Печать

[Gileann]

Прелесть какая. Я тоже... наткнулся... "Из одного уравнения с множеством неизвестных мы,  задавшись значениями этих неизвестных, показавшимися нам симпатичными,  получили такие-то выводы".
А задались бы другими значениями - получили бы совсем другие выводы.
А чем эти взятые с потолка значения лучше тех, которые сосед возьмет с пола, и почему этим результатам можно верить больше, чем результатам соседа - никто не знает. 
...
Хотя в общем, идея определить динамику распространения во времени и объеме диска планетных систем аналогичных Солнечной (по звезда и металличности) - эту часть работы - пожалуй,  интересна, не занимайся ей другие часто и регулярно.

А между тем...
"В Млечном пути обнаружили инопланетные цивилизации"
https://mignews.com/news/technology/world/231220_155652_07092.html?utm_source=24smi&utm_medium=referral&utm_term=11036&utm_content=3258822&utm_campaign=1011
Свершившийся факт!!!
А Вы тут критиканствуете, панимаешь

[prokhozhyj]

Ох, боюсь, погонят меня Хранители отсюда за обсуждение чужих Вселенных в теме, посвященной нашей.

Сейчас погонят. Вот сюда: Вселенная наша и Вселенная Ожерелья.

[фок Гюнце]

Прелесть какая. Я тоже... наткнулся... "Из одного уравнения с множеством неизвестных мы,  задавшись значениями этих неизвестных, показавшимися нам симпатичными,  получили такие-то выводы".
А задались бы другими значениями - получили бы совсем другие выводы.
А чем эти взятые с потолка значения лучше тех, которые сосед возьмет с пола, и почему этим результатам можно верить больше, чем результатам соседа - никто не знает. 
...
Хотя в общем, идея определить динамику распространения во времени и объеме диска планетных систем аналогичных Солнечной (по звезда и металличности) - эту часть работы - пожалуй,  интересна, не занимайся ей другие часто и регулярно.

А между тем...
"В Млечном пути обнаружили инопланетные цивилизации"
https://mignews.com/news/technology/world/231220_155652_07092.html?utm_source=24smi&utm_medium=referral&utm_term=11036&utm_content=3258822&utm_campaign=1011
Свершившийся факт!!!
А Вы тут критиканствуете, панимаешь

    Да... а с Мигньюсом не поспоришь... я один, а его много... если сказано, значит обнаружили...

[фок Гюнце]

Кстати, я выше упоминал гирохронологию. А теперь подумал, что с о ней и о вращении звезд стоит рассказать поподробнее.

Звезды вращаются, и это никого не может удивить.
Одиночные звезды вращаются достаточно интенсивно - они унаследовали момент от протозвездного облака, только оно было большим и вращалось медленно, а при коллапсе в звезду при этом же моменте с уменьшением своего радиуса вращаться начинает быстро. Настолько быстро, что в большинстве своем коллапсировать в звезду протозвездные облака не могут - вместо этого образуется кольцо, вернее, тороид, который далее коллапсирует в пару звезд (а если вмешивается гравитация соседей - то и в более сложную звездную систему). И только если коллапсирующая протозвезда сумеет каким-то образом (в основном, посредством магнитного поля) передать свой момент периферийной части облака, то получится уединенная звезда, причем, скорее всего, с планетной системой.
А момента протозвезда периферийной части облака может передать много. Вспомним родную Солнечную систему
 - центральная звезда, сосредоточив в себе 99,866% общей массы своей планетной системы, имеет всего два процента ее суммарного вращательного момента. Остальное она передала протопланетному облаку - а иначе не было бы у нас Солнца.

Но сейчас речь не об этом. Представим себе, что в конце концов так или иначе вращающаяся одиночная звезда образовалась. И что дальше?
А дальше начинается интересное. С поверхности звезды (она же горячая!) постоянно истекает плазма - звездный ветер. С поверхности горячих гигантов классов О и В - много (а особенно много - с поверхности сверхгорячих звезд Вольфа- Райе), так что такие звезды за считанные миллионы лет жизни могут потерять со звездным ветром несколько масс Солнца; с поверхности меньших звезд с менее горячей поверхностью - поменьше (хотя при звездных вспышках количество выброшенного материала тоже может быть внушительным, и именно ему мы обязаны магнитными бурями и полярными сияниями).
Ну, а дальше происходит следующее: поток плазмы покидает поверхность звезды и начинает от нее удаляться. Поскольку в норме улетающие частицы стремятся лететь прямолинейно, их угловая скорость относительно звезды снижается по мере их удаления. А магнитное поле звезды, в целом вращающееся вместе с ней, по этой причине начинает отклонять улетающие частицы (они же заряженные!). Соответственно, закручивая частицы звездного ветра, оно передает им момент вращения звезды. И в результате, излучая звездный ветер и закручивая его своим магнитным полем, звезда постепенно начинает тормозить свое вращение.
Процесс этот хорошо изучен, динамика падения скорости вращения звезды со временем тоже известна (закон Скуманича: для звезд среднего возраста с достаточно большими периодами вращения период вращения на экваторе звезды возрастает пропорционально квадратному корню из возраста звезды).
Срок, в течение которого новорожденные звезды средних и малых масс начинают подчиняться закону Скуманича, достаточно невелик. А продолжают они ему подчиняться до конца пребывания на главной последовательности. А следовательно, если для некоторой звезды главной последовательности имеются основания для правдоподобного предположения о скорости ее вращения в молодом возрасте, то, зная нынешнюю скорость вращения, можно оценить ее возраст.

В результате для подавляющего большинства звезд главной последовательности измерение их угловой скорости вращения вкупе с интегральными показателями цвета (числовыми показателями, определяющими цвет звезды главной последовательности, а стало быть, и ее массу соответственно диаграмме Герцшпрунга-Рассела. О них я еще расскажу), позволяет узнать их возраст. Причем в благоприятных случаях точность измерения возраста может быть выше 10%.
Вот так просто. Чтобы узнать возраст, достаточно измерить цвет. и скорость вращения. И сказать спасибо тем, кто калибровал и калибрует метод.

Ну, а сам метод оценки возраста звезды по угловой скорости ее вращения именуется гирохронологией.

[фок Гюнце]

О яркости и цвете.

Я подумал, что упоминал такие параметры, как звездная величина и показатель цвета - и ни разу не рассказал, что это такое.
А это может оказаться интересным.

Звездная величина - это показатель, характеризующий яркость звезды или какого-нибудь другого астрономического объекта.
Существуют два вида звездных величин - видимая и абсолютная.
Видимая звездная величина характеризует ту яркость, которую мы видим или можем увидеть. То есть, она определяет условия наблюдения объекта с Земли.
Эта величина берет начало со II века до р.Х., когда Гиппарх предложил делить все звезды по яркости на шесть величин - самые яркие и лучше всего видимые назвал звездами первой величины, а самые тусклые - шестой.
Разумеется, такой субъективный подход для современных целей неприменим, к тому же, большая часть астрономических объектов глазом не видна. При этом характеристика видимой яркости - вещь очень полезная. Поэтому нынче классификация Гиппарха модернизирована и стала измеримой и объективной - и, несмотря на модернизацию, классы Гиппарха удалось сохранить.
В основе классификации видимой яркости лежат два принципа.
Во-первых, яркость определяется числом квантов излучения объекта, принимаемых глазом или фотоприемником в единицу времени. Это позволяет оценить яркость объективно.
Во-вторых, она учитывает особенность человеческого зрения. Дело в том, что человек оценивает яркость не линейно, а логарифмически - психофизиологический закон Вебера-Фехнера утверждает, что для человека ощущение, вызванное неким раздражителем, изменяется пропорционально логарифму интенсивности раздражителя, то есть, применительно к свету, яркость света воспринимается нами пропорционально логарифму светового потока.
В связи с этим, видимая звездная величина m определяется по формуле:
m = - 2,5 lgI + C,
где I - световой поток, а С - некая константа
Константа выбирается так, чтобы шкала звездных величин была как можно ближе к гиппарховой, то есть, чтобы для весьма яркой звезды видимая величина m была равна нулю. Строго говоря, С выбирается так, чтобы в приведенной формуле m было равно нулю для объекта, создающего (без учета влияния земной атмосферы) освещенность 2,54·10^-6 люкс.
Тогда звезда первой величины создает освещенность, примерно в 2,512 раз ниже указанной, второй величины - в 6,31 раз ниже и так далее. То есть, увеличение (уменьшение) звездной величины на единицу означает уменьшение (увеличение) силы света от источника примерно в 2,512 раза, а на пять единиц - ровно в сто раз. Объекты звездной величины более шести уже практически не видны невооруженным глазом.

