65. Pamamahagi ng mga bituin sa Kalawakan. Mga kumpol. Pangkalahatang istraktura ng Galaxy.
katapusan ng anyo simula ng anyo Ang pag-alam sa mga distansya sa mga bituin ay nagbibigay-daan sa atin na lapitan ang pag-aaral ng kanilang pamamahagi sa kalawakan, at samakatuwid ay ang istraktura ng Galaxy. Upang makilala ang bilang ng mga bituin sa iba't ibang bahagi ng Galaxy, ipinakilala ang konsepto ng stellar density, na kahalintulad sa konsepto ng konsentrasyon ng mga molekula. Ang stellar density ay ang bilang ng mga bituin sa isang unit volume ng espasyo. Ang yunit ng volume ay karaniwang kinukuha na 1 cubic parsec. Sa paligid ng Araw, ang stellar density ay humigit-kumulang 0.12 na bituin kada cubic parsec, sa madaling salita, ang bawat bituin ay may average na volume na higit sa 8 ps3; ang average na distansya sa pagitan ng mga bituin ay humigit-kumulang 2 ps. Upang malaman kung paano nagbabago ang stellar density sa iba't ibang direksyon, binibilang ang bilang ng mga bituin sa bawat unit area (halimbawa, 1 square degree) sa iba't ibang bahagi ng kalangitan.
Ang unang bagay na nakakakuha ng mata sa naturang mga kalkulasyon ay isang hindi pangkaraniwang malakas na pagtaas sa konsentrasyon ng mga bituin habang ang isa ay lumalapit sa banda ng Milky Way, na ang gitnang linya ay bumubuo ng isang malaking bilog sa kalangitan. Sa kabaligtaran, habang papalapit tayo sa poste ng bilog na ito, ang konsentrasyon ng mga bituin ay mabilis na bumababa. Ang katotohanang ito ay nasa katapusan na ng ika-18 siglo. pinahintulutan ni V. Herschel na gumawa ng tamang konklusyon na ang ating sistema ng bituin ay may isang oblate na hugis, at ang Araw ay dapat na malapit sa eroplano ng simetrya ng pagbuo na ito. spherical sector, ang radius nito ay tinutukoy ng formula
lg r m =1 + 0.2 (m * M)
dulo ng anyo simula ng anyo Upang tukuyin kung gaano karaming mga bituin ng iba't ibang ningning ang nakapaloob sa isang partikular na rehiyon ng espasyo, ipinakilala ang luminosity function na j (M), na nagpapakita kung anong proporsyon ng kabuuang bilang ng mga bituin ang may ibinigay na halaga ng absolute stellar magnitude, sabihin, mula M hanggang M + 1.
dulo ng anyo simula ng anyo Ang mga kumpol ng mga kalawakan ay gravitationally bound system mga kalawakan, isa sa pinakamalaking istruktura sa sansinukob. Ang mga sukat ng mga kumpol ng mga kalawakan ay maaaring umabot sa 10 8 light years.
Ang mga akumulasyon ay nahahati sa dalawang uri:
regular - mga kumpol ng isang regular na spherical na hugis, kung saan elliptical at lenticular galaxy, na may malinaw na tinukoy na gitnang bahagi. Sa mga sentro ng naturang mga kumpol ay mga higanteng elliptical galaxy. Isang halimbawa ng isang regular na kumpol - Kumpol ng Buhok ni Veronica.
irregular - mga kumpol na walang tiyak na hugis, mas mababa sa mga regular sa bilang ng mga kalawakan. Ang mga kumpol ng species na ito ay pinangungunahan ng spiral galaxy. Halimbawa - Virgo Cluster.
Ang mga masa ng kumpol ay nag-iiba mula 10 13 hanggang 10 15 solar masa.
Ang istraktura ng kalawakan
Ang pamamahagi ng mga bituin sa Galaxy ay may dalawang binibigkas na tampok: una, isang napakataas na konsentrasyon ng mga bituin sa galactic plane, at pangalawa, isang malaking konsentrasyon sa gitna ng Galaxy. Kaya, kung sa paligid ng Araw, sa disk, ang isang bituin ay bumagsak sa 16 cubic parsec, pagkatapos ay sa gitna ng Galaxy mayroong 10,000 bituin sa isang cubic parsec. Sa eroplano ng Galaxy, bilang karagdagan sa isang pagtaas ng konsentrasyon ng mga bituin, mayroon ding isang pagtaas ng konsentrasyon ng alikabok at gas.
