Что такое галактика андромеда

Физические характеристики

Происхождение названия

Одно из древних созвездий. Включено в каталог звёздного неба Клавдия Птолемея «Альмагест».

Согласно греческим мифам, Андромеда была дочерью эфиопских царя Кефея (Цефея) и царицы Кассиопеи. Она была отдана отцом в жертву морскому чудовищу Киту (по некоторым версиям, Кето), опустошавшему страну, но спасена Персеем. После смерти превратилась в созвездие. Несколько соседних созвездий (Персей, Кассиопея, Кит и Цефей) также названы в честь персонажей этого мифа.

История открытия Андромеды

Галактика Андромеды известна нам с древних времен, первыми ее заметили еще халдейские жрецы и по совместительству отличные ученые-астрономы древнего мира. Знали о ней и древние греки, ведь именно благодаря им, галактика получила свое название. Андромеда – героиня древнегреческого мифа, была дочерью эфиопского царя Кефея. В наказание за хвастовство Кефея бог морей Посейдон (он же Нептун) приказал царю принести дочь в жертву морскому чудищу Кракену, в противном случае все царство постигло бы ужасающее стихийное бедствие.

Но принцесса Андромеда была спасена отважным героем Персеем, который на своем крылатом коне Пегасе смог победить жуткого Кракена. Впоследствии именами героев любимых мифов Персея и Андромеды были названы яркие звезды в ночном небе, только потом оказалось, что Андромеда не просто звезда, а целая галактика, а скопление Персея является даже еще чем-то большим – настоящим скоплением галактик.

На протяжении веком многие астрономы замечали и наблюдали Андромеду, в 964 году о ней писал персидский астроном Абдурахман ас-Суфи, нежно называя ее «Маленькое облачко». В 1780 году ее наблюдал в свой телескоп Вильям Гершель, полагавший, что она находится не так уж и далеко от нас.

Первая фотография системы Андромеда была сделана в 1887 году английским астрономом из Уэльса Иссаком Робертсом, который, однако, ошибочно считал ее частью нашей галактики Млечный путь. Понимание того, что система Андромеда является целой отдельной галактикой со множеством своих звезд, пришло лишь в начале прошлого века. Американский астроном Хебер Кертис, наблюдая за Андромедой в 1917 году, заметил, что звезды туманности Андромеда на десять величин слабее, нежели в других местах. По его утверждению они были отдалены от нас на 500 000 световых лет. Он же впервые выдвинул гипотезу спиральных туманностей или как ее еще называли «гипотезой островных Вселенных». Согласно этой гипотезы, спиральные туманности являются отдельными и полноценными галактиками.

Экспериментальное подтверждение идей Кертиса состоялось в 1923 году, благодаря еще одному великому американскому астроному Эдвину Хабблу, соорудившему свой знаменитый 100-дюймовый телескоп. Именно Эдвин Хаббл первым рассчитал точное расстояние до системы Андромеда – 2,5 миллиона световых лет, и именно он окончательно доказал, что наша Вселенная состоит из множества галактик, а не одного лишь Млечного пути (как полагали раньше) и Андромеда лишь одна из бесчисленного количества галактик вокруг.

Основные черты Андромеды

Спиральная галактика Андромеды, в прошлом известная как туманность Андромеды или М31 (31-й номер по известному каталогу Мессье) – самый знаменитый из «звездных островов». Кроме всеобщего внимания, характерного для очередного «самого-близкого-большого-крутого» космического объекта, М31 выделяется еще и научной ценностью. Ведь существует мало галактик, в которых можно разглядеть миллионы отдельных звезд, пусть даже сквозь мощные телескопы. А еще меньше таких, которые приближаются к нам со скоростью около 110 км/с, как это делает Андромеда.

Кроме того, до поры до времени образ нашего дома, Млечного Пути, «рисовали» с Андромеды. Наша галактика пусть и меньше по размаху, но не намного легче, и М31 воспринималась как «зеркало» Млечного Пути. С развитием астрономии, когда ученые стали видеть и понимать больше, миф развеялся. Оказалось, что Млечный Путь и Андромеда принадлежат к разным подклассам спиральных галактик, да и рисунок их рукавов порядком отличается. Но все же они имеют много общего – например, «страсть» к поглощению своих карликовых галактик-спутников. Внутреннее устройство у них также похоже.