При этом все пока еще не так просто. Звезда или иной объект излучает (или отражает) свет разных длин волн - а человек их воспринимает по-разному. При одной и той же интенсивности зеленый свет воспринимается ярче, красный - тусклее, а инфракрасный, разумеется, не воспринимается вовсе. А вот фотопластинка воспринимает свет по-своему. А еще какой-нибудь фотоприемник - еще как-нибудь. Поэтому видимых звездных величин несколько.

Визуальная звездная величина V определяется по количеству квантов, излученных объектом и воспринятых через "физиологический" зеленый светофильтр, максимум которого равен максимуму чувствительности глаз среднестатистического человека (555 нанометров).

Фотографическая звездная величина B определяется по количеству квантов, излученных объектом и воспринятых через стандартный синий светофильтр, максимум которого равен 445 нанометров. Синий светофильтр как правило используется при фотографировании астрономических объектов в оптике.

Ультрафиолетовая звездная величина U определяется при использовании ультрафиолетового светофильтра с максимумом 350 нанометров.

В результате, если определить все три величины, можно охарактеризовать реальный наблюдаемый цвет объекта. А именно, для этого используются разности измеренных звездных величин U и B (U-B), а также B и V (B-V), называемые интегральными показателями цвета. Чем они больше, тем более красным является объект.

Разумеется, это - не все видимые звездные величины. Кроме названных светофильтров применяются и другие, и соответствующие звездные величины имеют следующие обозначения:
R (красный светофильтр) - 658 нанометров.
I - 806 нанометров.
Z - 900 нанометров.
Y - 1020 нанометров.
J - 1220 нанометров.
H - 1630 нанометров.
K - 2190 нанометров.
L - 3450 нанометров.
M - 4750 нанометров.
N - 10500 нанометров.
Легко видеть, что звездные величины от I до N относятся уже к инфракрасной области - от ближней до дальней.

Но и это еще не все. Астрономические объекты излучают во всем спектре электромагнитного излучения, причем многие - преимущественно, вовсе не в видимом диапазоне (к примеру, очень горячие звезды в основном излучают ультрафиолетовое излучение, а очень холодные - инфракрасное). Поэтому существует еще один показатель их яркости - болометрическая звездная величина, характеризующая наблюдаемую с Земли мощность их излучения во всем диапазоне электромагнитных волн одновременно.

Для иллюстрации приведу несколько примеров видимых звездных величин: Солнце -26,7; Луна в полнолуние -12,74 ( в четыреста тысяч раз слабее); Венера в максимуме -4,67; Юпитер в максимуме -2,94; Марс в максимуме -2,91; Сириус A -1,47; Вега +0,03; Ригель +0,12; Большое Магелланово облако +0,9; галактика Андромеды +3,44; самый яркий квазар +12,6; самая дальняя известная галактика +30,1; самый слабый объект, сфотографированный "Хабблом", +31,5.
И примеры показателей цвета: голубой сверхгигант Ригель: B-V = -0,03, U-B = -0,66; голубой гипергигант эта Киля: B-V = -0,45, U-B = 0,61; голубой гипергигант Пистолет: B-V = -0,93, U-B = -0,13; белый Сириус А: B-V = 0,01, U-B = -0,05; желтое Солнце: B-V = 0,64, U-B = 0,18; красная Бетельгейзе: B-V = 1,86, U-B = 2,06.

Но и это - не все.
Разумеется, видимая звездная величина не может объективно характеризовать истинную яркость объекта - она определяет только наблюдаемую нами яркость этого объекта и зависит от расстояния до него.
Поэтому для объективной характеристики принят еще один параметр - абсолютная звездная величина М (визуальная, фотографическая, ультрафиолетовая, болометрическая), определяемая как видимая звездная величина этого объекта, если бы он находился на расстоянии 10 парсек (примерно, 32,616 световых лет).
И вот тут наше Солнце уже становится невзрачным... Его абсолютная звездная величина - всего лишь +4,7. А вот у Сириуса +1,42. У Ригеля -7 (! с расстояния в 32 световых года он был бы в сотни раз ярче Сириуса!) У эты Киля -12 (!! еще в сто раз ярче!!). У самой большой звезды R136a1 -12,5. А самая яркая известная звезда LBV 1806-20 имеет абсолютную звездную величину -14,2 и с расстояния в 10 парсек сияла бы на небе почти в пять раз ярче нашей Луны в полнолуние.

Взрыв самой яркой сверхновой -20,4 (с расстояния в 32,6 световых лет он светил бы в триста раз слабее Солнца. Или был в тысячу с лишним раз ярче Луны)...
Туманность Андромеды -21. Если собрать всю гигантскую галактику в точку, она бы светила чуть сильнее этой сверхновой.
Самый мощный гамма-всплеск -36,4... Минус тридцать шесть с небольшим... с расстояния в десять парсек он был бы ярче видимого нами на нашем небе Солнца без малого в десять тысяч раз, выжигая поверхность Земли. И это - не сам гамма-всплеск, а малая доля его излучения в виде оптического послесвечения.

Резюмирую.
Звездная величина - чем она меньше, тем видимый объект ярче. При звездной величине больше шести объект уже не виден большинству людей невооруженным глазом. Больше тридцати - объект не виден в самый мощный современный телескоп. Уменьшение на одну величину означает ослабление яркости в 2,512 раз, на пять величин - в сто. Звездная величина нуль соответствует весьма яркой звезде (Вега).
Абсолютная звездная величина - яркость объекта, который находился бы на расстоянии 32,616 световых года.
И цвет объекта. Показатель цвета нуль - белый. Меньше нуля - синий, и чем меньше показатель, тем более он синий. Больше нуля - желтый. Намного больше нуля (близок к единице) - оранжевый. Заметно больше единицы - красный.

[фок Гюнце]

И немного о скоплениях галактик.

