Сколько галактик во Вселенной: короткий ответ
Точного числа нет. В наблюдаемой Вселенной насчитывают от сотен миллиардов до примерно двух триллионов галактик. Это не готовая перепись космоса, а оценка по наблюдениям и математическим моделям: самые маленькие, тусклые и далёкие системы пока недоступны для прямого подсчёта.
Галактика — это крупная гравитационно связанная система звёзд, газа, пыли и тёмной материи, которая может включать от тысяч до триллионов звёзд. Размеры и яркость таких систем сильно различаются.
Привычная цифра в 100–200 миллиардов появилась благодаря глубоким обзорам неба телескопом Hubble. Более поздние расчёты показали, что за пределом чувствительности таких обзоров может скрываться гораздо больше слабых галактик.
Наша Солнечная система — крошечная часть Млечного Пути, одной из галактик. При этом речь всегда идёт именно о наблюдаемой Вселенной: области, свет из которой уже успел дойти до Земли.
Откуда взялись сотни миллиардов и два триллиона
Разные оценки появились потому, что телескопы видят не все галактики напрямую. Число 100–200 миллиардов опиралось на глубокие поля Hubble, а работа 2016 года дала существенно большую оценку для очень тусклых систем.
Астроном Кристофер Конселис с коллегами оценил число галактик до красного смещения z = 8 примерно в 2,0 триллиона. В расчёт вошли системы с массой от миллиона масс Солнца, поэтому это не каталог объектов, а статистическая экстраполяция.
Авторы подчёркивали: на глубине Hubble Ultra Deep Field удалось бы увидеть лишь около десятой части этого количества. Остальные галактики, согласно модели, слишком тусклые или слишком далёкие для прямого обнаружения.
| Подход | Что показывает | Чего не видит |
|---|---|---|
| Глубокие поля Hubble | Реальные галактики на небольшом участке неба | Самые тусклые и далёкие системы |
| Статистическая модель 2016 года | Около 2,0 триллиона возможных галактик | Не даёт прямого списка каждой галактики |
| Широкие обзоры неба | Распределение крупных структур и ярких объектов | Малые объекты ниже порога чувствительности |
Как астрономы считают галактики, которые нельзя пересчитать по одной
Астрономы не пересчитывают галактики поштучно по всему небу. Они подробно изучают маленькие, но очень глубокие участки, а затем оценивают картину для большего объёма космоса. Прямые наблюдения дополняют моделями, которые учитывают долю невидимых слабых объектов.
Hubble Ultra Deep Field — один из самых известных примеров такого подхода. На крошечном участке неба он показал почти 10 000 галактик, а суммарная экспозиция заняла 11,3 суток.
На изображении Hubble eXtreme Deep Field различимы 5 500 галактик. Часть из них мы видим такими, какими они были 13,2 миллиарда лет назад: именно столько времени их свет летел до нас.
- Телескоп снимает небольшую, но очень глубокую область неба.
- Исследователи определяют, сколько галактик видно на разных расстояниях и при разной яркости.
- Затем модель оценивает долю объектов, оставшихся за пределом наблюдений.
Телескоп Webb помогает заглянуть дальше в раннюю Вселенную. Программа JADES использовала около 32 суток телескопного времени в первый год научных наблюдений, чтобы искать и описывать далёкие тусклые галактики.
Почему точного числа пока не существует
Точного числа нет, потому что каждая оценка зависит от чувствительности конкретного телескопа и от правил подсчёта. Чем более слабые объекты удаётся учесть, тем выше получается оценка общего количества галактик.
Особенно трудно оценить число карликовых галактик. Самые маленькие из них могут содержать всего несколько тысяч звёзд, тогда как крупнейшие насчитывают триллионы звёзд и простираются более чем на миллион световых лет.
Есть и временной фактор. В ранней Вселенной малых галактик на единицу объёма могло быть больше, а позднее часть из них сливалась в более крупные системы. Поэтому ответ зависит не только от места, но и от космической эпохи, которую изучают.
Наблюдаемая Вселенная не равна всей Вселенной. Её диаметр оценивают примерно в 92–93 миллиарда световых лет, хотя возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет: пространство расширялось, пока свет был в пути.
За границей этой области могут быть другие галактики, но их свет ещё не мог достичь Земли. Поэтому наука не может назвать число галактик во всей Вселенной, если её пространство больше доступной нам части.
Что находится внутри галактики и при чём здесь чёрные дыры
Галактика — не просто скопление звёзд: общая гравитация удерживает в ней также газ, пыль и тёмную материю. Различия в массе, составе и истории слияний делают галактики непохожими друг на друга.
В центрах большинства крупных галактик находятся сверхмассивные чёрные дыры. В центре Млечного Пути расположена Sagittarius A* с массой около 4 миллионов масс Солнца.
Наличие чёрной дыры не означает, что она поглощает всю галактику. Её гравитационное влияние особенно заметно возле центра, а звёзды на окраинах движутся в гораздо более широкой гравитационной системе галактики.
Почему новые телескопы не назовут окончательную цифру
Новые телескопы будут уточнять оценки, но не дадут окончательного точного числа. У каждого инструмента есть собственный предел чувствительности, а за ним могут оставаться ещё более слабые или далёкие объекты.
Webb лучше видит ранние далёкие системы, а миссия Euclid должна исследовать миллиарды галактик, чтобы составить карту крупномасштабной структуры. Модельный каталог миссии Euclid включает более 2 миллиардов галактик в зоне обзора, но это не число всех галактик в наблюдаемой Вселенной.
Даже измерения космического света не закрывают вопрос. New Horizons позволил ограничить оценку суммарного ультрафиолетового и оптического излучения галактик, а не их общее количество, поэтому эти данные не опровергают модельную оценку в два триллиона.
Главное в цифрах
Одного точного ответа нет: 100–200 миллиардов — оценка по наблюдениям, а около 2 триллионов — результат статистической модели 2016 года. Обе цифры относятся к наблюдаемой Вселенной, а не ко всему космосу.
- 100–200 миллиардов — распространённая ранняя оценка на основе глубоких полей Hubble.
- Около 2,0 триллиона — модельная оценка работы 2016 года, а не точный перечень.
- Почти 10 000 — число галактик в Hubble Ultra Deep Field.
- 13,2 миллиарда лет — глубина взгляда в прошлое для части объектов eXtreme Deep Field.
- Примерно 92–93 миллиарда световых лет — оценка диаметра наблюдаемой Вселенной.
