Наша Галактика, Млечный Путь – типичная и довольно рядовая спиральная галактика, включающая по разным оценкам от 150 до 200 миллиардов звёзд, множество скоплений звёзд, гигантские газовые облака. Если бы мы могли взглянуть на нашу Галактику сверху, то увидели огромную светящуюся спираль, подобную той, которая с Земли наблюдается в туманности Андромеды. Спираль образуется двумя огромными «рукавами», тянущимися за ядром Галактики. В 2005 году австралийские астрономы обнаружили ещё один, третий «рукав», состоящий почти весь из водорода и тянущийся на расстоянии почти 77 тыс. световых лет и несколько тысяч в ширину.

При рассмотрении же сбоку Галактика представляет собой диск с утолщением, которое образуется расположенным в центре ядром. Ядро в этом ракурсе представляет собой эллипс, а отходящие от него две почти симметричных части диска напоминают крылья взлетающего лайнера. Такую модель Млечного Пути предложил выдающийся астроном XX века Харлоу Шепли. Он же ещё в двадцатые годы XX века впервые установил положение в Галактике Солнечной системы, опираясь на факт, что огромные шаровые скопления звёзд находятся лишь в одной области Млечного Пути, которая и является её центром. Отсюда следовало, что от Земли, где находятся наблюдатели, до центра Галактики очень далеко. Современная астрономия подтвердила выводы Шепли и установила на основе целого ряда расчётов, насколько далеко мы находимся от центра нашей Галактики. Это расстояние оказалось равным 3400 световых лет. Оно настолько огромно, что способно умерить наши амбиции, наше ощущение себя центром Вселенной. Чтобы стать таковым нужно ещё проявить себя в истории Космоса.

Весь же диаметр галактического диска составляет 100 тысяч световых лет, а его толщина – 1,5 тысячи световых лет. Наша Галактика является довольно старой, её возраст, около 14 млрд. лет, сравним с возрастом Метагалактики (хотя нынешние расчёты времени существования такой колоссальной системы, как Метагалактика представляются малообоснованными). Галактика вращается вокруг своей оси, проходящей через центр ядра. Это вращение осуществляется двумя способами: дифференциальным и плоскостным (или «твердоцельным»). Это значит, что значительное большинство звёзд оборачиваются вокруг ядра Галактики по орбитам независимо от орбит других звёзд, а скорость их вращения снижается по мере увеличения расстояния от центра. Другая же часть диска обращается в определённой плоскости, подобно граммофонной пластинке на проигрывателе. При этом «выделенное» положение Земли в Галактике заключается лишь в том, что она, как уже отмечалось выше, вращается вокруг ядра Галактики в так называемом коротационном круге – месте, где уравниваются скорости дифференциального и плоскостного вращения. Это – самое спокойное и стабильное место в Галактике как с точки зрения процессов звёздообразования, так и с точки зрения отсутствия катастроф, столкновения звёзд и переходов с орбиты на орбиту. Солнечная система обращается вокруг центра Галактики со скоростью около 250 км в секунду, т. е. в 300 раз быстрее скорости пули, выпущенной из современного ружья. Полный оборот, если все будет хорошо, она сделает за 250 млн. лет. Около 20 оборотов она уже совершила. В галактической спирали Солнечная система находится на приблизительно равном расстоянии от двух окружающих её спиральных рукавов. Здесь нет межзвёздного газа, способного погасить пламя жизни.

Провинциальное спокойствие окрестностей Солнца выражается и в относительной редкости здесь звёзд, их разбросанности на колоссальных расстояниях. Находясь вдали от мобилизационных процессов, обусловливающих порядок в Галактике и в то же время являясь продуктами этого порядка, мы может воспользоваться спокойствием и стабильностью нашего провинциального положения вдали от грандиозных процессов эволюции Галактики для того, чтобы строить свой собственный гуманистический порядок и постепенно осваивать окружающую нас часть Галактики, распространяя свой порядок на всё более отдалённые космические системы.

«Космическая инженерия» Галактики, возникшая на базе «космической инженерии» Метагалактики, дала возможность возникнуть нашему Солнцу, её спутнику – Земле, и всему, что развилось и эволюционирует на ней. Теперь наша очередь создавать мобилизационное ядро для упорядочения и эволюционирования окружающего Космоса по человеческим меркам и на основе человеческой «космической инженерии». Да, мы малы, слабы и несоизмеримы с колоссом Галактики с её сотнями миллиардов звёзд. Но ведь совсем недавно силы человечества были малы, слабы и несоизмеримы по сравнению с огромностью нашей собственной планеты. А сейчас она становится для нас тесной, и мы размышляем о том, на сколько десятилетий хватит накопленных ею ресурсов. Конечно, ресурсы старушки-Земли далеко не так малы, как это представляется многим экологам. К тому же наука способна открыть возможности искусственного создания космических ресурсов на Земле. Но рано или поздно растущее человечество задохнётся на столь крохотной крупице мироздания, какой является наша Земля. Наряду с земными целями человечество имеет и свою космическую миссию, заключающуюся в том, чтобы стать новым мобилизационным ядром эволюции Галактики, пересоздать «космическую инженерию» по меркам, нормам и целям человека. И мы верим, что оно научится зажигать звезды и регулировать движение космических тел, хотя для этого понадобятся промежутки времени, сравнимые с временем существования Галактики.