Чаще всего скопления галактик (кластеры) относят к типам I, II и III.
Скопления типа I - это скопления галактик, в котором есть доминирующая сверхгигантская эллиптическая или линзовидная галактика. Такая галактика имеет диаметр в миллионы световых лет и превосходит Млечный путь по массе на несколько порядков. Фактически, скопление типа I - это завершающий этап эволюции большого скопления перед его превращением в ископаемый кластер.
Скопления типа II содержат доминирующую галактику, но ее масса и яркость по отношению к массе и яркости кластера в целом не столь значительны, и она не относится к числу сверхгигантских. Это - не столь глубоко проэволюционировавший кластер.
И, наконец, скопления типа III не содержат выдающихся доминирующих галактик, намного превосходящих остальные по размерам и яркости. Предполагается, что это - ранний этап эволюции скопления. К этому типу относится наша родная Местная группа галактик.
Но стоит сказать, что кроме классификации по доминирующим галактикам есть еще классификации скоплений по численности и форме.
По численности (строго говоря - по концентрации) скопления подразделяют на богатые (с высокой плотностью галактик) и бедные (с низкой плотностью, а соответственно - с небольшим количеством галактик).
По форме (морфологическая классификация) скопления подразделяют на правильные (имеющие близкую к сферической или хотя бы, эллипсоидальной) форму с более или менее заметной концентрацией плотности галактик к центру. Неправильные скопления этими свойствами не обладают (наше скопление, к примеру - классический пример неправильного, оно вообще состоит из нескольких разбросанных групп). Выделяют еще промежуточный вариант полуправильных скоплений.
Все варианты классификации скоплений обладают определенной взаимосвязью. Практически всегда правильные (регулярные) скопления являются богатыми скоплениями и в большинстве своем относятся к типу I. А неправильные скопления обычно относятся к типу III и чаще бывают бедными.
Причины нетрудно понять - с одной стороны, именно в богатом концентрированном скоплении высока вероятность мерджингов, а следовательно, формирования в центральной части сверхгигантской доминирующей галактики. С другой стороны, именно в таком, весьма тесном скоплении выше динамическое трение (постепенное выравнивание скоростей членов скопления в результате их гравитационного взаимодействия), а следовательно, опять же, гораздо меньше времени уходит на установление правильного распределения частиц (галактик) с их концентрацией к центру, формирование центральной доминирующей галактики и начало образования ископаемого кластера.
Еще одним интересным обстоятельством, причины которого, призадумавшись, можно понять, является то, что разные типы скоплений населены преимущественно разными типами галактик. И это относится не только к наличию в богатых правильных скоплениях I типа сверхгигантских эллиптических галактик типов D и cD. Если вспомнить, что в концентрированном (богатом) скоплении галактики взаимодействуют между собой намного чаще, чем в рассеянном и неплотном, понятно, что и не самых больших эллиптических галактик dE, E и gE, являющихся продуктами столкновения небольших спиральных и неправильных галактик, а также больших спиральных галактик, в таких скоплениях намного больше (собственно, существуют богатые скопления, на 80% состоящие из эллиптических галактик), в то время как в бедных скоплениях и вне их эллиптические галактики встречаются лишь в виде исключения. По той же причине в богатых скоплениях гораздо чаще, чем вне их, встречаются линзовидные галактики.
Еще одним видом населения, характерным для богатых скоплений, являются галактики низкой поверхностной яркости (LSBG). Причина этого тоже ясна - в древности высокая интенсивность взаимодействий с другими галактиками приводила к интенсивному зведообразованию, так что в наши времена в этих галактиках исчерпаны запасы свободного газа, звездообразование давно завершилось, и они населены старыми и достаточно тусклыми красными звездами. Кстати, интересно то, что LSBG часто встречаются также и в очень рассеянных скоплениях и вне их - причем по диаметрально противоположной причине - в них нет ярких звезд не потому, что интенсивное звездообразование давно закончилось, а потому, что оно так и не началось.  Эти LSBG от LSBG скоплений отличаются существенно меньшей металличностью (содержанием элементов тяжелее гелия), потому что звездообразование в их истории никогда не было интенсивным и их звезды относятся к более ранним поколениям.
А вот "классические" спиральные галактики - самый распространенный тип крупных галактик в современной Вселенной - в богатых скоплениях встречаются намного реже, чем вне их. С одной стороны, в этих скоплениях многие спиральные галактики вследствие многочисленных мерджингов давно эволюционировали в эллиптические, а с другой стороны, частые приливные взаимодействия существенно искажают форму галактик, так что сохранить в таких условиях классическую спиральную структуру им оказывается достаточно сложно. При этом, как несложно понять, в богатых скоплениях спиральные галактики рассредотачиваются по периферийным областям, где интенсивность взаимодействий и больших мерджингов ниже, а гигантские эллиптические и линзовидные галактики концентрируются в центральной части скоплений. Косвенно (но весьма убедительно) это доказывает, что именно эллиптические и линзовидные галактики ("ранние" типы по традиционной классификации) происходят от спиральных галактик ("поздних" типов), а не наоборот.

Именно это различие между населениями тесных скоплений галактик и остального пространства приводит к тому, что в астрономии часто выделяются "галактики скопления" - высокометалличные (в них когда-то было интенсивное звездообразование!) галактики, характеризующиеся всем выше сказанным, локализованные в достаточно богатых скоплениях и отличающиеся тем, что их история сопровождалась многочисленными взаимодействиями с другими галактиками - и "галактики поля", обладающие меньшей металличностью, в значительном количестве относящиеся к спиральным, сохраняющие большие запасы свободного газа и, возможно, формировавшиеся дольше (и, соответственно, сформировавшиеся позже), чем галактики скопления.

[фок Гюнце]

Вот тут - набор величин, которые можно назвать расстояниями до дальнего объекта в астрономии, и зависимость этих величин от наблюдаемого красного смещения объекта.


На горизонтальной шкале графика отложен параметр красного смещения z, на вертикальной - расстояния в миллиардах световых лет.

Итак, что мы имеем на картинке.
Голубым внизу отложено расстояние углового размера D_А.
Это - расстояние до объекта данного размера, каким оно бы было, если бы мы измеряли его по его видимой угловой величине. Расстояние носит парадоксальный характер, потому что из-за того, что в древние времена Вселенная была меньше, чем сейчас, угловой размер объектов, наблюдаемых в те древние времена, оказывается большим, чем он бы был для столь удаленных объектов при условии, что Вселенная тогда имела бы современный размер. В результате объект, удаленный, скажем, на условное расстояние шесть миллиардов световых лет (то есть, наблюдаемый нами в состоянии шестимиллиардолетней дальности) кажется меньшим, чем тело такого же размера, условно удаленное на семь миллиардов лет (то есть, наблюдаемое таким, каким оно было семь миллиардов лет назад).
Удаление, при котором дальнейшее падение угловых размеров с растоянием прекращается и начинается их рост, соответствует z=1,65 (как видно на графике) и почти шести миллиардам лет временного удаления.

Обычно используемое понятие (или, если угодно, модель) расстояния до объекта - это расстояние по времени распространения света. То есть, путь, пройденный до нас тем светом объекта, который мы и наблюдаем. Оно очень удобно тем, что равно удалению наблюдаемого объекта от нас во времени. Именно это расстояние отложено на графике зеленым (обозначено D_Т, именно его имеют в виду, когда, например, говорят, что наблюдают далекую галактику на удалении 13 миллиардов световых лет, поясняя, что свет от нее шел к нам 13 миллиардов лет, и именно в терминах этого расстояния радиус видимой Вселенной равен ее возрасту и составляет примерно 13,8 миллиарда световых лет (вторая горизонтальная линия на графике). А еще оно удобно тем, что не слишком зависит от тонкостей и параметров принятой модели устройства и деталей эволюции Вселенной.

Дл любопытства и наглядности можно использовать еще одно понятие расстояния - то расстояние, которое разделяет нас и наблюдаемый объект "сейчас". Я взял это слово в кавычки потому, что определить понятие "Сейчас", то есть, установить общий для Вселенной момент времени - мягко говоря, непросто.
Смысл этого понятия прост - пусть объект десять миллиардов лет назад излучил свет. Свет летел, летел и попал к нам спустя десять миллиардов лет, пролетел за это время десять миллиардов световых лет, и, стало быть, расстояние по времени распространения света до этого объекта равно десяти миллиардам световых лет. Но все эти годы Вселенная расширялась с переменным темпом - вначале чуть замедляясь, потом ускоряясь, - а объект за это время успел от нас удалиться явно больше, чем на эти десять миллиардов световых лет...
Расстояние, которое разделяет нас с наблюдаемым объектом "сейчас", называется расстоянием в сопутствующем времени или сопутствующим расстоянием (comoving distance), обозначается на графике D_С и совершенно ничего не дает ни уму, ни сердцу. Почему? Потому что корректным способом измерения такого расстояния является следующая процедура: необходимо остановить расширение Вселенной и движение времени и отправиться в путь-дорогу на десятки миллиардов световых лет с рулеткой к объекту при остановленном времени. Но так как уши у людей выше лба не растут, и такие процедуры выполнить не в человеческих силах, сопутствующее расстояние рассчитывается, исходя из современных представлений о топологии Вселенной и динамике ее расширения за время, прошедшее с момента наблюдения объекта.
Сопутствующее расстояние, как видно из графика, для удаленных объектов намного превосходит расстояние по времени распространения света. Расчетное сопутствующее расстояние до момента рождения Вселенной (то есть, современное расстояние до... а в самом деле, до чего? - вот тут и становится ясной нехватка физического смысла в этом понятии , так что оно определяется проще - максимально возможное сопутствующее расстояние до любого теоретически наблюдаемого нами объекта Вселенной) согласно современной и наиболее распространной модели Вселенной равно примерно 47,2 миллиарда световых лет. А до самых дальних наблюдаемых объектов - около 33 миллиардов...

И еще один вид расстояния - расстояние, измеренное по яркости, или просто яркостное расстояние D_L. Оно определяется просто: это расстояние, на котором объект данной яркости светил так же, как и наблюдаемый объект, в стационарной плоской Вселенной. Сопоставление яркостного расстояния с расстоянием по времени распространения света явлется очень важным для изучения Вселенной и уточнения модели ее развития.

upd: Еще раз обращаю внимание: приведенные пересчеты красного смещения в расстояния и времена являются модельными - они зависят от величины постоянной Хаббла (темпа расширения Вселенной) и истории ее изменения со временем, которая в свою очередь определяется некоторыми ее параметрами, в первую очередь плотностью материи и темной энергии.
Поэтому все приводимые данные о расстояних и возрастах удаленных объектов имеют точность около десяти процентов, отчего в астрономии для измерения дальних расстояний используют только параметр красного смещения.