Но обо всем по порядку. Дабы лучше представить образ соседки Андромеды, рассмотрим основные ее детали – а чтобы не потеряться, сравним их с параметрами собственной галактики.

Размеры галактики

Класс галактики

Галактика Андромеды – типичная галактика класса Sb по классификации Хаббла. Это значит, что она выглядит как спираль, линии-рукава которой равномерно распределены вокруг шарообразного балджа – центральной яркой части галактики, полной ярких старых звезд. Млечный Путь же сегодня воспринимается как галактика класса SBbc – спиральная галактика с перемычкой. Разница между нашим «звездным островом» и М31 заключается как раз в перемычке – эта часть отходит от краев балджа и соединяет его с рукавами.

Что правда, есть данные, что Андромеда тоже может обладать перемычкой. Доказательства предоставила программа исследования космоса в инфракрасном диапазоне «2MASS» (от англ. «2 Micron All-Sky Survey», «исследование всего неба в [световом] диапазоне 2 микронов»). Она показала, что балдж галактики Андромеды, скрытый газопылевыми облаками от всего, кроме инфракрасного излучения, имеет квадратную форму, чего вполне достаточно, чтобы считаться галактикой класса SB.

Но и без учета перемычки туманность Андромеды отличается от Млечного Пути. Рукава ее спирали отстоят дальше друг от друга, чем у нашей галактики. И хотя их линии редко обладают идеально-ровной формой, в галактики МЗ1 некоторые рукава сильно искажены. Это «пробоины» от галактики меньших размеров, которая пролетела сквозь диск Андромеды. Такие события нередки для нашей соседки – 10 миллиардов лет назад она сформировалась с нескольких протогалактик, и за время своего существования поглотила минимум три своих спутника.

Ядро галактики Андромеды

Ядро галактики М31, как и ядра множества прочих галактик (не исключением является, и Млечный Путь) обладают расположенными в них кандидатами, которые имеют потенциал стать сверхмассивными черными дырами. В соответствии с проведенными расчетами, масса такого объекта может превышать массу, равную ста сорока миллионам масс нашего Солнца. В 2005 году телескопом космического базирования «Хабблом» было обнаружено наличие загадочного диска, в составе которого находились молодые голубые звезды, которые окружают сверхмассивные черные дыры.

Они обращаются вокруг релятивистического объекта точно так же, как и планетарные тела вокруг своих солнц. Астрономов немного озадачило то, каким образом подобному диску с формой тора удалось сформироваться столь близко к такому огромному объекту. В соответствии с расчетами, титанические приливные силы сверхмассивных черных дыр должны ограничивать газо-пылевые облака в сгущении и формировании новых звезд. Проведение дальнейших наблюдений, вероятно, предоставит ключи к этой загадке.

После открытия такого диска появился еще один существенный довод в общую теорию о существовании черных дыр. В первый раз голубое свечение в ядре галактики астрономам удалось обнаружить еще 1995 году при помощи космического телескопа «Хаббла». Через три года свечение было идентифицировано вместе со скоплением, в котором были голубые звезды. И лишь в 2005 году, с использованием спектрографа, установленного на телескопе, наблюдателям удалось определить, что в скоплении находится более четырехсот звезд, которые сформировались ориентировочно двести миллионов лет назад.

Звезды, которые сформировались в диске, имеют диаметр не более всего одного светового года. В самой середине диска наблюдается наличие более старых и холодных красных звезд, которые были обнаружены еще раньше с помощью «Хаббла». Удалось вычислить наличие радиальных скоростей звезд в диске. Вследствие гравитационного воздействия СЧД эта скорость оказалась необыкновенно высокой и составляла 1000 км/с, а это до 3,6 млн. км/ч. С такой скоростью космический корабль может всего лишь за сорок секунд облететь всю нашу планету, либо в течение шести минут покрыть расстояние, которое равно расстоянию между Землей и Луной.

Кроме сверхмассивных черных дыр и диска с голубыми звездами, в ядре М31 располагаются и прочие объекты. Так, в 1993 году произошло открытие двойного звездного скопления в середине галактики Андромеды. Это обнаружилось как гром среди ясного неба для астрономического сообщества, потому что сливание двух скоплений в одно целое могло произойти за довольно-таки короткое время, приблизительно за сто тысяч лет.