Необходимо уяснить то, что мы не дети, а пасынки Галактики. Космос за пределами Земли разрушителен для нас. Мобилизационная структура Галактики обусловила порядок, который косвенным образом способствовал зарождению и эволюции жизни на Земле. Но Галактика не приспособлена к нашему существованию. Истечения газов из ядра, которые способствовали зарождению Солнца, или столкновения с любыми космическими телами, могут в любой момент нас уничтожить. И нет никакого доброго Боженьки, который бы нас создал или мог бы нас защитить. Лишь то, что мы возникли в относительно спокойной и неактивной «провинции» галактики посредине между двумя горячими рукавами позволило нам развиваться и позволяет существовать. И только мы сами, усовершенствуя свою собственную земную цивилизацию, можем продлевать своё существование, становясь хозяевами и сотворцами Космоса.

Ядро нашей Галактики, которое задаёт порядок движения в ней, изучено слабо, поскольку оно почти полностью заслонено от наблюдений с Земли мутностью межзвёздной среды, поглощающей лучи видимого света. Это вполне естественно, если учесть, что чем ближе к ядру, тем больше в плоскости наблюдения оказывается разнообразных выбросов газов и космической пыли. На помощь приходят средства всеволновой астрономии, которые позволяют наблюдать ядро Галактики в самых различных спектрах электромагнитных колебаний, что даёт возможность в какой-то мере скомпенсировать неясность изображений. Благодаря наблюдениям в радио– и инфракрасном диапазоне был определён размер ядра, который составил всего лишь от 2 до 4 килопарсек, т. е. от 6520 до 13040 световых лет. Это совсем немного, если учесть, что ядро управляет движением диска диаметром 100000 световых лет и распространяет своё влияние в сфере диаметром 300000 световых лет. Но это и неудивительно, поскольку плотность звёзд в ядре составляет около 100 миллионов звёзд на кубический парсек, в то время как в окрестностях Солнца эта плотность характеризуется крайней разреженностью: всего одна звезда на 10 кубических парсек. Конечно, цивилизация земного типа никогда бы не возникла в центре Галактики: при такой плотности звёзд температура окружающей их среды исключила бы возможность формирования планет, входящих в Солнечную систему. Поэтому можно сказать, что именно нецентральное положение в Галактике Солнечной системы создало условия для возникновения жизни и человечества.

Кроме плотности звёзд, гравитационное воздействие ядра Галактики на её звёздное население осуществляется, по-видимому, с помощью скрытой материи. Это в какой-то мере подтверждается наличием в центре Галактики мощного радиоисточника Стрелец А, что даёт основания подозревать существование в нём чёрной дыры с очень большим полем тяготения.

Поскольку наблюдать нашу Галактику вдоль плоскости диска очень сложно вследствие расположенных в этой плоскости в межзвёздном пространстве колоссальных газопылевых облаков, о строении нашей Галактики судят по другим Галактикам, обращённым к нам своей спиральной формой, а не диском. Основную информацию о структуре нашей Галактики и характере её ядра даёт наблюдение наиболее близкой к нам спиральной галактики М31 – Туманности Андромеды. Эта галактика является не только сестрой-близнецом нашей, но и сближается с ней огромной скоростью, вследствие чего через несколько миллиардов лет вполне вероятно их столкновение.

Как происходит фронтальное столкновение двух спиральных галактик, мы можем судить по снимкам такого столкновения, происходящего в созвездии Рыб. Это столкновение началось около 300 млн. лет назад и продолжается сейчас. Галактики входят друг в друга, их звёзды перемешиваются, некоторые, вероятно, сталкиваются, давление межзвёздного газа нарастает, запуская процессы образования новых звёзд и шаровых скоплений. То же самое может произойти при слиянии Млечного Пути с Туманностью Андромеды, вследствие чего может возникнуть новая, ещё более крупная эллиптическая галактика. Но неизвестно, будет ли такое столкновение фронтальным, или же Млечный Путь своим диском прошьёт спираль Туманности Андромеды, и две галактики соединятся крест-накрест, вызвав страшный хаос в своём звёздном населении. Но у человечества есть ещё по меньше мере два миллиарда лет, чтобы создать способы уберечься от этой и других возможных космических катастроф.