[фок Гюнце]

Важное предупреждение.

Если когда-нибудь на своем пути Вы встретите спиральную (или линзовидную галактику, состоящую, как и положено, из гало, диска и красивого яркого центрального образования, Вы, безусловно,  вспомнив ли  рассказ о галактиках в этой теме, или же следуя внутреннему побуждению, назовете последнее балджем. И, в принципе, казалось бы, будете правы - по крайней мере, если не вдаваться в подробности.
Но не вдаваться в подробности и называть без разбору каждую встреченную кошку кошкой (и каждый балдж - балджем) подчас среди людей определенного склада ума не принято. Поэтому прежде, чем обзывать балджем что ни попадя, только бы оно располагалось в центральной части диска галактики, нужно присмотреться к этому располагающемуся повнимательней. А именно, оценить (можно на глаз ), как именно яркость каждого слоя этого центрального образования зависит от расстояния (от центра галактики), на котором этот слой расположен.
Когда Вы присмотритесь к балджу повнимательней, Вы без труда (относительного) заметите, что логарифм яркости каждого его слоя пропорционален -R^(1/n), где R - расстояние от расположения слоя до центра галактики.
И вот теперь Вам останется немногое - определить, чему равна эта самая n. И если n>2, то тогда Вы будете иметь полное право назвать то, что Вы видите, балджем. А вот если n будет меньше двух, то перед Вами - псевдобалдж.
Псевдобалджи, хочу Вам сказать - очень, очень коварные образования, ибо они настолько умело маскируются под балджи, что не будучи вооруженным очень большим телескопом и множеством прилагающихся к нему приборов, отличить их почти невозможно. Поэтому будьте осторожны!

Замечу, что желание отличить балдж от псевдобалджа - это не занудство и не каприз. Исследования показывают, что между балджами и псевдобалджами имеется различие, которое бросается в глаза, если понаблюдать за ними повнимательнее и подольше. Можно не очень долго - может хватить всего лишь нескольких десятков тысяч лет. Главное - при этом не отвлекаться. И иметь хороший большой (даже не обязательно очень большой) телескоп.
Обнаружилось, что скорость звездообразования (SFR) в среднем, в псевдобалджах выше.
Собственно, это подтверждает старые, еще времен введения различий между балджами и псевдобалджами, подозрения в том, что классические балджи образуются быстро, скорее всего, как продукт большого мерджинга, сформировавшего родительскую галактику (или на худой конец, нескольких древних мерджингов, последовательных, но произошедших почти одновременно - с разницей в считанные сотни миллионов, максимум, одного-двух миллиарда лет). В этом отношении, как и в части распределения плотности, они интригующе схожи с эллиптическими галактиками. Впрочем, возможен иной вариант - в древние времена в юном диске галактики могли развиваться неустойчивости, области повышенной плотности, которые при слиянии и торможении до падения на центр галактики формировали балдж (этакие мерджинги в миниатюре, происходящие в галактическом диске). Точнее, формировали они аккреционные диски в центре галактик, впоследствии эволюционировавшие в балджи.
А вот псевдобалджи - это продукты медленного роста, обусловленного закономерным опусканием газа к центру галактики и множественными, происходившими длительное время малыми мерджингами - процесса, именуемого секулярной эволюцией диска.
Кстати, интересно то, что при этом для линзовидных галактик статистически значимого превышения SFR псевдобалджей над SFR балджей не отмечается, и, прочитав о том, как образуются рукава спиральных галактик, это можно понять - именно рукава являются "насосами", перекачивающими газ с периферии диска к его центру и из диска в балдж.

Ну, и косвенно становится понятным, отчего гигантские дисковидные галактики без балджа или с малыми балджами практически всегда являются галактиками поля и никогда - галактиками скопления.

А недавнее сравнение радиоизлучения галактик Сейферта с балджами и псевдобалджами в их центрах подсказывает, что в балджах как правило находятся более массивные центральные черные дыры, а менее массивные центральные черные дыры более характерны для псевдобалджей.
И это тоже косвенно подтверждает, что балджи формировались быстро при больших сухих мерджингах, а псевдобалджи - это продукты медленной (секулярной) эволюции.

[фок Гюнце]

Кстати, о яркостном расстоянии и проблемах, с ним связанных.

Стоит обратить внимание на то, что когда речь идет про удаленные (находящиеся на расстояниях 10-12 и более миллиардов световых лет по времени распространения, то есть, на больших красных смещениях) объекты, то обычно речь идет о квазарах, реже - о гамма-всплесках, словом, об объектах колоссальной яркости, и почти никогда - о галактиках или их скоплениях.
Например, почти невозможным оказывается рассмотреть отдаленные гиперскопления галактик - даже самые крупные галактики с большого расстояния увидеть очень трудно. Поэтому о существовании таких структур приходится догадываться только по наличию групп ярчайших квазаров или статистическому анализу расположения гамма-всплесков.
Почему же даже такие яркие объекты, как крупные галактики, на таких расстояниях становятся почти невидимыми?
Причина - в расширении Вселенной. Оказывается, видимая яркость любого объекта в расширяющейся Вселенной с ростом расстояния падает очень резко. По сравнению с той видимой яркостью, которую объект имел бы в стационарной, нерасширяющейся Вселенной, видимая яркость объекта в расширяющейся Вселенной ослабляется пропорционально четвертой степени величины (1+z), где z - красное смещение. Повторяю: четвертой степени от (1+z).
Вдумайтесь, что это означает. Представьте себе гигантскую галактику, которую мы видим с расстояния в миллиард световых лет. Она выглядит достаточно слабым объектом - но с помощью мощного телескопа ее рассмотреть вполне можно, причем со многими ценными деталями.
Теперь представьте себе эту же галактику, удаленную на десять миллиардов световых лет (красное смещение почти равно 2). В стационарной Вселенной ее видимая яркость уменьшилась бы в сто раз. Плохо, но видно. А в нашей Вселенной - почти в восемь тысяч раз. И кажущееся яркостное расстояние соответственно возрастает.
Если эта галактика удалена на 11,5 миллиарда световых лет (z=3), ее видимая яркость вместо ожидаемых ста тридцати с небольшим раз уменьшится более, чем в тридцать три тысячи раз.
Если она удалена на 12,5 миллиарда световых лет (z=5), ее видимая яркость ослабляется вместо ста пятидесяти раз почти в двести тысяч. Тут уж не о деталях речь - даже ярчайшую галактику можно увидеть только случайно при долгом наблюдении.
А если на 13,25 миллиарда световых лет (z=10), то вместо ста семидесяти пяти - в два с половиной миллиона раз (!). Какое уж тут обнаружение...
И в результате этого неприятного эффекта (космологического ослабления яркости) наблюдение удаленных объектов представляет собой сложнейшую задачу. И не зря при выполнении глубоких обзоров мощнейшие телескопы долгие дни остаются наведенными на одну точку небесной сферы, пытаясь уловить чуть ли не отдельные фотоны и расходуя многие часы драгоценного наблюдательного времени.
PS Обратите внимание на рисунок, иллюстрирующий различные понятия расстояния (в позапрошлом посте).
Космологическое ослабление яркости "отвечает" за то, что с ростом красного смещения яркостное расстояние D_L растет гораздо быстрее других расстояний.
В самом деле, рассмотрим приведенные примеры. Если галактика находится на красном смещении z=3, то, как сказано выше, расстояние до нее по времени распространения DT равно примерно 11,5 миллиарда световых лет. Сопутствующее расстояние DС равняется при этом примерно 21 миллиарду световых лет (но это - уже другая история). А яркость по сравнению с галактикой, удаленной на миллиард световых лет, уменьшилась более, чем в 33 тысячи раз. Соответственно, ее яркостное расстояние равняется 85 миллиардам световых лет.
Соответственно, при красном смещении z=5 расстояние по времени распространения равняется примерно 12,5 миллиарда световых лет, сопуствующее расстояние Dc - около 26 миллиардов световых лет, а яркостное расстояние - 156 миллиардов световых лет.
При z=10 расстояние по времени распространения - около 13,25 миллиарда световых лет, сопутствующее расстояние - 31,5 миллиард световых лет, а яркостное расстояние - 350 миллиардов (!) световых лет.
А если попытаться наблюдать самые-самые ранние галактики (например, при красном смещении z=20), то оказалось бы, что расстояние по времени распространения до них - 13,6 миллиарда световых лет (менее двухсот миллионов лет с момента рождения Вселенной), сопутствующее расстояние Dс примерно равно 36 миллиардам световых лет, а яркостное - 750 миллиардов световых лет.
Ну, и, наконец, расстояние до поверхности последнего рассеяния (я о ней рассказывал - это Вселенная в возрасте 380 тысяч лет, то есть, в момент рождения реликтового фонового излучения: расстояние по времени распространения практически равно возрасту Вселенной (разница - всего 380 тысяч лет! Ну, или световых лет), сопутствующее расстояние - 45,3 миллиарда световых лет, а яркостное расстояние - 50 триллионов (!!!) световых лет.
Вот и представьте себе прелести наблюдения дальних объектов - фактически, самые дальние объекты Вселенной наблюдаются такими, как они выглядели бы с расстояний в сотни миллиардов, а то и триллионы световых лет.

