно до 46 мільярдів світлових років — удвічі більше, ніж можна було б очікувати за самим лише віком. Межа нашого обліку постійно віддаляється, й разом з нею росте обсяг, який ми намагаємося вмістити в одне число.
Що ховається всередині галактик?
У космосі найбільше непоказних карликів, але трапляються й спіралі на кшталт нашої, та велетенські еліптичні. Наш Чумацький Шлях простягається приблизно на 100 тисяч світлових років і містить, за оцінками NASA, від 100 до 400 мільярдів зір. Навіть тут точного числа немає: найтьмяніші зорі важко розгледіти вже за кілька сотень світлових років від Сонця.
У серці більшості великих галактик сидить надмасивна чорна діра. Стрілець A* — чорна діра в центрі Чумацького Шляху масою близько 4 мільйонів мас Сонця. У травні 2022 року проєкт Event Horizon Telescope оприлюднив її перше зображення — друге в історії фото чорної діри після знімка M87* 2019 року.
Що змінять нові телескопи?
Єдиного «правильного» числа вони не дадуть, але діапазон помітно звузять. Телескоп James Webb уже зазирнув в епоху, коли Всесвіту було близько 290 мільйонів років: 2024-го він підтвердив галактику JADES-GS-z14-0, а наступного року — ще дальшу MoM-z14. Що більше таких первістків знаходять, то точніші моделі раннього Всесвіту — а отже, й майбутні підрахунки.
Європейський телескоп Euclid тим часом складає найбільшу тривимірну мапу неба: за шість років він огляне понад третину небесної сфери та сфотографує близько 1,5 мільярда галактик. Перший фрагмент цієї мапи — мозаїку на 208 гігапікселів — ESA показала в жовтні 2024 року, і це був лише 1% запланованого огляду.
А поки чесна відповідь на питання «скільки галактик у Всесвіті» звучить як діапазон: від двох сотень мільярдів до двох трильйонів. Навіть за найскромнішою оцінкою на кожного мешканця Землі припадає кілька десятків галактик. Наш космічний дім — те, що ми звемо Сонячною системою, — лише непомітна частинка одного з цих мільярдів зоряних островів. Тож коли наступного разу глянете в нічне небо, згадайте: майже все, що там насправді є, звідти не видно.
