Astronoomid teadsid teiste galaktikate olemasolust juba 20. sajandi alguses. Hoolimata asjaolust, et esimesed avastatud galaktikad olid teadlastele juba teada, nimetati neid algul udukogudeks, omistades need meie galaktikale - Linnuteele. Teadlased on oletanud, et need udukogud võivad esindada eraldiseisvaid tähesüsteeme. Sellised hüpoteesid ei pidanud aga teadusmaailma kontrollile vastu. See oli tingitud vaatlustehnika ebatäiuslikkusest.
Galaktika uurimine
Eesti astronoom Ernst Epik suutis 1922. aastal välja arvutada ligikaudse kauguse, mis eraldab päikesesüsteemi Andromeeda udukogust. Andmed, mis astronoom said, on 0,6 arvudest, mis teadlastel praegu on – ja see on veelgi täpsem arvutus kui E. Hubble’i oma. Edwin Hubble ise kasutas 1924. aastal tolle aja suurimat teleskoopi. Selle läbimõõt oli 254 cm. Hubble tegi ka arvutused kauguse kohta Andromeedast. Nüüd on teadlastel täpsemad andmed, mis on kolm korda väiksemad kui Hubble'i omad, kuid siiski on see vahemaa nii suur, et udukogu ei saa kuidagi olla osa meie galaktikast. Nii sai Andromeeda udukogust esimene eraldiseisev galaktika.
Galaktikaparved
Nagu tähed, moodustavad galaktikad erineva suurusega rühmi. Pealegi väljendub see omadus neis palju suuremal määral kui tähtedes. Enamik tähti ei kuulu parve, olles osa meie galaktika üldväljast. Linnutee (kohalik galaktika) hõlmavas galaktikate rühmas on 40 galaktikat. See rühmitus on kogu universumis väga levinud.
Vaatlemiseks saadaval galaktikate rühm
Galaktikaparve teadaolevat osa nimetatakse "Metagalaktikaks" – seda saab jälgida astronoomiliste meetoditega. Metagalaktika koosseisu kuulub umbes miljard galaktikat, mille vaatlemine on võimalik teleskoopide abil. Linnutee on üks metagalaktikasse kuuluvatest tähesüsteemidest. Meie galaktika ja umbes 1,5 tosinat muud galaktikat on osa galaktilisest rühmast, mida nimetatakse kohalikuks galaktikate rühmaks.
Metagalaktika uurimise võimalused tekkisid peamiselt 20. sajandi lõpus. Astronoomid on välja selgitanud, et galaktikatevahelises ruumis on kosmiline ja elektromagnetiline kiirgus, üksikud tähed, aga ka galaktikatevaheline gaas. Tänu teaduse edusammudele on saanud võimalikuks uurida erinevat tüüpi galaktikaid – kvasareid, raadiogalaktikaid.
Metagalaktika omadused
Mõnikord meeldib astronoomidele nimetada metagalaktikat "suureks universumiks". Tehnoloogia ja teleskoopide täiustumisega muutub üha suurem osa sellest vaatlemiseks kättesaadavaks. Astronoomid arvavadet Linnutee ja järgmised 10-15 galaktikat on sama galaktikaparve liikmed. Metagalaktikas on väga levinud galaktikate parved, mille arv ulatub 10 liikmest mitmekümne liikmeni. Sellised rühmad on suurte vahemaade astronoomide jaoks halvasti eristatavad. Põhjus on selles, et kääbusgalaktikaid pole nähtavad ja sellistes rühmades on tavaliselt vaid mõned hiiglaslikud galaktikad.
Einsteini relatiivsusteooria järgi võivad suured massid enda ümber ruumi painutada. Seetõttu ei ole Eukleidese geomeetria sätted selles ruumis õigustatud. Ainult metagalaktika laial skaalal võib näha erinevusi kahe teadusliku lähenemise – Newtoni mehaanika ja Einsteini mehaanika – vahel. Metagalaktikas toimib ka nn punase nihke seadus. See tähendab, et kõik meid ümbritsevad galaktikad taanduvad eri suundades. Pealegi, mida kaugemale nad eemalduvad, seda suuremaks muutub nende kiirus.
Galaktikate tüübid kuju järgi
Galaktilised klastrid võivad olla avatud või sfäärilised. Need võivad hõlmata kümneid ja isegi tuhandeid erinevaid galaktikaid. Meile lähim galaktika asub Neitsi tähtkujus ja on 10 miljoni parseki kaugusel. Galaktikaparved, mida nimetatakse regulaarseks, on sfäärilise kujuga. Neid moodustavad galaktikad kipuvad koonduma ühte punkti – galaktikate parve keskmesse. Tavalistel kobaratel on juba suur tihedusgalaktikad, kuid nende keskmes saavutab kontsentratsioon maksimumi. Tavalistel parvedel on aga ka erinevusi, mis väljenduvad peamiselt nende tiheduses ja neid moodustavate galaktikate erinevas arvus.