[фок Гюнце]

Да, кстати, о самом красном смещении - на всякий случай

Итак, наша Вселенная расширяется. Это давно известный факт. Можно считать, что она просто расширяется, можно считать, что в ней все время появляется новое пространство - это уже не так важно, хотя второй вариант более правилен и физически реален.
К сожалению, она еще и нестационарно расширяется - раньше она расширялась медленнее, а затем скорость расширения начала расти.
Из-за расширения Вселенной все удаленные объекты, такие как скопления и сверхскопления галактик, а соответственно, и галактики, входящие в них, удаляются друг от друга (эту мысль нужно понять правильно: удаляются друг от друга галактики разных скоплений. Объекты гравитационно связанных систем, будь то две галактики одного скопления, две звезды одной галактики или же планета в планетной системе и ее звезда, друг от друга не удаляются. А вот сверскопления галактик - системы гравитационно несвязанные, составляющие их скопления "удерживает" только принадлежность к древней акустической волне - сгущению материи). И чем дальше находятся два объекта - тем быстрее они друг от друга удаляются. А следовательно если один объект излучает свет с некоторой длиной волны, второй увидит этот свет имеющим большую длину волны (более красным). Это будет связано с тем, что по мере движения фотона на его пути непрерывно появляется новое пространство - и длина волны фотона непрерывно растет в том же темпе, что и появление пространства и, стало быть, расширение Вселенной.
Эффект увеличения длины волны излучения удаленного объекта, обусловленного расширением Вселенной, именуется космологическим красным смещением. Как правило, он проявляется в спектрах удаленных объектов, в которых линии излучения (или поглощения) оказываются смещенными в сторону больших длин волн (к красному концу спектра). Когда были открыты первые квазары, их спектр очень удивил исследователей - смещенные линии находились так далеко, что вначале было неясно, какому атому какая линия вообще принадлежит.
Величина красного смещения определяется параметром смещения z, равным отношению длин принятой и «нормальной» электромагнитной волны минус единица. Так что параметр z=0 соответствует нормальной длине волны, излученной покоящимся относительно нас и не испытывающим красного смещения телом. Соответственно, если, например, параметр z=0,2, то длина волны увеличена на 20%, объект, испустивший ее, удаляется от нас нынче со скоростью 20% скорости света (около 60000 км/с) - что в реалиях нашей Вселенной соответствует расстоянию более трех миллиардов световых лет.
А если красное смещение равно, к примеру, z=2, то объект удаляется нынче со скоростью в 80% скорости света (240000 км/с), что, условно говоря, соответствует расстоянию почти одиннадцать миллиардов световых лет.
Почему условно говоря? Потому что в данном случае о расстоянии говорить уже не очень просто.
Во-первых, из-за неравномерности расширения Вселенной узнать расстояние можно было бы, только точно зная темп ее расширения в любой момент времени от рождения излучения до его приема. Во-вторых, как минимум, надо понимать, о каком расстоянии идет речь - о том, какое было в момент рождения излучения, или имеет место в момент приема. В третьих - просто потому, что расстояния в данном случае бывают разными - они зависят от модели Вселенной, принятой при изучении - плоской, искривленной и пр...
По этим причинам, когда говорят о расстояниях до очень удаленных объектов, величину расстояния, в принципе, называют весьма условно. Безусловно можно говорить о красном смещении объекта и о времени, которое в рамках известных нам данных о Вселенной прошло от ее рождения до того момента, в который мы наблюдаем данный объект. Так, например, сверхудаленная галактика UDFj-39546284 с красным смещением примерно z=11,9, наблюдается нами в том состоянии, в котором она находилась, условно говоря, 13,37 миллиарда лет назад, примерно через 430 миллионов лет после Большого взрыва - но фраза о том, что она удалена от нас на 13,37 миллиарда световых лет, является совершеннейшей условностью. На самом деле, для этой ситуации понять, что такое расстояние, не так уж просто - мы же знаем, что их как минимум, четыре, и все они - разные. Да еще зависят от использованной при их расчете модели самрй Вселенной.

[фок Гюнце]

О вращении звезд поговорили - теперь поговорим о вращении галактик.

Почти полвека назад лет назад Талли и Фишер обнаружили странное обстоятельство - светимость спиральных галактик оказалась очень сильно связана с шириной линии нейтрального водорода в их спектре. Подчеркиваю - не с интенсивностью, а с шириной.
А отчего спектральная линия вообще имеет какую-то ширину? Ширина спектральной линии говорит о том, что ее формируют фотоны разных энергий. А, казалось бы, атом (в данном случае, нейтрального водорода), переходя из возбужденного состояния в основное (то есть конечно, когда электрон в атоме переходит с более высокой на самую низкую орбиту) излучает фотоны строго определенной энергии. Следовательно, мы должны принимать фотоны лишь одной энергии, и ширина спектральной линии должна быть нулевой.
На самом деле, не совсем так. Если некоторые атомы излучают фотон, двигаясь к нам, то мы получаем фотоны более высокой энергии (меньшей длины волны). Точно так же, если некоторые атомы излучили фотон, удаляясь от нас, мы получим от них фотон меньшей энергии (большей длины волны). Это именуется эффектом Допплера. Поэтому в целом, если атомы двигаются в разные стороны, мы будем получать от них фотоны разных энергий (спектральная линия приобретет ненулевую ширину). Ширина спектральной линии позволяет оценить разброс скоростей атомов, которые их излучили.
Самое простое предположение о причинах такого разброса - это разброс температурный. С ростом температуры атомы начинают двигаться быстрее, следовательно, ширина спектральной линии их излучения растет. Кстати, для звезд таким образом можно оценивать температуру излучающей поверхности. Однако для данного случая такое объяснение не проходит по многим причинам. При высокой температуре водород ионизируется, так что никакого нейтрального водорода мы просто не увидели бы. Опять же, отчего вдруг в разных галактиках облака нейтрального водорода должны иметь совсем уж разную температуру - непонятно.
Есть и другое объяснение. Если излучающий объект вращается, от той его части, которая удаляется от нас, мы принимаем (по понятным причинам, связанным с упомянутым выше эффектом Допплера) фотоны меньшей энергии, а от той, которая приближается к нам - большей. Оказалось, что в данном случае именно это объяснение является правильным. Тем более, что наблюдения в других длинах волн (для других спектральных линий) подтвердили ту же закономерность (качественно - а вот количественно для разных длин волн она может несколько различаться, но это не столь принципиально).
Таким образом, выяснилось, что для спиральных галактик имеет место удивительная зависимость - чем ярче галактика, тем быстрее она вращается. Или наоборот - чем быстрее вращается галактика, тем она ярче.
Ну, отчего одна спиральная галактика имеет большую светимость, чем другая, понять, в общем-то, нетрудно. Чем больше в галактике звезд, тем больше у нее светимость. Дело нехитрое.
А вот результат этой нехитрой логической операции удивляет - чем больше звезд в спиральной галактике, то есть, чем больше ее видимая (барионная) масса, тем (в среднем) быстрее она вращается. Интересно...

