1

300 лет назад, когда появился телескоп, было сделано потрясающее открытие: оказалось, что Млечный Путь состоит из звезд. 70 лет назад, когда были построены более крупные телескопы, было сделано еще одно открытие: Млечный Путь это одна среди большого множества галактик. На сегодняшнем изображении, полученном спутником "Исследование космического фона", показана наша Галактика в инфракрасном свете. Тонкая полоска диска нашей спиральной Галактики содержит звезды, показанные белым цветом, и межзвездную пыль, показанную красным цветом.

2

Из приведенной здесь карты неба можно сделать вывод, что возраст Вселенной составляет 13,7 миллиарда лет. Каким образом получен этот вывод? При первом взгляде на карту мы видим только микроволновое свечение газа нашей Галактики Млечный Путь (обозначено красным) и пятнистую структуру микроволнового излучения, появившегося в ранней Вселенной (обозначено серым цветом). Серый фон космического микроволнового излучения - это свет, который в горячей Вселенной блуждал случайным образом, а затем, когда расширяющаяся Вселенная достаточно охладилась и образовались почти "прозрачные" атомы, направился в нашу сторону. Внимательное изучение пятнистой структуры показывает, что пятна распределены не вполне равномерно по угловому расстоянию. Возможно, эта структура появилась вследствие испускания звука областями в ранней Вселенной, чья плотность слегка превышала среднее значение. Для того, чтобы звуковые волны могли образовать такую структуру, требуется некоторое время. Исходя из этих соображений, можно экстраполировать полученные данные и получить современный возраст Вселенной. Оценка полученного таким образом возраста Вселенной (13,7 миллиарда лет) верна с точностью до 0,2 миллиарда лет. Представленная карта получена спутником WMAP, расположенным в точке Лагранжа L2 системы Земля - Солнце, непосредственно за земной орбитой.

3

Карта, показывающая распределение во Вселенной микроволнового фонового излучения, возникшего всего лишь 380 тысяч лет спустя после Большого Взрыва, составлена в 2004 году орбитальной космической станцией WMAP им. Вилкинсона (Wilkinson), измеряющей анизотропию реликтового излучения. В частности анализ карты всего неба, дает следующие результаты: возраст Вселенной составляет 13,7 миллиарда лет (с точностью до 1%); она состоит на 73% из темной энергии, на 23% из холодной и темной материи и только на 4% из атомов. В настоящее время Вселенная расширяется со скоростью 71 км/с/Мпс (с точностью до 5%), хотя в прошлом испытала ряд эпизодов быстрого расширения (инфляции). Параметры Вселенной таковы, что она будет неограниченно расширяться и в дальнейшем.

4

Сканируя все небо в гамма-лучах, фотоны которых обладают в 50 миллионов раз большей энергией, чем у видимого света, Телескоп с большой площадью (Large Area Telescope - LAT) на борту космического аппарата Ферми исследует Вселенную высоких энергий. Эта карта всего неба, созданная LAT за три месяца наблюдений (с 4 августа по 30 октября 2008 года), представляет собой гораздо более глубокий и обладающий лучшим разрешением вид неба в гамма-лучах, чем полученные всеми предыдущими космическими аппаратами. Что же светится на небе в гамма-лучах? Из 205 ярчайших гамма-источников на этой карте выделена "первая десятка", в которую входят пять объектов внутри нашей Галактики Млечный Путь и пять источников за ее пределами. В нашей Галактике: Солнце прочертило слабую дугу на карте, переместившись на небе за время наблюдений, LSI+61 303 — это рентгеновская двойная звездная система на расстоянии в 6500 световых лет, PSR J1836+5925 — это пульсар (вращающаяся нейтронная звезда), который излучает импульсы только в диапазоне гамма-энергий, 47 Tuc — шаровое звездное скопление, удаленное на 15 тысяч световых лет. Пятый галактический источник (не идентифицированный), прямо над центром плоскости Галактики, вызывает большой интерес, так как его излучение переменное и в других диапазонах он не был зарегистрирован. За пределами Галактики: NGC 1275 — это большая галактика в центре скопления галактик в Персее на расстоянии в 233 миллиона световых лет, а 3C 454.3, PKS 1502+106 и PKS 0727-115 — активные галактики, удаленные на миллиарды световых лет. Еще один неотождествленный источник, расположенный ниже галактической плоскости, также скорее всего находится за границами Млечного Пути. Его природа остается загадкой.

5

На картинке представлена инфракрасная карта центральной области Галактики, на которой отмечено положение кандидатов в магнетары - вероятно самых сильных магнитов в Галактике. Эти космические электростанции, классифицированные наблюдателями как Мягкие Повторные Гамма-всплески (SGR) и Аномальные Рентгеновские Пульсары (AXP), вероятно являются вращающимися нейтронными звездами с очень сильным магнитным полем размерами с город. Если магнитное поле Земли составляет 1 Гаусс, а сильное магнитное поле, созданное в земных лабораториях - 100 тысяч Гаусс, то магнитное поле магнетара оценивается в 1,000,000,000,000,000 Гаусс. В 1998 году, с расстояния в 20 тысяч световых лет от Земли магнетар SGR 1900+14 произвел мощную вспышку гамма-излучения. Под действием мощного магнитного поля на поверхности магнетара кора нейтронной звезды изгибается и трясется, порождая интенсивные гамма-всплески.