Mga Dimensyon ng Galaxy: - ang diameter ng disk ng Galaxy ay humigit-kumulang 30 kpc (100,000 light years), - ang kapal ay humigit-kumulang 1000 light years.
Ang Araw ay matatagpuan napakalayo mula sa nucleus ng Galaxy - sa layo na 8 kpc (mga 26,000 light years).
Ang sentro ng Kalawakan ay matatagpuan sa konstelasyon ng Sagittarius sa direksyon ng? = 17h46.1m, ? = –28°51′.
Ang kalawakan ay binubuo ng isang disk, isang halo at isang korona. Tinatawag na nucleus ang gitnang, pinaka-compact na rehiyon ng Galaxy. Mayroong mataas na konsentrasyon ng mga bituin sa core: mayroong libu-libong bituin sa bawat cubic parsec. Kung nakatira tayo sa isang planeta malapit sa isang bituin na matatagpuan malapit sa core ng Galaxy, kung gayon dose-dosenang mga bituin ang makikita sa kalangitan, na maihahambing sa liwanag ng Buwan. Ang isang napakalaking black hole ay ipinapalagay na umiiral sa gitna ng Galaxy. Halos lahat ng molecular matter ng interstellar medium ay puro sa annular region ng galactic disk (3–7 kpc); mayroong pinakamalaking bilang ng mga pulsar, mga labi ng supernova at pinagmumulan ng infrared radiation. Ang nakikitang radiation ng mga gitnang rehiyon ng Galaxy ay ganap na nakatago mula sa amin sa pamamagitan ng makapangyarihang mga layer ng sumisipsip na bagay.
Ang kalawakan ay naglalaman ng dalawang pangunahing subsystem (dalawang bahagi), na nakapugad ng isa sa isa at gravitationally nakatali sa isa't isa. Ang una ay tinatawag na spherical - isang halo, ang mga bituin nito ay puro patungo sa gitna ng kalawakan, at ang density ng bagay, na mataas sa gitna ng kalawakan, ay mabilis na bumababa sa layo mula dito. Ang gitna, pinakamakapal na bahagi ng halo, sa loob ng ilang libong light-years mula sa gitna ng Galaxy, ay tinatawag na bulge. Ang pangalawang subsystem ay isang napakalaking stellar disk. Parang dalawang plato ang nakatiklop sa gilid. Ang konsentrasyon ng mga bituin sa disk ay mas malaki kaysa sa halo. Ang mga bituin sa loob ng disk ay gumagalaw sa mga pabilog na landas sa paligid ng gitna ng Galaxy. Ang Araw ay matatagpuan sa stellar disk sa pagitan ng mga spiral arm.
Ang mga bituin ng galactic disk ay tinawag na uri ng populasyon I, ang mga bituin ng halo - uri ng populasyon II. Ang disk, ang patag na bahagi ng Galaxy, ay kinabibilangan ng mga bituin ng maagang spectral na klase O at B, mga bituin sa bukas na mga kumpol, at madilim na maalikabok na nebulae. Ang halos, sa kabaligtaran, ay binubuo ng mga bagay na lumitaw sa mga unang yugto ng ebolusyon ng Galaxy: mga bituin ng globular cluster, mga bituin ng uri ng RR Lyrae. Ang mga bituin ng flat component, kumpara sa mga bituin ng spherical component, ay nakikilala sa pamamagitan ng isang mataas na kasaganaan ng mabibigat na elemento. Ang edad ng populasyon ng spherical component ay lumampas sa 12 bilyong taon. Ito ay karaniwang kinukuha bilang ang edad ng Galaxy mismo.
Kung ikukumpara sa halo, ang disk ay umiikot nang mas mabilis. Ang bilis ng pag-ikot ng disk ay hindi pareho sa iba't ibang distansya mula sa gitna. Ang masa ng disk ay tinatantya sa 150 bilyon M. May mga spiral branches (sleeves) sa disk. Ang mga batang bituin at mga sentro ng pagbuo ng bituin ay matatagpuan pangunahin sa kahabaan ng mga braso.
Ang disk at ang halo na nakapalibot dito ay nakalubog sa korona. Sa kasalukuyan ay pinaniniwalaan na ang laki ng korona ng Galaxy ay 10 beses na mas malaki kaysa sa laki ng disk.
saan H¾ Hubble pare-pareho. May kaugnayan (6.12) V ipinahayag sa km/s, a r¾ sa Mps.
Ang batas na ito ay tinatawag na Batas ng Hubble . Hubble pare-pareho ay kasalukuyang kinuha na H = 72 km/(s∙Mpc).