Kõige suurema tihedusega galaktikad
Näiteks Coma of Veronica galaktikate rühma eristab suur hulk komponente ja Pegasuse moodustavad galaktikad on tihedad. See on eriti kõrge Pegasuse keskosas. Siin ulatub tihedus 2 tuhandeni galaktikad 1 kuupmegaparseki kohta. Naabergalaktikad praktiliselt puudutavad üksteist ja nende tihedus on ligi 40 tuhat korda suurem kui metagalaktika tihedus. Suur tihedus on iseloomulik ka Põhjakorooni galaktikate rühmadele.
Kust galaktikad tulid?
Siiani ei saa teadlased sellele küsimusele täpset vastust anda. Suure Paugu teooria kohaselt oli noor universum aga täis vesinikku ja heeliumi. Sellest paksust pilvest hakkasid tumeaine (ja seejärel gravitatsioonijõudude) mõjul moodustuma esimesed tähed ja täheparved.
Millal ilmusid universumisse esimesed tähed?
Mõnede astronoomide sõnul ilmusid tähed üsna varakult – juba 30 miljonit aastat pärast Suurt Pauku. Teised on veendunud, et see arv on 100 miljonit aastat. Kaasaegse tehnoloogiaga tehtud uuringud näitavad, et valgustid moodustati korraga mitmes tükis – sageli ulatus see arv isegi sadadesse. Seda soodustasid gravitatsioonijõud, mis mõjutavad universumit täitnud gaasi. Gaasipilved keerlesid ketasteks ja nendes tekkisid järk-järgult tihendused, millest said siis tähed. Varases universumis olid esimesed tähed tõesti hiiglaslikud, sest neil oli nende jaoks palju "ehitusmaterjali".
Suurimat astronoomide avastatud galaktikate parve nimetatakse SPT-CL J0546-5345. Selle mass on peaaegu võrdne 800 triljoni päikese massiga. Teadlastel õnnestus tuvastada hiiglaslik galaktika astronoomilise Sunyajevi-Zeldovitši efekti abil – see seisneb selles, et mikrolainekiirguse temperatuur langeb, kui see interakteerub universumi hiiglaslike objektidega. See parv on meist 7 miljardi valgusaasta kaugusel. Teisisõnu, astronoomid jälgivad seda nii, nagu see oli 7 miljardit aastat tagasi – ja see on 6,7 miljardit aastat pärast Suurt Pauku.
Universumi kaugel avarustes avastati veel üks galaktikate parv, mis moodustas eraldiseisva kosmosesüsteemi – ACT-CL J0102-4915. Astronoomid on andnud sellele tohutule galaktikate rühmale hüüdnime El Gordo, mis tähendab hispaania keeles "rasv". Selle kaugus Maast on 9,7 miljardit valgusaastat. Selle galaktikate rühma mass ületab Päikese massi 3 miljoni miljardi võrra.
Veronica juuksed
Koomaparv on üks huvitavamaid galaktilisi rühmitusi metagalaktikas. See sisaldab umbes mitu tuhat galaktikat. Need asuvad Linnuteest mitmesaja miljoni valgusaasta kaugusel. Enamusgalaktikad on elliptilised. Veronica juukseid ei erista eredad tähed - isegi alfa, mida nimetatakse tiaaraks, on väike. Selles tähtkujus võib vaadelda nõrg alt helendavate tähtede kogumit "Coma", mis ladina keeles tähendab "juuksed". Vana-Kreeka õpetlane Eratosthenes nimetas seda klastrit "Ariadne juusteks". Ptolemaios omistas selle Lõvi täheparvele.
Üks kaunemaid galaktikaid tähtkujus on NGC 4565 ehk nõel. Meie planeedi pinn alt on see servapidi nähtav. See asub Päikesest 30 miljoni valgusaasta kaugusel. Ja galaktika läbimõõt on üle 100 tuhande valgusaasta. Veronica karvas on ka kaks interakteeruvat galaktikat – NGC 4676 või, nagu seda rühma nimetatakse ka "hiirteks". Need eemaldatakse Ma alt 300 miljoni valgusaasta kaugusel. Uuringud on näidanud, et kui need galaktikad on üksteist läbinud. Teadlased viitavad sellele, et "hiired" põrkuvad kokku rohkem kui üks kord, kuni nad muutuvad üheks galaktikaks.