Рассуждая далее, заметим, что скорость вращения видимой массы галактики зависит от ее невидимой массы (массы темной материи) - именно масса темной материи на самом деле определяет основную массу галактики, а распределение этой "скрытой" массы по радиусу - динамику ее движения. Таким образом, зависимость Талли-Фишера устанавливает связь между видимой массой галактики и общей ее массой (то есть, массой темной материи в ней) и показывает нам, что содержание темной материи в галактике не является случайным - по какой-то пока не совсем  ясной (а то, что ясно - то своеобразно) закономерности, связанной с подробностями эволюции галактик, эти величины являются взаимосвязанными.
Зависимость Талли-Фишера кроме теоретического интереса полезна и практически - для дальних галактик она позволяет, измерив ширину линий в их спектре, оценить их светимость а следовательно, и массу (то, что называется "вторичными стандартными свечами". Вторичные свечи - это свечи, для калибровки которых (установления масштаба расcтояний) нужны независимые методы - первичные свечи.).

Важно еще и то, что, что зависимость Талли-Фишера распространяется только на "нормальные" дисковидные галактики. А вот для больших эллиптических галактик действует другая, менее выраженная зависимость - зависимость Фабер-Джексона. Но все равно, и их яркость, хоть и в меньшей степени, связана со скоростью их вращения, что тоже говорит о деталях их формирования и эволюции.


Говоря конкретно, в норме дисковидные галактики вращаются со скоростью, пропорциональной примерно 0,27-0,3 степени их массы (это и есть сам закон Талли-Фишера).
Большие же эллиптические галактики вращаются со скоростью, пропорциональной 0,25 степени их массы (закон Фабер-Джексона).

А вот балджи дисковидных галактик подчиняются своему, особому закону вращения.  Они вращаются со скоростью,  более или менее пропорциональной 0,2 степени массы центральной черной дыры (так называемый закон M-σ ).  И что любопытно - этот  своеобразный закон вращения теоретически соответствует динамике вращения распадающегося диска аккреции вокруг массивного тела (центральной черной дыры). Я упоминал как-то принципиальное отличие балджей от эллиптических галактик - вот оно. Заодно имеем очень правдоподобное предположение о путях формирования балджей.
Кстати, замечу, вращение центральных областей гигантских эллиптических галактик бывает очень сходным с вращением балджей. Хотя нужно учитывать, что за миллиарды лет огромная внешняя масса большого эллиптикала вносит во вращение его центальной области заметные коррективы.

[фок Гюнце]

И немного о единицах расстояния.

Метр - расстояние, пройденное фотоном в вакууме при отсутствии влияния гравитационных полей за 1 / 299 792 458 секунды. Для справки: секунда - это интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного (квантового) состояния атома цезия-133 в покое при 0 К при отсутствии возмущения внешними полями. Можно считать, что метр - это расстояние, которое фотон в вакууме при отсутствии гравитационного поля успевает преодолеть за 30,663318988498369762190615215544 переходов между указанными уровнями.
Километр - тысяча метров. Ровно тысяча. 10³.

Астрономическая единица (а.е., AU) - грубо говоря, радиус земной орбиты. Менее грубо - среднее расстояние между центрами масс Земли и Солнца. Более строго говоря - расстояние, равное радиусу круговой орбиты в изотропных координатах, период обращения по которой, при пренебрежении всеми телами Солнечной системы кроме Солнца, был бы точно равен периоду обращения Земли. Принята равной 149 597 870 700 метрам. Для справки - большая полуось земной орбиты равна 1,000000036406 а. е.

Световой год (св. г., ly) - расстояние, которое свет проходит в вакууме, не испытывая влияния гравитационных полей, за один юлианский год. Примерно равен 9 460 730 472 580,82 километрам или 63 241,1 а.е.

Парсек (параллакс-секунда, параллакс угловой секунды, пк, пс, pc) - расстояние, с которого расположенный перпендикулярно лучу зрения объект длиной в одну астрономическую единицу виден под углом в одну угловую секунду (1″ ). Смысл единицы - в том, что астрономическая единица практически равна радиусу орбиты Земли и, соответственно, если мы наблюдаем объект, удаленный на один парсек, то его видимое положение на небесной сфере за полгода изменится за счет параллакса (изменения положения наблюдателя, вызванного вращением Земли вокруг Солнца) на две угловых секунды. Один парсек - это примерно 3,2616 светового года или 206 264,8 астрономических единицы или 30,8568 триллиона километров.
Производные единицы парсека:
- килопарсек (кпк) - тысяча парсек. Используется для галактических расстояний. Так, расстояние от Солнца до центра Галактики - около восьми кпк, диаметр тонкого диска Млечного пути - около 30 кпк;
- мегапарсек (Мпк) - миллион парсек. Используется для измерения расстояний до недалеких галактик. Так, расстояние от нашей Галактики до галактики Андромеды - 0,77 Мпк;
- гигапарсек (Гпк) - миллиард парсек. Используется для исчисления расстояний до дальних космических объектов. При этом следует четко представлять себе, что расстояние, измеренное по красному смещению света, испущенного наблюдаемым объектом и зависящее от длины пройденного этим светом пути, оказывается меньшим, чем современное расстояние до этого объекта за счет расширения Вселенной. При этом первое определяется с учетом изменения темпа расширения Вселенной (постоянной Хаббла) за время распространения света, а второе еще и зависит от принятой в расчете модели Вселенной. Например, расстояние до самых удаленных объектов, наблюдаемых в настоящее время, равно примерно четырем гигапарсекам, если под расстоянием подразумевается путь, пройденный светом от этого объекта до нас за тринадцать с лишком миллиардов лет. В то же время в рамках наиболее распространенной модели Вселенной "современное" расстояние до этих объектов (в тех пределах, в которых это понятие имеет смысл) условно равно 14 Гпк (сопутствующее расстояние). Именно поэтому для столь удаленных объектов понятие расстояния, как правило, не используется, а их удаленность характеризуется либо параметром красного смещения z, либо временем, которое согласно современным представлениям прошло от момента излучения этим объектом света, который мы наблюдаем, до настоящего времени. То есть, говорится, например, о временном удалении на 13,25 миллиарда лет или параметре красного смещения z=10, а не о расстоянии в 4,06 Гпк (по времени распространения) или 14 Гпк (сопутствующее расстояние).

А самая большая единица длины в астрономии - километр в секунду.
Думаете, это вообще не единица длины? Напрасно - нужно просто правильно ей пользоваться.
Если использовать эту единицу простым и скучным способом - для измерения скорости, то километр в секунду равен тысяче метров в секунду. Или, если угодно, 1/299792,458 скорости света.
Но это - если простым и скучным способом. Но есть на свете такая наука - астрономия - которая простоты избегает.  В результате в этой науке многое обстоит не так, как у людей. Например, в ней подчас используются двадцатишестиричные системы счисления*, ранние типы происходят от поздних, сера и углерод являются металлами, подчас случаются кратковременные события, длящиеся миллиард лет, для определения возраста может требоваться знание разности цветов, а один и тот же объект оказывается удаленным от нас одновременно на четыре разных расстояния, одно из которых с ростом остальных трех может уменьшаться.
Поэтому было бы удивительным, если бы астрономия ограничилась скучным, обыденным и тривиальным применением километра в секунду для измерения скорости. Разумеется, нет - в астрономии в километрах в секунду определяются еще и размеры крупнейших структур Вселенной - например, сверхскоплений галактик или войдов. При этом (возможно, чтобы не быть слишком уж экстравагантными) расстояния в километрах в секунду обычно не определяются, для удаленных объектов используется параметр красного смещения, - а километры в секунду используются именно для измерения размеров.
Как это делается? В принципе, просто. Вселенная расширяется, и скорость ее расширения определяется постоянной Хаббла. При этом в ней непрерывно появлется новое пространство, в результате чего любой отрезок длиной миллион световых лет за каждую секунду увеличивается примерно на 21,6 километра. Или, что то же самое, любой отрезок длиной 46330 световых лет увеличивается за секунду на километр. А следовательно, при измерении размеров объектов отрезок в 46330 световых лет можно обозвать километром в секунду - и дальше пользоваться такой единицей измерения. При этом она имеет большое достоинство по сравнению с обычными метрами, километрами и им подобными мегапарсеками - постоянная Хаббла определена не слишком точно, и расстояние в километрах при ее уточнении может измениться, а вот расстояние, определенное в километрах в секунду, можно измерить с высокой точностью по красному смещению.
Повторю, эту величину используют только для определения расстояний крупнейших структур. Для измерения всякой мелочи типа галактик используют привычные световые годы и парсеки, и никто не скажет, что поперечник диска нашей Галактики равен двум с половиной километрам в секунду. Хотя это правда...
А вот фразы типа "Крупнейшие структурные элементы Вселенной достигают размеров 8-15 тысяч километров в секунду", "Крупнейшее достоверно известное гиперскопление, Великая стена Слоан, имеет длину 30000 км/с", "Характерные диаметры войдов колеблются от двух до пяти тысяч километров в секунду, иногда достигая 10000 км/с" или "В масштабах, больших 25 - 30 тысяч километров в секунду, структура Вселенной может считаться однородной" широко распространены и никого не удивляют.
Поэтому, встретив фразу "Местное скопление галактик принадлежит сверхсоплению Девы, имеющему размер около пяти тысяч километров в секунду", не удивляетесь - просто помните, что при определении размеров один километр в секунду равен 46330 световых лет или, если угодно, примерно 440000000000000000 километрам.