6

Космический гамма-телескоп с большой площадью (назван Космический гамма-телескоп Ферми, в честь лауреата Нобелевской премии Энрико Ферми (1901-1954), пионера физики высоких энергий), запущенный 11-го июня 2008г для исследования Вселенной в экстремальном энергетическом диапазоне, после проверки два инструмента на борту Ферми — Монитор гамма-всплесков (Gamma-ray Burst Monitor - GBM) и Телескоп с большой площадью (Large Area Telescope - LAT), начали регулярную передачу данных. Первая карта неба в гамма-лучах, полученная LAT, показана на этом изображении в искусственных цветах. Это вид всего неба в направлении на центр нашей Галактики Млечный Путь, причем плоскость Галактики пересекает середину картинки. Вдоль галактической плоскости космические лучи с высокой энергией сталкиваются с газом и пылью и создают диффузное гамма-излучение. Сильное излучение дают быстро вращающиеся нейтронные звезды — пульсары, и далекие активные галактики — блазары. Ниже подробней.

7

Наша Вселенная заполнена галактиками. Галактики - гигантские конгломераты из звезд, газа и пыли - совместно с таинственной темной материей являются тем строительным материалом, который определяет крупномасштабную структуру Вселенной. Из-за расширения Вселенной далекие галактики разбегаются и удаляются друг от друга. В то же самое время соседние галактики притягиваются друг к другу силами гравитации, образуя группы галактик и скопления галактик, а также более крупные пространственные образования . Часть этих структур видна на APM-карте, построенной по результатам автоматического поиска галактик (APM - Automatic Plate Measuring), осуществленного в начале 1990-х годов. В области размером 100 градусов находятся более 2 миллионов галактик. В центре области - южный полюс Галактики Млечный Путь. В ярких областях находится больше галактик, а голубым цветом отмечены места расположения галактик, чьи размеры больше средних. Из карты вырезаны области неба с очень яркими близкими звездами. Эти места соответствуют черным эллипсам. Анализ полученных данных привел ко многим научным открытиям, в том числе к признанию того факта, что Вселенная на больших масштабах удивительно сложно построена.

8

Эта панорама охватывает целиком весь небосвод и представляет собой мозаику из 51 широкоугольной фотографии, сделанных на протяжении трех лет из нескольких точек земного шара, расположенных в Калифорнии (США), Южной Африке и Германии. Плоскость нашей Галактики (Млечного Пути) проходит горизонтально посредине кадра, а Галактический центр совпадает с центром изображения (Северный полюс Галактики вверху). Особенно выделяются "молочного" цвета полосы - результат наложения света огромного числа звезд галактической плоскости - и пересекающие их темные поглощающие облаками, что разбросаны по близлежащим спиральным рукавам. Почти все видимые на фотографии объекты расположены в пределах Млечного Пути, то есть нашей Галактики, но внегалактическое население все же представлено здесь - в частности, двумя туманными пятнышками в правом нижнем квадранте мозаики - это так называемые Магеллановы Облака.

9

В ходе обзора всего неба на длине волны 2 микрона (Two Micron All Sky Survey, 2MASS) выяснилось, что ближайшие галактики распределены во Вселенной не случайно. Обзор в ИК-области спектра включает более полумиллиона объектов, подавляющее большинство из которых - галактики. Гравитационно связанные галактики образуют скопления, которые входят в сверхскопления галактик, которые, в свою очередь, группируются в еще более крупные пространственные образования. Вертикальный голубой пояс поперек изображения сформирован очень яркими звездами внутри нашей собственной Галактики Млечный Путь.

10

На картинке Млечный путь показан будто бы видимый с ребра. Это карта неба, построенная по данным микроволнового излучения — результат целого года наблюдений космической обсерватории Планк. На картинке хорошо заметны яркие волокна газо-пылевых облаков в плоскости Галактики, излучающие в микроволновом диапазоне. Сверху и снизу в виде пятнистых областей видно космическое фоновое микроволновое излучение — реликтовое излучение. Интересно, что светящиеся структуры нашей Галактики находятся всего в сотнях и тысячах световых лет от нас, тогда как реликтовое излучение приходит к нам с расстояния около 13.7 миллиардов световых лет. "Пятна" реликтового излучения — его флуктуации — существуют со времён Большого Взрыва. Они отражают структуру современной развивающейся Вселенной. При анализе данных, полученных на обсерватории Планк, учёные планируют разделить вклад в общую картину от излучения Млечного Пути и реликтового излучения. Эта работа позволит выяснить более точные характеристики реликтового излучения по всему небу, а также тщательно собрать информацию о строении нашей Галактики.