Ang batas ni Hubble ay nagpapahintulot sa amin na sabihin iyon Lumalawak ang uniberso. Gayunpaman, hindi ito nangangahulugan na ang ating Galaxy ay ang sentro kung saan nagpapatuloy ang pagpapalawak. Sa anumang punto sa Uniberso, makikita ng tagamasid ang parehong larawan: ang lahat ng mga kalawakan ay may redshift na proporsyonal sa kanilang distansya. Samakatuwid, kung minsan ay sinasabi na ang espasyo mismo ay lumalawak. Ito, siyempre, ay dapat na maunawaan nang may kondisyon: mga kalawakan, bituin, planeta, at hindi tayo lumalawak.
Ang pag-alam sa halaga ng redshift, halimbawa, para sa ilang kalawakan, matutukoy natin ang distansya dito nang may mahusay na katumpakan gamit ang ratio para sa Doppler effect (6.3) at ang batas ng Hubble. Ngunit para sa z ³ 0.1, ang karaniwang Doppler formula ay hindi na naaangkop. Sa ganitong mga kaso, gamitin ang formula mula sa espesyal na teorya ng relativity:
| . | (6.13) |
Ang mga kalawakan ay napakabihirang nag-iisa. Karaniwan ang mga kalawakan ay matatagpuan sa maliliit na grupo na naglalaman ng sampung miyembro, kadalasang pinagsama sa malawak na kumpol ng daan-daan at libu-libong mga kalawakan. Ang ating kalawakan ay bahagi ng tinatawag na lokal na grupo, na kinabibilangan ng tatlong higanteng spiral galaxy (ang ating Galaxy, ang Andromeda nebula at ang kalawakan sa konstelasyon na Triangulum), pati na rin ang ilang dosenang dwarf elliptical at irregular na galaxy, ang pinakamalaki sa mga ito ay ilang megaparsec ang haba. . Sila ay nahahati sa irregular at regular mga kumpol. Ang mga hindi regular na kumpol ay walang regular na hugis at may malabong mga balangkas. Ang mga kalawakan ay ang Magellanic Clouds.
Sa karaniwan, ang mga sukat ng mga kumpol ng halo sa mga ito ay napakahina na puro patungo sa gitna. Ang isang halimbawa ng isang higanteng bukas na kumpol ay ang pinakamalapit na kumpol ng mga kalawakan sa konstelasyon na Virgo. Sa kalangitan, ito ay sumasakop ng halos 120 metro kuwadrado. degrees at naglalaman ng ilang libong nakararami na spiral galaxy. Ang distansya sa gitna ng kumpol na ito ay humigit-kumulang 15 Mps.
Ang mga regular na kumpol ng mga kalawakan ay mas siksik at simetriko. Ang kanilang mga miyembro ay kapansin-pansing nakatutok sa gitna. Ang isang halimbawa ng spherical cluster ay ang cluster ng mga galaxy sa constellation na Coma Berenices, na naglalaman ng malaking bilang ng elliptical at lenticular galaxies. Naglalaman ito ng humigit-kumulang 30,000 kalawakan na mas maliwanag sa 19 photographic magnitude. Ang distansya sa gitna ng kumpol ay humigit-kumulang 100 Mps.
Maraming mga kumpol na naglalaman ng malaking bilang ng mga kalawakan ay nauugnay sa makapangyarihang pinalawak na mga mapagkukunan ng X-ray.
May dahilan upang maniwala na ang mga kumpol ng mga kalawakan, sa turn, ay hindi rin pantay na ipinamamahagi. Ayon sa ilang pag-aaral, ang mga kumpol at grupo ng mga kalawakan na nakapalibot sa atin ay bumubuo ng isang napakagandang sistema - supergalaxy o Lokal na supercluster. Sa kasong ito, ang mga indibidwal na kalawakan ay tila tumutuon patungo sa isang tiyak na eroplano, na maaaring tawaging equatorial plane ng Supergalaxy. Ang kumpol ng mga kalawakan na tinalakay lang sa konstelasyon na Virgo ay nasa gitna ng napakalaking sistema. Ang cluster sa Veronica's Hair ay ang sentro ng isa pa, malapit na supercluster.
Ang nakikitang bahagi ng uniberso ay karaniwang tinatawag Metagalaxy . Binubuo ang isang metagalaxy ng iba't ibang nakikitang elemento ng istruktura: mga galaxy, bituin, supernovae, quasar, atbp. Ang mga sukat ng Metagalaxy ay limitado sa pamamagitan ng aming mga posibilidad sa pagmamasid at kasalukuyang kinuha katumbas ng 10 26 m. Malinaw na ang konsepto ng mga sukat ng Uniberso ay napaka-arbitrary: ang tunay na Uniberso ay walang limitasyon at hindi nagtatapos kahit saan.