Несмотря на свой преклонный возраст (14 млрд. лет, если не больше), наша Галактика продолжает «заглатывать» малые галактики, увеличивая за счёт них свою массу и используя их энергию для поддержания энергетического баланса. В течение своей истории, начиная с самого молодого возраста, Галактика Млечный Путь была окружена очень большим количеством малых галактик, но она вначале превратила их в свои спутники, воздействовав своим мощным полем тяготения, а затем и вовсе вобрала их в себя, поглощая их материю и энергию, перестраивая их порядок в свой порядок.

Спутниками нашей Галактики сейчас являются Магеллановы Облака. Большое Магелланово Облако, диск которого составляет около 40 тысяч световых лет, находится от нас на расстоянии около 170 тысяч световых лет. Несмотря на внушительные размеры, эта галактика в 15 раз меньше нашей по массе и может быть «проглочена», «переварена» и «усвоена» Млечным Путём. Малое Магелланово Облако удалено от нас на 210 тысяч световых лет и тоже вследствие своей малости будет «проглочено» гигантом.

Рассматривая такие грандиозные космические образования, как галактики, необходимо отметить, что и они являются всего лишь малыми частицами в сравнении с ещё более крупными структурными компонентами нашей Вселенной. Огромное большинство галактик входит в состав гораздо более крупных относительно устойчивых форм космической материи – различных галактических групп, скоплений и сверхскоплений.

Наша Галактика входит в так называемую Местную группу галактик, членами которой наряду с ней являются Туманность Андромеды (М 31), спиралеобразная галактика М 33, видимая в созвездии Треугольника и еще 36 галактик. Галактика М 33 находится достаточно близко к Туманности Андромеды и около 2,5 млн. световых лет от Млечного Пути, что делает её наблюдение достаточно сложным. Туманность Андромеды по объёму значительно больше Млечного Пути, радиус её диска составляет около 300 тысяч световых лет. Однако в последнее время появились данные о том, что по массе она уступает Млечному Пути, данные, впрочем, довольно спорные. Остальные 36 галактик, входящих в состав Местной группы, имеют очень небольшие размеры и массы. Они представляют собой либо малые эллиптические, либо неправильные формы. Обнаружение галактик – членов Местной группы продолжается, а общее число известных нам галактик, входящих в неё, приближается к сорока. Напомним, что число «40» во многих языках мира, в том числе и в русском, является символом компактного множества.

Так, в 1994 г. была обнаружена очень близко к нам карликовая галактика, названная соответственно своим размерам Карликовая в Стрельце. Если бы она не была окутана громадными газопылевыми облаками, то светила бы ярче, чем оба Магеллановых Облака, поскольку находится на вдвое меньшем расстоянии к Солнцу. Но газопылевая завеса оказалось настолько плотной, что Карликовая не только не наблюдается невооружённым глазом, но и долгое время не могла быть обнаружена самыми современными телескопами. Карликовая в Стрельце уже находится внутри нашей Галактики и постепенно «поедается» ею, давая ещё одно основания исследователям говорить о «галактическом каннибализме». Её ожидает полное поглощение, перекомпоновка и включение в структуру нашей Галактики приблизительно через миллиард лет. Следующие на очереди – Магеллановы Облака, которые сейчас являются спутниками Галактики, но будут поглощены ею через несколько миллиардов лет. Так что число членов Местной группы не только растёт, но и убывает в связи с поглощением их крупными галактиками.

В 1999 г. была открыта ещё одна галактика, принадлежащая к Местной группе. Она была идентифицирована как малая сфероидальная форма и получила название Цетус. Это наводит на мысль, что членов Местной группы галактик может быть значительно больше. Просто астрономы, «обшаривая» небо в разных направлениях и диапазонах пока не в силах их идентифицировать вследствие технической ограниченности средств наблюдения в данный период времени и специфичности условий наблюдения.

Название Местной группы, введённое в научный оборот Э. Хабблом, применимо и к взаимоотношениям в других группах галактик, которые тоже могут рассматриваться как местные (только с маленькой буквы, по аналогии с различением нашей Галактики и других галактик). Наша Местная группа не является компактной общностью и не имеет единой мобилизационной структуры, определяющей порядок движения и характер взаимодействия входящих в неё галактик (хотя не исключено, что всё это пока находится за пределами наших знаний). Известно, что вся Местная группа со всеми её галактиками вращается вокруг общего центра масс, который представляет собой ось вращения. Эта ось пролегает между центрами Млечного Пути и Туманности Андромеды вследствие наибольшей массивности этих двух галактик-сестёр.