*

Не верите? Напрасно.
Посмотрите, как в астрономии обозначаются, скажем, сверхновые звезды. Обозначение сверхновой в астрономии состоит из классификатора объекта (SN), года открытия, которые почему-то (возможно, по недосмотру) записывается в десятичной системе и порядкового номера регистрации сверхновой в указанном году, записанного в двадцатишестиричной системе. Цифры в этой системе обозначаются латинскими буквами, причем в однозначных числах используются прописные буквы, а в двузначных и более - строчные.
Так, первая зарегистрированная сверхновая этого года будет обозначена SN2021A, пятая - SN2021E, двадцать шестая - SN2021Z, двадцать седьмая - SN2021aa, тридцать первая - SN2021ae, а если доживем до триста шестьдесят пятой, она будет именоваться SN2021na.
Словом, один галлеон равен Q сиклям, а в каждом сикле - ac кнатов. Коротко и ясно.

[фок Гюнце]

И кое-что о планетах. Точнее, о том, что планетами не является.

Мы до сих пор не знаем, что такое планета.

Известная  резолюция №5 XXVI Генеральной Ассамблеи Международного Астрономического Союза дала определение планеты только для тел Солнечной системы. Согласно ее определению, планета должна обладать тремя признаками:
1. Иметь самостоятельную орбиту, расположенную вокруг Солнца (не быть спутником другой планеты). Замечу, формально этому требованию соответствует Луна.
2. Иметь массу, которая достаточна, чтобы поддерживать гидростатическое равновесие (планета должна иметь близкую к сферической форму), но недостаточна для инициации термодерной реакции (в противном случае тело является звездой).
3. Обладать в окрестности своей орбиты гравитационным доминированием (гравитация планеты должна быть достаточной, чтобы захватить все малые тела в своей окрестности либо очистить от них прилегающее к ее орбите пространство).
При невыполнении любого из этих условий космическое тело планетой не считается.
За невыполнение третьего условия из планет был разжалован Плутон, который нынче вместе с Эрис, Хаумеа, Макемаке и Церерой (и, практически наверняка, Седной) составляет группу карликовых планет.
Замечу - определение относится только к телам Солнечной системы Общего определения для Вселенной в астрономии до сих пор не выработано. Тому есть множество причин - перечислю основные.

Причина первая, связанная с местоположением. Для тел Солнечной системы определение планеты обязательно предусматривает наличие самостоятельной орбиты, по которой она обращается вокруг Солнца. В более общем случае известны тела планетарной массы, которые не обращаются вокруг звезд, а летают по межзвездному пространству, причем по некоторым расчетам, их количество может быть сравнимым с количеством звезд в Галактике. Следует ли считать тела, подобные планетам, но не движущиеся по самостоятельной орбите вокруг звезды, планетами?
Вопрос серьезнее, чем кажется. Стоит только отказаться от критериев местоположения и характера движения в пространстве, немедленно возникнет вопрос о том, отчего из категории планет исключаются явно планетоподобные тела, обладащие массой, обеспечивающей гидростатическое равновесие, но обращающиеся вокруг другой планеты (Ганимед с Титаном, которые размером побольше заведомо относящегося к планетам Меркурия - особенно). Если же не отказываться - тогда тело, обращающееся не вокруг звезды, а вокруг центра Галактики или вообще, двигающееся по траектории, не явлющейся устойчиво воспроизводимой относительно какого-то небесного тела, ("бродячая планета" ) планетой не считется. Тогда вопрос: к какой категории бродячие планеты отнести.
Дополнительная проблема: если заведомая планета (то есть, тело, соответствующее самым строгим критериям определения планеты) в силу потери устойчивости движения покидает свою звездную систему, изменяется ли его статус? Предположим, Нептун, который заведомо является планетой, в результате какого-то катаклизма улетит от Солнца - перестанет ли он быть планетой?
И еще одна дополнительная проблема - в кратной системе тело планетной массы может обращаться по устойчивой орбите, гравитационно связанной с остальными телами системы. То есть, очень условно говоря, как и они все, обращаться вокруг общего центра масс. Тогда по характеру движения данное тело ведет себя так же, как и звезды в этой системе. При этом масса самого тела может быть небольшой (к примеру, равной массе Земли). К какой категории отнести такое тело, учитывая, что бродячим оно не является, но и вокруг звезды не вращается?

Причина вторая, связанная с происхождением. В солнечной системе планеты образованы из протопланетного аккреционного диска за счет роста случайно возникавших в нем сгущений. В принципе, тела планетной массы (особенно, массивные) могут возникать непосредственным коллапсом газопылевого облака (по механизму возникновения звезд). Следует ли считать тела, возникшие таким образом, планетами, или для них нужно, как это часто делается, выделять специальный класс "субкоричневых карликов" (тела массы до 12,57 массы Юпитера, то есть с массой, недостаточной для возникновения ядерных реакций, но возникшие за счет коллапса газопылевого облака)?
Вопрос тоже не столь прост. Если исключить генетику из критерия отнесения небесного тела к разряду планет, можно столкнуться с самыми неожиданными вопросами. К примеру, ответ на указанный выше вопрос, являются ли планетами субкоричневые карлики, мягко говоря, неочевиден. А ведь есть и более изысканные вопросы, к примеру: если в кратной системе белый карлик утратит большую часть массы по тем или иным причинам, можно ли его начать считать планетой? И если можно, то начиная с какой массы? Вопрос вовсе не праздный - знаменитая "алмазная планета" PSR J1719-1438b, обращающаяся вокруг нейтронной звезды PSR J1719-1438, является остатком белого карлика, почти полностью разрушенного взрывом сверхновой, сформировавшей саму нейтронную звезду (алмазной она именуется по веществу, из которого состоит. Да-да, именно по этому самому). Если не брать в расчет критерии происхождения, можно ли эту бывшую звезду считать нынешней планетой?
С другой стороны, рассматривая некое тело, обращающееся вокруг звезды, мы не всегда можем быть уверенными в его происхождении и механизме образования. Если к планетам причислять тела по критерию механизма их образования, может возникнуть явная неопределенность.

Особенные сложности возникают при комбинации перечисленных факторов.

Замечу еще, что благодаря великолепной стабильности вращения нейтронных звезд около них можно обнаруживать (по гравитационному воздействию) достаточно маломассивные объекты. В частности, так обнаруживали обращающиеся вокруг пульсаров тела массой, скорее, приличествующей увесистому астероиду. Чем их считать и куда отнести?

Таким образом, изучение реалий мира показало, что термин "планета" оказывается далеко не столь очевидным и простым для понимания, как это могло показаться еще два десятилетия назад. И формальный подход к критериям определения планеты вызван сугубо естественными и весьма разумными причинами. Поэтому до удовлетворительного разрешения всех вопросов, связанных с пониманием того, что же следует считать планетой, в современной астрономии для случаев, подобных перечисленным, то есть, для тел планетной массы, по особенностям происхождения, движения, месторасположения, состава или иным не в полной мере соответствующим интуитивным представлениям о характерной планете, пока используется термин "планемо". Так  что открываемые в изобилии экзопланеты - это, строго и формально говоря, не планеты.

[фок Гюнце]

Упомянул Солнечную систему - решил и про нее рассказать.

Итак, Солнечная система - это планетная система звезды Солнце. Планетной системой называется гравитационно связанная система, состоящая из звезды и не являющихся звездами объектов. Планетные системы не нужно путать со звездными системами (двойными и кратными звездами) - гравитационно связанными системами, состоящими  из двух или нескольких  звезд, а также, возможно, объектов, не являющихся звездами.