Ang mga pangmatagalang pag-aaral ng Metagalaxy ay nagsiwalat ng dalawang pangunahing katangian na bumubuo pangunahing postulate ng kosmolohiya:
1. Ang metagalaxy ay homogenous at isotropic sa malalaking volume.
2. Ang metagalaxy ay hindi nakatigil.
Karaniwan ang mga kalawakan ay matatagpuan sa maliliit na grupo na naglalaman ng sampung miyembro, kadalasang pinagsama sa malawak na kumpol ng daan-daan at libu-libong mga kalawakan. Ang ating Galaxy ay bahagi ng tinatawag na Local Group, na kinabibilangan ng tatlong higanteng spiral galaxies (ang ating Galaxy, ang Andromeda nebula at ang nebula sa constellation Triangulum), pati na rin ang higit sa 15 dwarf elliptical at irregular galaxy, ang pinakamalaki sa mga ito. ay ang Magellanic Clouds. Ang average na laki ng mga kumpol ng kalawakan ay humigit-kumulang 3 Mpc. Sa ilang mga kaso, ang kanilang diameter ay maaaring lumampas sa 10-20 Mpc. Nahahati sila sa mga nakakalat (irregular) at spherical (regular) na mga kumpol. Ang mga bukas na kumpol ay walang regular na hugis at may malabong mga balangkas. Ang mga kalawakan sa kanila ay napakahina na puro patungo sa gitna. Ang isang halimbawa ng isang higanteng bukas na kumpol ay ang pinakamalapit na kumpol ng mga kalawakan sa atin sa konstelasyon na Virgo (241). Sa kalangitan, ito ay sumasakop ng halos 120 metro kuwadrado. degrees at naglalaman ng ilang libong nakararami na spiral galaxy. Ang distansya sa gitna ng cluster na ito ay humigit-kumulang 11 Mpc. Ang mga spherical cluster ng mga galaxy ay mas compact kaysa sa mga bukas at may spherical symmetry. Ang kanilang mga miyembro ay kapansin-pansing nakatutok sa gitna. Ang isang halimbawa ng spherical cluster ay ang cluster ng mga galaxy sa constellation na Coma Berenices, na naglalaman ng malaking bilang ng elliptical at lenticular galaxies (242). Ang diameter nito ay halos 12 degrees. Naglalaman ito ng humigit-kumulang 30,000 kalawakan na mas maliwanag sa 19 photographic magnitude. Ang distansya sa gitna ng kumpol ay humigit-kumulang 70 Mpc. Maraming mayamang kumpol ng mga kalawakan ang nauugnay sa makapangyarihang pinalawig na X-ray na pinagmumulan, ang likas na katangian nito ay malamang na nauugnay sa pagkakaroon ng mainit na intergalactic gas, na katulad ng mga korona ng mga indibidwal na kalawakan. May dahilan upang maniwala na ang mga kumpol ng mga kalawakan, sa turn, ay hindi rin pantay na ipinamamahagi. Ayon sa ilang pag-aaral, ang mga kumpol at grupo ng mga kalawakan na nakapalibot sa atin ay bumubuo ng isang napakagandang sistema - ang Supergalaxy. Sa kasong ito, ang mga indibidwal na kalawakan ay tila tumutuon patungo sa isang tiyak na eroplano, na maaaring tawaging equatorial plane ng Supergalaxy. Ang kumpol ng mga kalawakan na tinalakay lang sa konstelasyon na Virgo ay nasa gitna ng napakalaking sistema. Ang masa ng ating Supergalaxy ay dapat na mga 1015 solar mass, at ang diameter nito ay dapat na mga 50 Mpc. Gayunpaman, ang katotohanan ng pagkakaroon ng gayong mga kumpol ng mga second-order na galaxy ay kasalukuyang nananatiling kontrobersyal. Kung mayroon sila, kung gayon bilang isang mahinang ipinahayag na inhomogeneity sa pamamahagi ng mga kalawakan sa Uniberso, dahil ang mga distansya sa pagitan ng mga ito ay maaaring bahagyang lumampas sa kanilang mga sukat.
Ang pinakakapansin-pansing katangian ng spatial distribution ng globular clusters sa Galaxy ay isang malakas na konsentrasyon patungo sa gitna nito. Sa fig. Ipinapakita ng 8-8 ang pamamahagi ng mga globular cluster sa buong celestial sphere, dito ang sentro ng Galaxy ay nasa gitna ng figure, ang north pole ng Galaxy ay nasa tuktok. Walang nakikitang zone ng pag-iwas sa kahabaan ng eroplano ng Galaxy, kaya ang interstellar extinction sa disk ay hindi nagtatago ng isang malaking bilang ng mga kumpol mula sa amin.