Группы галактик образуются в ходе взаимодействия пространственно близких друг к другу галактик, в результате чего создаётся общее поле тяготения. Взаимодействующие галактики не обязательно полностью охватывают друг друга своими полями тяготения. Он могут притягивать лишь наиболее близкие к ним части и области, деформируя тем самым каждую галактику как целое.

Взаимодействие галактик в местных группах может происходить по различным сценариям. Чаще всего большие галактики поглощают малые и разрастаются ещё больше за счёт них. Но иногда карликовая галактика, обладающие значительной энергией и скоростью перемещения, врезается в большую, прошивает её насквозь, вырывает из её «тела» множество звёзд и уносит их с собой. Именно так поступила галактика «Каретное колесо» в созвездии Скульптора.

Галактики сталкиваются между собой не так уж редко, поскольку расстояния между ними превосходят их размеры лишь в десятки или сотни раз, а скорости их перемещения довольно велики. Подсчитано, что при скорости, предшествовавшей столкновению, около 200 км/сек галактики, как правило, сталкиваются, при скорости около 600 км/сек они прорываются сквозь друг друга и расходятся, унося части звёздной и газово-пылевой материи. Если же скорость достигает 1000 км/сек на сходящихся направлениях, обе галактики рассыпаются с разрывом на составные части.

Гравитационное взаимодействие двух или нескольких галактик может вести к уплотнению входящих в них газо-пылевых облаков, что приводит в действие механизм звёздообразования. Поэтому при столкновении спиральных галактик интенсификация процессов звёздообразования может привести к истощению газо-пылевого вещества рукавов и на их месте возникнет единая эллиптическая галактика с повышением в несколько раз уровня светимости.

В научной литературе приводится немало примеров взаимодействия галактик в рамках местных групп. Так, галактика М 51 Водоворот в созвездии Гончих Псов отсасывает рукав у своего спутника и приближает его, раскручивая, подобно спирали. Она всё сильнее притягивает его и готовится поглотить. В созвездии Большой Пёс две взаимодействующие галактики взаимно искажают структуры друг друга. Одна из них, обладающая значительно большим ядром, как бы одолевает другую с меньшим ядром, но и сама деформируется воздействием конкурентки. В созвездии Пегаса наблюдается группа из пяти взаимодействующих галактик, получивших название Квинтета Стефана. Их взаимодействие не только оказывает влияние на положение рукавов, но и деформирует их ядра.

В созвездии Ворона две почти одинаковые по размерам галактики с яркими и мощными ядрами образовали единый огромный рукав и движутся навстречу друг к другу. Через несколько миллиардов лет произойдёт их слияние путём объединения ядер и мощного процесса звёздообразования на периферии.

Процессы взаимодействия между галактиками происходят с колоссальными скоростями, но для земных наблюдателей они практически незаметны вследствие того, что эти процессы занимают миллионы или миллиарды лет – промежутки времени, несравнимые с человеческой жизнью и особенностями человеческого восприятия. Ограниченность земного типа человеческого восприятия восполняется компьютерным моделированием, которое с помощью машинной графики придаёт наглядность процессам, динамика которых реализуется через тысячи тысяч лет после смерти тех, кто сейчас воспроизводит в компьютерах будущее галактик и результаты их группового взаимодействия. Уже это показывает величие науки, её возможность проследить судьбы космических систем. Наука знает многое такое, что и не снилось никаким пророкам.

Скопления галактик, или, по-английски, галактические кластеры связывают между собой группы галактик, причём, как и в группах, связующим звеном выступает гравитационное взаимодействие. Огромное большинство галактик входит в состав скоплений, которых в настоящее время науке известны тысячи и тысячи.

Скопления галактик бывают «богатые» и «бедные», правильные и неправильные, обладающие мощным излучением и наличием ярких галактик в центре и лишённые этих особенностей. «Богатые» скопления очень разнообразны, они включают сотни или даже тысячи галактик самой различной конфигурации и групповых взаимодействий. Но если существуют «богатые», то при неравномерном распределении вещества и энергии должны существовать и «бедные». «Бедные» скопления более однообразные, лишены блеска ярких галактик и объединяют в едином поле тяготения значительно меньше галактик.

Довольно богатым является ближайшее к нам скопление Девы, расположенное в созвездии Девы и распространяющееся на ряд соседних созвездий. Оно содержит несколько тысяч галактик и охватывает пространство чуть меньше 10 млн. световых лет, отстоя от нашей Местной группы почти на 50 млн. световых лет. Оно состоит из галактик самых различных типов, вследствие чего и причисляется к «богатым». В то же время оно имеет неправильную форму, включая в себя целый ряд сгущений. Богато это скопление и галактиками-гигантами. Только одна галактика М 87, эллиптической формы по своим размерам превосходит всю Местную группу. Есть основания считать, что наша Местная группа также является окраиной скопления Девы.