A LOKÁLIS HALMAZ
A galaxisok nem egyenletesen elszórva találhatók a Világegyetemben, hanem
80-90%-uk csoportokba rendeződik, ezeket nevezzük galaxishalmazoknak. Az a
galaxishalmaz, melynek a Tejútrendszerünk is tagja, a Lokális Halmaz.
A Lokális Halmazt a benne lévő galaxisok egymásra kifejtett kölcsönös
gravitációs vonzó hatása tartja össze, így nem vesznek részt a Világegyetem
általános kozmológiai tágulásában. A rendszer átmérője 5 millió fényév
körüli, jelenleg 33 tagját ismerjük, a teljes szám ennek az értéknek a
kétszerese körül lehet. Ez a 33 galaxis típusát és tömegét tekintve nem
egyforma. A Lokális Halmazt két hatalmas objektum uralja: Tejútrendszerünk
és a szabadszemmel is könnyen megpillantható Androméda-galaxis (M31). Ez a
halmaz felépítésében is megfigyelhető: a többi galaxis nagy része ugyanis
ezek körül kering kísérőgalaxisokként.
A Tejútrendszerről már olvashattunk, vizsgáljuk most meg az M31-et. Az
Androméda-galaxis a Lokális Halmaz legnagyobb tagja, Tejútrendszerünkhöz
hasonlóan spirális galaxis. Átmérője kb. másfélszerese a miénknek, tömege
pedig mintegy kétszerese. A Tejútrendszerrel együtt ennek a két óriás
galaxisnak a gravitációs hatása dominál a rendszerben, melynek középpontja
kb. félúton van a két galaxis között. A Lokális Halmazban a harmadik
spirális galaxis az M33 jelzésű, ez a harmadik legnehezebb tagja a
rendszernek. Átmérője azonban csak 20 ezer fényév, tömege tizede a
Tejútrendszerének. A többi galaxis között egy nagyobb elliptikust találunk,
az M32-t, a "maradéknak" pedig fele törpe elliptikus, fele pedig
szabálytalan galaxis. Az ilyen törpegalaxisok csak néhány százezer csillagot
tartalmaznak, azaz csillagtartalomban egy nagyobb gömbhalmaz is felveheti
velük a versenyt. (Méretben azonban nagyobbak a gömbhalmazoknál, így
centrumukban kisebb a csillagok sűrűsége.)
Tejútrendszerünknek 11 kísérőgalaxisát fedezték fel eddig, közülük a
legnagyobbak a Kis- és a Nagy Magellán-felhők, mindkét objektum
megfigyelhető szabadszemmel a déli égen. A Nagy Magellán-felhő szabálytalan
galaxisként van kategorizálva, bár spirális jellegű belső szerkezettel is
rendelkezik. Távolsága 160 ezer fényév, tömege kb. 10 milliárd naptömeg. A
Kis Magellán-felhő távolsága 200 ezer fényév, tömege mintegy 2 milliárd
naptömeg körüli. (Mindkét Magellán-felhőnek bonyolult felépítése van, ezt
egyelőre nehéz pontosan meghatározni.) A valóságban csak egy-egy nagyobb
csomóját képviselik a Magellán-áramlásnak, amely egy 300 ezer fényévnél is
hosszabb, átlagosan 15-30 ezer fényév széles gázfelhőkből és csillagokból
álló szalag a déli galaktikus pólus felett, helyzete közel merőleges a
Tejútrendszer fősíkjára. Az áramlás alakja erősen deformálódott a
Tejútrendszer és a Magellán-felhők gravitációs hatására. Galaxisunk
valószínűleg befogta az ősi Magellán-galaxist, amikor az túl közel haladt el
mellette, és amióta elkezdett körülöttünk keringeni, folyamatosan anyagot
szakítottunk le róla. Ezek alkotják a Magellán-áramlást, közülük sok felhő
nagysebességgel közeledik a Tejútrendszerhez. A Magellán-felhőket galaxisunk
egyébként a távoli jövőben el is fogja nyelni, anyaga a miénkkel
összekeveredik. A Magellán-felhők gravitációs hatása némileg torzít a
Tejútrendszer alakján. Ennek eredménye szabadszemmel is megfigyelhető: a
nyári és a téli ég legfényesebb csillagai nem a Tejútban helyezkednek el
(Gould-öv).
A galaxisok közötti kölcsönhatások egyébként egyáltalán nem ritkák.