Sa fig. Ipinapakita ng 8-9 ang distribusyon ng mga globular cluster sa layo mula sa gitna ng Galaxy. Mayroong malakas na konsentrasyon patungo sa gitna - karamihan sa mga globular na kumpol ay matatagpuan sa isang globo na may radius na ≈ 10 kpc. Nasa loob ng radius na ito na matatagpuan ang halos lahat ng globular cluster na nabuo mula sa matter. nag-iisang protogalactic na ulap at nabuo ang mga subsystem ng makapal na disk (mga kumpol na may > -1.0) at halo proper (mas kaunting mga kumpol ng metal na may matinding asul na pahalang na mga sanga). Ang mga kumpol na mahihirap sa metal na may mga pahalang na sanga na anomalyang pula para sa kanilang pagiging metal ay bumubuo ng isang spheroidal subsystem accreted halo radius ≈ 20 kpc. Humigit-kumulang isang dosenang mas malalayong kumpol ang nabibilang sa parehong subsystem (tingnan ang Fig. 8-9), kung saan mayroong ilang mga bagay na may anomalously mataas na nilalaman ng metal.
Ang mga kumpol ng accreted halo ay pinaniniwalaang pinili ng gravitational field ng Galaxy mula sa mga satellite galaxy. Sa fig. 8-10 schematically ay nagpapakita ng istraktura na ito ayon sa Borkova at Marsakov mula sa Southern Federal University. Dito, ang titik C ay tumutukoy sa sentro ng Galaxy, S ay ang tinatayang posisyon ng Araw. Kasabay nito, ang mga akumulasyon na may mataas na nilalaman ng mga metal ay nabibilang sa oblate subsystem. Tatalakayin natin ang isang mas detalyadong pagpapatunay ng paghahati ng mga globular cluster sa mga subsystem sa § 11.3 at § 14.3.
Ang mga globular cluster ay karaniwan din sa ibang mga galaxy, at ang kanilang spatial distribution sa spiral galaxies ay kahawig ng distribution sa ating Galaxy. Kapansin-pansing naiiba sa mga kumpol ng Galactic ng Magellanic Clouds. Ang pangunahing pagkakaiba ay kasama ng mga lumang bagay, katulad ng sa ating Galaxy, ang mga batang kumpol ay naobserbahan din sa Magellanic Clouds - ang tinatawag na blue globular clusters. Malamang, sa Magellanic Clouds, ang panahon ng pagbuo ng mga globular cluster ay nagpapatuloy o natapos kamakailan. Tila walang mga batang globular cluster sa ating Galaxy na katulad ng mga bughaw na cluster ng Magellanic Clouds, kaya ang panahon ng pagbuo ng globular clusters sa ating Galaxy ay natapos na napakatagal na ang nakalipas.
Ang mga globular cluster ay mga umuusbong na bagay na unti-unting nawawalan ng mga bituin sa proseso. dinamikong ebolusyon . Kaya, ang lahat ng mga kumpol kung saan posible na makakuha ng isang mataas na kalidad na optical na imahe ay nagpakita ng mga bakas ng tidal na pakikipag-ugnayan sa Galaxy sa anyo ng pinalawak na mga deformation (tidal tails). Sa kasalukuyan, ang mga nawawalang bituin ay sinusunod din sa anyo ng mga pagtaas sa stellar density kasama ang mga galactic orbit ng mga kumpol. Ang ilang mga kumpol na nag-o-orbit malapit sa sentro ng galactic ay nawasak ng tidal action nito. Kasabay nito, ang mga galactic orbit ng mga kumpol ay nagbabago rin dahil sa dinamikong friction.