В состав планетной системы Солнца входят:

1. Солнце - звезда класса G2V, сосредоточившая в себе 99,866% массы системы (и только два процента ее вращательного момента). Возраст звезды - около 4,57 миллиарда лет.

2. Восемь планет, обращающихся вокруг Солнца, большинство из которых имеет систему спутников разнородного происхождения. Планеты разделены на две группы - планеты земной группы (четыре ближайших к Солнцу небольших планеты, преимущественно состоящих из тяжелых элементов, образующих тугоплавкие породы, относящиеся к классу миниземель (или по другой классификации - две земли и две миниземли) и гигантские планеты (четыре более удаленные планеты, в состав которых входит большое количество газов и легких элементов). К последним относятся два газовых гиганта - Юпитер и Сатурн - и два более удаленных ледяных гиганта - Уран и Нептун. Из планет земной группы спутниками обзавелись всего две. Земля имеет крупный спутник, образовавшийся вскоре после ее формирования (предположительно, 4,36 миллиарда лет назад) при столкновении с протопланетоидом - при этом многие указывают, что, поскольку строго говоря, этот самый спутник обращается не вокруг Земли, а вокруг Солнца (сила притяжения со стороны Солнца в два раза больше, чем со стороны Земли), систему Земля-Луна правильнее считать двойной планетой. Марс имеет два малых спутника неясного происхождения. Газовые гиганты имеют кольца и очень развитую систему спутников. Ледяные гиганты тоже имеют кольца, а их спутниковые системы менее развиты (у Урана их известно 27, у Нептуна - 14, в то время, как у Юпитера - 79, а у Сатурна - 82). На газовые и ледяные гиганты и их спутниковые системы приходится 99 процентов массы околосолнечного вещества.
2а. Деталь планетной системы - главный пояс астероидов, расположенный преимущественно в промежутке между планетами земной группы и газовыми гигантами. Часть объектов пояса была выброшена из него гравитационными взаимодействиями и находится на орбитах вне пояса. Причиной формирования пояса астероидов послужили гравитационные возмущения со стороны газовых гигантов, в первую очередь, Юпитера, не позволившие веществу в этой зоне сформировать компактный объект. Среди объектов пояса астероидов есть одна карликовая планета - Церера.
Последние данные по суммарной массе главного пояса - 0,0004±0,0000029 от массы Земли.

3. Пояс Койпера - находящаяся за орбитой Нептуна область, заполненная малыми телами, которые не смогли сформировать компактный объект из-за большой величины зоны и гравитационных возмущений при формировании солнечной системы. Объекты пояса Койпера легко отличить от астероидов по важному признаку - астероиды по составу сходны с планетами земной группы и состоят из тяжелых элементов, формирующих тугоплавкие вещества (силикаты и металлы), а объекты пояса Койпера близки по составу к газовым гигантам. Суммарная масса объектов пояса Койпера более, чем на порядок (возможно - на два) превосходит суммарную массу пояса астероидов. Среди объектов пояса Койпера есть как минимум три карликовые планеты - Плутон, Макемаке и Хаумеа. Часть объектов пояса Койпера за время существования Солнечной системы по тем или иным причинам его покинула. Некоторые из них наблюдаются как короткопериодические кометы, а как минимум два - Тритон (крупнейший из известных объектов пояса) и Феба - были захвачены, соответственно, Нептуном и Сатурном и являются их спутниками. Пояс Койпера начинается от орбиты Нептуна (30 астрономических единиц от Солнца) и, ориентировочно, простирается до 55 а.е.
Ориентировочная суммарноая масса объектов в пределах пояса - 0,02 массы Земли. В пятьдесят раз больше массы главного пояса астероидов.

4. Рассеянный диск - зона, слабо заполненная малыми телами, орбиты которых, как правило, имеют большой эксцентриситет и большое наклонение к плоскости вращения Солнечной системы. Считается, что они являются, преимущественно, выброшенными "наружу" за счет гравитационных взаимодействий объектами пояса Койпера. Среди объектов расеяннного диска - крупнейшая известная карликовая планета Эрис (Эрида). С объектами рассеянного диска дело обстоит не слишком просто - например, кандидат в карликовые планеты Седна имеет очень вытянутую орбиту (перигелий 76,1 а.е., афелий - 942 а.е. и приобрести такую форму орбиты гравитационными взаимодействиями с известными планетами она не могла. Возможные версии - взаимодействие с гравитационным полем другой звезды или неизвестной очень удаленной планеты нашей системы.

5. Облако Оорта - внешняя часть Солнечной системы. Формально говоря, не открыто, потому что в нем не найден ни один (находящийся там в данный момент) объект. Однако же объекты, оттуда являющиеся, люди наблюдают регулярно - это долгопериодические кометы. Внешние границы облака Оорта находятся на большом расстоянии - возможно, более одного светового года. Считается, что объекты пояса Оорта образовались ближе к Солнцу и были выброшены на большие расстояния при формировании Солнечной системы гравитационным полем планет-гигантов (по одной из версий, именно этот процесс привел к поздней тяжелой бомбардировке). Еще один вариант - гравитационные воздействия ближайших звезд в период формирования Солнца и солнечной системы (Солнце возникало в составе рассеянного звездного скопления, насчитывавшего несколько сотен звезд, причем, сформировалось среди них одним из последних). Некоторые астрономы считают упомянутую выше Седну объектом облака Оорта.
Облако Оорта включает две компонента - внутреннее облако, имеющее форму сплюснутого тора, и внешнее, сферическое. Интересно то, что анализ траекторий долгопериодических комет привел к появлению версии, по которой на расстоянии более полутора световых лет от солнца находится планета-гигант массой до четырех масс Юпитера. Неоткрытую планету окрестили Тюхе. Впрочем, тонкий анализ орбит тел пояса Койпера позволяет строить и другие версии и варианты возможных масс и орбит этой гипотетической девятой планеты. Например, в одной из моделей ее масса составляет около десяти земных (суперземля), диаметр орбиты около 700 астрономических единиц, период обращения порядка 15-20 тысяч лет.
Более поздняя модель - если она существует, то наиболее вероятными ее характеристиками являются: расстояние в афелии 654 астрономических единицы, масса - от 6 до 12 земных. Суперземля или небольшой ледяной гигант. Период обращения - около семнадцати тысяч лет.

В общем, существование девятой планеты окончательно не подтверждено и не доказано. Зато если ее существование подтвердится, то наиболее вероятным источником ее появления окажется прямой грабеж - захват планеты у чужой звезды на заре существования Солнечной системы.

[фок Гюнце]

И небольшое дополнение - рейтинг тел Солнечной системе по массе.

Приведены тела солнечной системы, имеющие массу, большую 0,2% земной.
Указаны приблизительные массы тел в единицах массы Земли.
1. Солнце, звезда класса G2V - 333000.
2. Юпитер, планета-газовый гигант - 318.
3. Сатурн, планета-газовый гигант - 95.
4. Нептун, планета-ледяной гигант - 17,1.
5. Уран, планета-ледяной гигант - 14,5.
6. Земля, планета земной группы - 1.
7. Венера, планета земной группы - 0,815.
8. Марс, планета, миниземля - 0,107.
9. Меркурий, планета, миниземля - 0,055.
10. Ганимед, спутник (Юпитера) - 0,025.
11. Титан, спутник (Сатурна) - 0,023.
12. Каллисто, спутник (Юпитера) - 0,018.
13. Ио, спутник (Юпитера) - 0,015.
14. Луна, спутник (Земли) - 0,0123. Возможно, пара Земля-Луна может быть классифицирована как двойная планета.
15. Европа, спутник (Юпитера) - 0,008.
16. Тритон, спутник (Нептуна) - 0,0036.
17. Эрида (Эрис), карликовая планета - 0,0028.
18. Плутон, карликовая планета - 0,0022.

Примечание. Карликовые планеты - класс тел Солнечной системы, соответствующих первым двум пунктам  резолюции №5 XXVI Генеральной Ассамблеи Международного Астрономического Союза (см. выше), то есть, имеющих самостоятельную орбиту вокруг Солнца и достаточную массу для приобретения близкой к шарообразной формы), но не соотвествующих третьему (по причине недостаточной массы не способных осуществлять гравитационное доминирование на своей орбите).