Környezetünkben a galaxisoknak legalább 10%-a kölcsönható rendszer, többek
között a mi Tejútrendszerünk is. A kölcsönhatások során többé-kevésbé
látványosan eltorzítják egymás alakját, közeli elhaladások alkalmával nagy
anyagtömegeket téphetnek le egymásról. "Frontális" ütközések esetén hatalmas
"csóvákat" lövellhetnek ki, és az eredetileg két külön csillagváros teljesen
összeolvadhat. Ilyenkor az ütköző galaxisok csillagközi anyaga heves
csillagkeletkezés színhelye lesz, gyakran jönnek létre óriási halmazok,
kivételes esetekben kialakulhat két egymással szemben keringő
csillaggeneráció is. Régebben, a Világegyetem fiatalabb korában a
jelenleginél sokkal gyakoribbak voltak a kölcsönhatások - sőt akkoriban azok
a csillagvárosok számítottak kivételesnek, amelyek éppen nem vettek részt
semmilyen vad kölcsönhatásban.
Tejútrendszerünk is kölcsönható galaxis. Valószínűleg egy nagyobb
kölcsönhatás-sorozat játszódott le mintegy 5 milliárd évvel ezelőtt a
Lokális Halmazban. Két galaxispár haladt át halmazunkon, melyek túlságosan
közel kerültek a nagytömegű Andromédához. A két galaxispárból egy-egy
bezuhant az Andromédába, míg párjaik nagysebességgel kilökődtek a
rendszerből. (Az egyik bezuhant és "emésztésnek" indult galaxis maradványa
lehet az Androméda nemrég felfedezett kettős magjának egyik komponense.) Ez
a két kilövellt objektum lehet a Maffei-1 elliptikus és az IC 342 spirális
galaxis, melyek nagysebességgel távolodnak a Lokális Halmaztól. A vad
kölcsönhatás során galaxis "repeszek" repültek széjjel, melyekből
Tejútrendszerünknek is kijutott - ezek lehetnek a Magellán-felhők és a Leo
I. nevű kísérőgalaxisunk. Természetesen az imént vázolt eseménysor még
megerősítésre szorul.
A Lokális Halmaz látható tömege kb. 650 milliárd naptömeg, ennek mintegy
70%-a az Andromédában és a Tejútrendszerben összpontosul. Amennyiben a
láthatatlan anyagot is figyelembe vesszük, a valódi tömeg ennek az értéknek
kb. tízszerese lehet.
A Lokális Halmaz a kisebb, kevés galaxist tartalmazó ún. irreguláris
halmazok közé tartozik, nincs jelentős központi kondenzációja vagy óriás
domináns galaxisa. Vele ellentétben a reguláris halmazok sokkal több
galaxist tartalmaznak, nagyobb a tömegük, centrumukban pedig galaxisokból
álló sűrű mag található. A középpontban gyakran egy rendkívül kiterjedt és
fényes elliptikus jellegű óriásgalaxis helyezkedik el. Az ilyen furcsa
galaxisoknak a tömege 30-50-szerese is lehet Tejútrendszerünkének
(szuperóriás diffúz - cD - galaxisok). Gyakran többszörös maggal
rendelkeznek, a környezetükben lévő kisebb galaxisokat bekebelezik. Ez az
osztályozás természetesen elég durva, sok átmeneti és különböző sajátos
galaxishalmaz-típust különböztethetünk meg. A halmazok jellege és fényes
galaxisaik típusa között összefüggést lehet felfedezni. Míg a nagy, domináns
galaxisokkal rendelkező halmazok fényesebb galaxisai főleg elliptikusak (E)
és lentikulárisak (S0), addig az ilyen domináns galaxisok nélküli halmazok
fényes tagjai főleg spirálisok. Egyelőre nem tudjuk, hogy a halmazok
galaxistartalma milyen folyamatok révén alakul ki. Valószínűleg fontos
szerepet játszik ebben a halmaz anyagának eredeti sűrűsége, és a tagok
közötti kölcsönhatások gyakorisága, ereje. A galaxishalmazok tagjainak száma
széles skálán változhat, néhányszor tíztől több ezerig terjedhet. A
Világegyetem legnagyobb gravitációsan kötött képződményei - amelyek nem
vesznek részt az általános kozmológiai tágulásban - a rendkívül gazdag
reguláris halmazok, ezek átmérője 10-30 millió fényév.