Sa fig. Ang 8-11 ay isang dependency diagram masa ng globular cluster
mula sa kanilang mga galactocentric na posisyon. Ang mga putol-putol na linya ay nagmamarka sa rehiyon ng mabagal na ebolusyon ng mga globular cluster. Ang itaas na linya ay tumutugma sa kritikal na halaga ng masa na stable para sa mga epekto ng dynamic friction
, na humahantong sa paghina ng napakalaking kumpol ng bituin at ang pagbagsak nito sa gitna ng Galaxy, at ang mas mababang isa - para sa mga epekto ng pagwawaldas
isinasaalang-alang ang mga tidal cluster sa panahon ng paglipad sa galactic plane. Ang dahilan ng dynamic na friction ay panlabas: isang napakalaking globular cluster na gumagalaw sa mga bituin ng field ay umaakit sa mga bituin na nakasalubong nito sa daan at pinipilit silang lumipad sa kanilang sarili sa likod kasama ang isang hyperbolic na tilapon, dahil sa kung saan ang isang mas mataas na density ng mga bituin ay nabuo. sa likod nito, lumilikha ng isang decelerating acceleration. Bilang resulta, ang kumpol ay bumagal at nagsisimulang lumapit sa sentro ng galactic kasama ang isang spiral trajectory hanggang sa mahulog ito dito sa isang takdang panahon. Kung mas malaki ang masa ng kumpol, mas maikli ang oras na ito. Ang pagwawaldas (pagsingaw) ng mga globular cluster ay nangyayari dahil sa panloob na mekanismo ng stellar-stellar relaxation na patuloy na kumikilos sa cluster, na namamahagi ng mga bituin ayon sa mga bilis ayon sa batas ni Maxwell. Bilang resulta, ang mga bituin na nakatanggap ng pinakamalaking pagtaas ng bilis ay umalis sa system. Ang prosesong ito ay makabuluhang pinabilis sa pamamagitan ng pagpasa ng kumpol malapit sa galactic core at sa pamamagitan ng galactic disk. Kaya, na may mataas na posibilidad na masasabi natin na ang mga kumpol na nakahiga sa diagram sa labas ng lugar na hangganan ng dalawang linyang ito ay nagtatapos na sa kanilang landas sa buhay.
Nakakatuwa yun accreted globular clusters tuklasin ang pagtitiwala ng kanilang masa sa kanilang posisyon sa Kalawakan. Ang mga solidong linya sa figure ay kumakatawan sa mga direktang regression para sa genetically related (black dots) at accreted (open circles) globular clusters. Ito ay makikita na ang genetically related clusters ay nagpapakita ng walang pagbabago sa average na masa na may pagtaas ng distansya mula sa galactic center. Sa kabilang banda, mayroong isang malinaw na anticorrelation para sa mga nadagdag na kumpol. Kaya, ang tanong na kailangang sagutin ay lumitaw, bakit mayroong pagtaas ng kakulangan ng napakalaking globular na kumpol sa panlabas na halo na may pagtaas ng galactocentric na distansya (halos walang laman ang kanang sulok sa itaas sa diagram)?
Karaniwan ang mga kalawakan ay matatagpuan sa maliliit na grupo na naglalaman ng sampung miyembro, kadalasang pinagsama sa malawak na kumpol ng daan-daan at libu-libong mga kalawakan. Ang ating Galaxy ay bahagi ng tinatawag na Local Group, na kinabibilangan ng tatlong higanteng spiral galaxies (ang ating Galaxy, ang Andromeda nebula at ang nebula sa constellation Triangulum), pati na rin ang higit sa 15 dwarf elliptical at irregular galaxy, ang pinakamalaki sa mga ito. ay ang Magellanic Clouds. Ang average na laki ng mga kumpol ng kalawakan ay humigit-kumulang 3 Mpc. Sa ilang mga kaso, ang kanilang diameter ay maaaring lumampas sa 10–20 Mps. Nahahati sila sa mga nakakalat (irregular) at spherical (regular) na mga kumpol. Ang mga bukas na kumpol ay walang regular na hugis at may malabong mga balangkas. Ang mga kalawakan sa kanila ay napakahina na puro patungo sa gitna. Ang isang halimbawa ng isang higanteng bukas na kumpol ay ang pinakamalapit na kumpol ng mga kalawakan sa konstelasyon na Virgo. Sa kalangitan, ito ay sumasakop ng halos 120 metro kuwadrado. degrees at naglalaman ng ilang libong nakararami na spiral galaxy. Ang distansya sa gitna ng cluster na ito ay humigit-kumulang 11 Mpc. Ang mga spherical cluster ng mga galaxy ay mas compact kaysa sa mga bukas at may spherical symmetry. Ang kanilang mga miyembro ay kapansin-pansing nakatutok sa gitna. Ang isang halimbawa ng spherical cluster ay ang cluster ng mga galaxy sa constellation na Coma Berenices, na naglalaman ng maraming elliptical at lenticular galaxies (Fig. 242). Ang diameter nito ay halos 12 degrees. Naglalaman ito ng humigit-kumulang 30,000 kalawakan na mas maliwanag sa 19 photographic magnitude. Ang distansya sa gitna ng kumpol ay humigit-kumulang 70 Mpc. Maraming mayamang kumpol ng mga kalawakan ang nauugnay sa makapangyarihang pinalawig na X-ray na pinagmumulan, ang likas na katangian nito ay malamang na nauugnay sa pagkakaroon ng mainit na intergalactic gas, na katulad ng mga korona ng mga indibidwal na kalawakan.