Отталкиваясь от расчетов, слияние должно было случиться миллионы лет назад, тем не менее, вследствие каких-то странных причин этого не произошло. Скоттом Тремэйном, представителем Принстонского университета было предложено объяснение. Согласно его гипотезе в середине М31 может находиться не двойное скопление, а что-то типа кольца, в котором находятся старые красные звезды. Это кольцо может иметь вид двух скоплений, потому что при наблюдении мы можем видеть звезды исключительно с противоположной стороны кольца. Следовательно, этому кольцу надлежит пребывать на удалении пяти световых лет от сверхмассивной черной дыры, а также опоясывать диск с молодыми голубыми звездами.

Кольцо с диском повернуты к нашей галактике с одной стороны, из чего можно сделать вывод о том, что между ними имеется определенная взаимозависимость. При изучении центра галактики Андромеды при помощи телескопа XMM-Newton, группой европейских астрономов-исследователей были обнаружены 63 дискретных источника с рентгеновским излучением. Большую часть из них, а это 46 объектов, идентифицировали в качестве мало массивных двойных рентгеновских звезд. Тогда как прочие объекты представлены в качестве либо нейтронных звезд, либо кандидатов в чёрные дыры из двойных систем.

Другие объекты

В галактике зарегистрировано около 460 шаровых скоплений. Самое массивное из них – Mayall II, называемое ещё G1, – имеет светимость больше, чем у какого-либо скопления в Местной группе, оно даже ярче Омеги Центавра (самом ярком скоплении Млечного Пути). Оно находится на расстоянии около 130 тысяч световых лет от центра галактики Андромеды и содержит, как минимум, 300 тысяч старых звёзд. Его структура а также звёзды, принадлежащие к разным популяциям, указывают на то, что, скорее всего, это ядро древнейкарликовой галактики, когда-то поглощённой М31. Согласно исследованиям, в центре этого скопления находится кандидат в чёрные дыры массой 20 тысяч Солнц. Подобные объекты существуют также и в других скоплениях:

В 2005 году астрономы обнаружили в гало М31 совершенно новый вид звёздных скоплений. Три новооткрытых скопления содержат сотни тысяч ярких звёзд – практически с таким же количеством, как и у шаровых скоплений. Но их отличает от шаровых скоплений то, что они намного больше в размерах – несколько сотен световых лет в диаметре, – а также то, что они менее массивны. Расстояния между звёздами в них тоже намного больше. Возможно, они представляют собой переходный класс систем между шаровыми скоплениями икарликовыми сфероидами.

В галактике находится звезда PA-99-N2, вокруг которой обращается экзопланета – первая, которую открыли за пределами Млечного Пути.

Спутники Андромеды

Вокруг массивной галактики обращаются несколько спутников. Это карликовые галактики, содержащие в себе всего по несколько миллиардов звёзд. На всех фотографиях Андромеды хорошо заметны две из них – М32 и М110.

М32 и сама, скорее всего, ещё недавно была спиральной галактикой, но властная соседка своими приливными силами подавила процессы образования спиральных рукавов. Эти же приливные силы стимулируют обмен звёздами и с М110. При помощи телескопа CFHT, который удобно устроился на Гавайях, были обнаружены несколько галактик. Они все карликовые и обращаются в одной плоскости вокруг галактики Андромеда.

Наблюдения

Наилучшее время для наблюдений «Туманности Андромеды» – осень-зима. На тёмном деревенском небе светящийся диффузный овал М31 видят невооружённым глазом рядом с ν And даже и не очень опытные наблюдатели. Это самый удалённый объект, видимый с Земли невооружённым глазом. Причём из-за конечной скорости света мы её видим такой, какой она была 2 с половиной миллиона лет назад. Скажем, на Земле 2,5 млн. лет назад ещё не было представителей современного вида человека! Но при этом нельзя забывать, что согласно Специальной теории относительности, не существует никакого способа узнать, как эта галактика выглядит в «настоящий момент», поскольку то, что мы видим, и есть для нас «настоящий момент».

В бинокль галактика заметна даже на засвеченном небе больших городов. А вот её наблюдения в любительские телескопы средней апертуры (150-200 мм) обычно разочаровывают. Даже на самом хорошем небе и в безлунную ночь галактика представляется просто огромным светящимся эллипсоидом с размытыми и всё более и более тусклыми краями и ярким ядром. Внимательный наблюдатель замечает намёк на одну-две опоясывающие пылевые полосы на северо-западном (ближнем к нам) крае галактики и небольшое локальное повышение яркости на юго-западе (огромная область звёздообразования у нашей соседки). Никаких других деталей, за исключением двух спутников – небольших эллиптических галактик M32 и М110, ничего похожего на красочные фотографии и иллюстрации популярных изданий!

Увы, таковы особенности ночного зрения человека. Наши глаза, при всей своей феноменальной светочувствительности, не способны, подобно современным фотоприемникам, накапливать свет в процессе длительной (иногда часами!) экспозиции. К тому же, ночная чувствительность наших глаз достигается в том числе жертвой распознавания цветов – «ночью все кошки серы!» — и резким снижением остроты зрения. Вот и получается, что при наблюдениях диффузных объектов дальнего космоса видны лишь неясные светло-серые образы на темно-сером фоне. К этому добавляются огромные размеры М31, что дополнительно скрадывает её контрасты и детализацию.

Планеты галактики Андромеда и наличие разумной жизни

Тут мы покидаем твердую почву научных фактов и вступаем на скользкий лед домыслов и гипотез. Ввиду масштабности системы Андромеда, наличий множество звезд на ней и еще большего количества планет, вполне возможно хотя бы по логике теории вероятности, что среди этого множества планет есть планеты вполне пригодные для жизни. А раз так, то и жизнь там появилась, притом не только животная, но и вполне себе разумная. Ну а пока мы можем только предположить и немного пофантазировать, как выглядят жители галактики Андромеда.

Опять таки в компьютерной игре Mass Effect Andromeda жители Андромеды гуманоидного типа, то есть внешне схожи с нами – имеют две руки, две ноги, одну голову, хотя, разумеется, разумная жизнь там может быть и в совершенно иной форме.

Столкновение Млечного Пути и галактики Андромеды

Столкновение Млечного Пути и галактики Андромеды (M31), двух крупнейших галактик в Местной группе, как предполагают, случится приблизительно через четыре миллиарда лет. Оно часто используется как пример такого типа феноменов при симуляции столкновений.

Проявления этого столкновения будут происходить крайне медленно и могут быть вообще не замечены с Земли невооружённым глазом. Вероятность какого-либо непосредственного воздействия на Солнце и планеты мала. Но с другой стороны не исключено, что во время столкновения Солнечная система силами гравитации будет целиком выброшена из новой галактики и станет странствующим межгалактическим объектом. Это не вызовет негативных последствий для нашей системы, если не считать постепенного исчезновения красивого звёздного неба. От межгалактической радиации, возможно, сможет защитить нас магнитосфера солнца. Вероятность вылета из диска Млечного Пути во время первого этапа столкновения сегодня оценивается в 12 %, а вероятность захвата Андромедой в 3 %. К тому времени гораздо большее значение для жизни на Земле будет иметь эволюция Солнца и последующее превращение его в красный гигант через 5–6 миллиардов лет.

Интересное

Описание M31 в каталоге Мессье (3 августа 1764 года):

Красивейшая туманность пояса Андромеды, по форме напоминающая шпиндель. Шарль Мессье исследовал ее с помощью различных инструментов, но так и не узнал в ней звезду. Визуально она выглядит два световых конуса или пирамиды, оси которых располагаются в направлении с северо-запада на юго-восток. Две световые вершины находятся на расстоянии 40 угловых минут друг от друга, а общее основание пирамид составляет порядка 15’. Данная туманность была обнаружена Симоном Марий и исследована разными астрономами. Ле Жантиль составил чертеж туманности, который был опубликован в мемуарах Академии от 1759 года на странице 453 (диаметр 40’).

Дополнительно Фламмарион сообщает, что Мессье добавил сведения о туманности М 31 в его личный экземпляр каталога от руки: я использовал различные инструменты. В частности, отличный григорианский телескоп в 30 футов, большое шестидюймовое зеркало и увеличитель 104х. с определенной долей уверенности можно говорить о том, что в центре данной туманности отсутствуют какие-либо звезды. Свет приглушается постепенно, пока совсем не сходит на нет. Прошлые измерения были сделаны с помощью ньютоновского телескопа в 4,5 фута, оборудованного шелковой нитью микрометра.

Видео

Источник

• ← Что такое галактика 5 класс
• Что такое галактика в астрономии кратко →