May dahilan upang maniwala na ang mga kumpol ng mga kalawakan, sa turn, ay hindi rin pantay na ipinamamahagi. Ayon sa ilang pag-aaral, ang mga kumpol at grupo ng mga kalawakan na nakapalibot sa atin ay bumubuo ng isang napakagandang sistema - ang Supergalaxy. Sa kasong ito, ang mga indibidwal na kalawakan ay tila tumutuon patungo sa isang tiyak na eroplano, na maaaring tawaging equatorial plane ng Supergalaxy. Ang kumpol ng mga kalawakan na tinalakay lang sa konstelasyon na Virgo ay nasa gitna ng napakalaking sistema. Ang masa ng ating Supergalaxy ay dapat na mga 1015 solar mass, at ang diameter nito ay dapat na mga 50 Mpc. Gayunpaman, ang katotohanan ng pagkakaroon ng gayong mga kumpol ng mga second-order na galaxy ay kasalukuyang nananatiling kontrobersyal. Kung mayroon sila, kung gayon bilang isang mahinang ipinahayag na inhomogeneity sa pamamahagi ng mga kalawakan sa Uniberso, dahil ang mga distansya sa pagitan ng mga ito ay maaaring bahagyang lumampas sa kanilang mga sukat. Sa ebolusyon ng mga kalawakan Ang ratio ng kabuuang dami ng stellar at interstellar matter sa Galaxy ay nagbabago sa paglipas ng panahon, dahil ang mga bituin ay bumubuo mula sa interstellar diffuse matter, at sa dulo ng kanilang evolutionary path ay ibinabalik lamang nila ang bahagi ng bagay sa interstellar space; ang ilan sa mga ito ay nananatili sa mga puting dwarf. Kaya, ang dami ng interstellar matter sa ating Galaxy ay dapat bumaba sa paglipas ng panahon. Ang parehong ay dapat mangyari sa ibang mga kalawakan. Ang pagiging pinoproseso sa stellar depth, ang bagay ng Galaxy ay unti-unting nagbabago sa komposisyon ng kemikal nito, na nagpapayaman sa sarili nito ng helium at mabibigat na elemento. Ipinapalagay na ang Galaxy ay nabuo mula sa isang ulap ng gas, na pangunahing binubuo ng hydrogen. Posible rin na, bukod sa hydrogen, wala itong anumang iba pang elemento. Ang helium at mabibigat na elemento ay nabuo sa kasong ito bilang resulta ng mga thermonuclear na reaksyon sa loob ng mga bituin. Ang pagbuo ng mga mabibigat na elemento ay nagsisimula sa triple helium reaction 3He4 ® C 12, pagkatapos ay pinagsama ang C 12 sa a-particles, protons at neutrons, ang mga produkto ng mga reaksyong ito ay sumasailalim sa mga karagdagang pagbabago, at sa gayon ay lumilitaw ang mas maraming kumplikadong nuclei. Gayunpaman, ang pagbuo ng pinakamabigat na nuclei, tulad ng uranium at thorium, ay hindi maipaliwanag sa pamamagitan ng unti-unting paglaki. Sa kasong ito, ang isa ay tiyak na kailangang dumaan sa yugto ng hindi matatag na radioactive isotopes, na mas mabilis na mabulok kaysa makuha nila ang susunod na nucleon. Samakatuwid, ipinapalagay na ang pinakamabibigat na elemento sa dulo ng periodic table ay nabuo sa panahon ng pagsabog ng supernova. Ang pagsabog ng supernova ay resulta ng mabilis na pag-urong ng isang bituin. Kasabay nito, ang temperatura ay tumataas nang sakuna, ang chain thermonuclear reactions ay nagaganap sa contracting atmosphere, at ang malalakas na neutron fluxes ay lumitaw. Ang intensity ng neutron fluxes ay maaaring maging napakahusay na ang intermediate unstable nuclei ay walang oras upang gumuho. Bago iyon mangyari, nakukuha nila ang mga bagong neutron at nagiging matatag. Tulad ng nabanggit na, ang kasaganaan ng mabibigat na elemento sa mga bituin ng spherical component ay mas mababa kaysa sa mga bituin ng flat subsystem. Ito ay tila dahil sa ang katunayan na ang mga bituin ng spherical component ay nabuo sa pinakaunang yugto ng ebolusyon ng Galaxy, nang ang interstellar gas ay mahirap pa rin sa mabibigat na elemento. Sa oras na iyon, ang interstellar gas ay halos spherical na ulap, ang konsentrasyon nito ay tumaas patungo sa gitna. Ang mga bituin ng spherical component na nabuo sa panahong ito ay nagpapanatili din ng parehong distribusyon. Bilang resulta ng mga banggaan ng mga ulap ng interstellar gas, ang kanilang bilis ay unti-unting nabawasan, ang kinetic energy ay naging thermal energy, at ang pangkalahatang hugis at sukat ng gas cloud ay nagbago. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na sa kaso ng mabilis na pag-ikot, ang naturang ulap ay dapat na kinuha ang anyo ng isang oblate disk, na kung ano ang naobserbahan natin sa ating Galaxy. Ang mga bituin na nabuo sa ibang pagkakataon ay bumubuo ng isang patag na subsystem. Sa oras na ang interstellar gas ay nabuo sa isang flat disk, ito ay naproseso na sa stellar interior, ang kasaganaan ng mabibigat na elemento ay tumaas nang malaki at ang mga bituin ng flat component ay samakatuwid ay mayaman din sa mabibigat na elemento. Kadalasan ang mga bituin ng flat component ay tinatawag na pangalawang henerasyong mga bituin, at ang mga bituin ng spherical na bahagi ay tinatawag na unang henerasyong mga bituin, upang bigyang-diin ang katotohanan na ang mga bituin ng flat component ay nabuo mula sa bagay na nasa loob ng stellar. Ang ebolusyon ng iba pang mga spiral galaxy ay malamang na nagpapatuloy sa katulad na paraan. Ang hugis ng mga spiral arm kung saan ang interstellar gas ay puro ay maliwanag na tinutukoy ng direksyon ng mga linya ng puwersa ng pangkalahatang galactic magnetic field. Ang pagkalastiko ng magnetic field, kung saan ang interstellar gas ay "nakadikit", nililimitahan ang pagyupi ng gaseous disk. Kung ang gravity lamang ang kumilos sa interstellar gas, ang compression nito ay magpapatuloy nang walang katiyakan. Sa kasong ito, dahil sa mataas na density nito, mabilis itong mag-condense sa mga bituin at halos mawawala. May dahilan upang maniwala na ang rate ng pagbuo ng bituin ay humigit-kumulang na proporsyonal sa parisukat ng density ng interstellar gas.
Kung ang kalawakan ay umiikot nang mabagal, kung gayon ang interstellar gas ay kinokolekta ng gravity sa gitna. Tila, sa gayong mga kalawakan ang magnetic field ay mas mahina at humahadlang sa compression ng interstellar gas na mas mababa kaysa sa mabilis na umiikot. Ang mataas na density ng interstellar gas sa gitnang rehiyon ay humahantong sa katotohanan na ito ay mabilis na natupok, na nagiging mga bituin. Bilang resulta, ang mabagal na pag-ikot ng mga kalawakan ay dapat magkaroon ng humigit-kumulang spherical na hugis na may matinding pagtaas sa stellar density sa gitna. Alam natin na ang mga elliptical galaxies ay may ganoong mga katangian. Tila, ang dahilan para sa kanilang pagkakaiba mula sa mga spiral ay namamalagi sa mas mabagal na pag-ikot. Mula sa sinabi sa itaas, malinaw din kung bakit kakaunti ang mga bituin ng mga unang klase at maliit na interstellar gas sa mga elliptical galaxies.
Kaya, ang ebolusyon ng mga kalawakan ay maaaring masubaybayan mula sa yugto ng isang puno ng gas na ulap na humigit-kumulang spherical na hugis. Ang ulap ay binubuo ng hydrogen, hindi ito pare-pareho. Paghiwalayin ang mga kumpol ng gas, gumagalaw, nagbanggaan sa isa't isa - ang pagkawala ng kinetic energy ay humahantong sa cloud compression. Kung mabilis itong umiikot, isang spiral galaxy ang makukuha, kung ito ay mabagal na umiikot, isang elliptical. Natural na magtanong kung bakit ang bagay sa Uniberso ay nahati sa magkahiwalay na mga ulap ng gas, na kalaunan ay naging mga kalawakan, kung bakit natin napagmamasdan ang paglawak ng mga kalawakan na ito, kung anong anyo ang bagay sa Uniberso bago ang pagbuo ng mga kalawakan.
