Галактика Андромеды

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Галактика Андромеды
Галактика
Andromeda Galaxy (with h-alpha).jpg
История исследования
Обозначения

M 31, NGC 224

Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Созвездие

Андромеда

Прямое восхождение

00ч 42,8м

Склонение

41° 16′

Видимые размеры

3,2 × 1,0°

Видимая звёздная величина mV

+3,4

Характеристики
Тип

SAb

Красное смещение

−0,001

Расстояние

2,52±0.14 млн св. лет (772±44 тыс. пк)[1]

Радиус

110 тыс св. лет

Свойства

Крупнейшая галактика Местной группы

Галактика Андромеды (или Андромеда, M 31, NGC 224, Туманность Андромеды) — спиральная галактика типа Sb, крупнейшая галактика Местной группы. Ближайшая к Млечному Пути большая галактика. Содержит примерно 1 триллион звёзд, что в 2,5–5 раз больше Млечного Пути. Расположена в созвездии Андромеды и отдалена от Земли на расстояние 2,52 млн св. лет[1]. Плоскость галактики наклонена к лучу зрения под углом 15°, её видимый размер — 3,2 × 1,0°[2], видимая звёздная величина — +3,4m.

История наблюдений[править | править вики-текст]

Первое письменное упоминание о галактике Андромеды содержится в «Каталоге неподвижных звезд» персидского астронома Ас-Суфи (946 год), описавшего её как «маленькое облачко»[3]. Первое описание объекта, основанное на наблюдениях с помощью телескопа, было сделано немецким астрономом Симоном Мариусом в 1612 году. При создании своего знаменитого каталога Шарль Мессье внёс объект под определением M 31, ошибочно приписав открытие Мариусу. В 1785 году Уильям Гершель отметил слабое красное пятнышко в центре M 31. Он считал, что галактика представляет собой ближайшую из всех туманностей, и вычислил расстояние до неё (совершенно не соответствующее действительности), эквивалентное 2000 расстояний между Солнцем и Сириусом[4].

Первая фотография Галактики Андромеды, полученная Исааком Робертсом

В 1864 году Уильям Хаггинс, наблюдая спектр M 31, обнаружил, что он отличается от спектров газопылевых туманностей[5]. Данные указывали на то, что M 31 состояла из множества отдельных звёзд. Исходя из этого, Хаггинс предположил звёздную природу объекта, что в последующие годы и подтвердилось.

В 1885 году в галактике вспыхнула сверхновая SN 1885A, в астрономической литературе известная как S Андромеды. За всю историю наблюдений это пока лишь одно подобное событие, зарегистрированное в M 31.

Первые фотографии галактики были получены валлийским астрономом Исааком Робертсом в 1887 году. Используя собственную небольшую обсерваторию в Сассексе, он сфотографировал M 31 и впервые определил спиральную структуру объекта[6]. Однако в то время всё ещё считалось, что М31 принадлежит нашей Галактике, и Робертс ошибочно считал, что это — другая солнечная система с формирующимися планетами.

Лучевую скорость галактики определил американский астроном Весто Слайфер в 1912 году. Используя спектральный анализ, он вычислил, что M 31 двигается по направлению к Солнцу с неслыханной для известных астрономических объектов того времени скоростью: около 300 км/с[7].

Специалисты Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, проанализировав результаты 10-летнего наблюдения за M 31 при помощи орбитальной обсерватории Чандра (Chandra), открыли, что свечение материи, падающей на ядро галактики Андромеды, было тусклым до 6 января 2006 года, когда произошла вспышка, повысившая яркость M31* в рентгеновском диапазоне в 100 раз. Далее яркость снизилась, но всё равно так и осталась в 10 раз более мощной, чем до 2006 года[8].

Общие характеристики[править | править вики-текст]

Галактика Андромеды в ультрафиолетовых лучах.

Движение в Местной группе[править | править вики-текст]

Галактика Андромеды, как и Млечный Путь, принадлежит к Местной группе, и движется по направлению к Солнцу со скоростью 300 км/с, таким образом, она относится к объектам, имеющим фиолетовое смещение. Определив направление движения Солнца по Млечному Пути, астрономы выяснили, что галактика Андромеды и наша Галактика приближаются друг к другу со скоростью 100—140 км/с[9]. Соответственно, столкновение двух галактических систем произойдёт приблизительно через 3-4 миллиарда лет. Если это произойдёт, они обе, скорее всего, сольются в одну большую галактику. Не исключено, что при этом наша Солнечная система будет выброшена в межгалактическое пространство мощными гравитационными возмущениями. Разрушения Солнца и планет, вероятнее всего, при этом процессе не произойдёт[10].

Согласно опубликованном в сентябре 2014 года данным, по одной из моделей, через 4 млрд. лет Млечный Путь «поглотит» Большое и Малое Магеллановы Облака, а через 5 млрд. лет сам будет поглощён Туманностью Андромеды.[11]

Структура[править | править вики-текст]

Галактика Андромеды является самой большой в Местной группе: основываясь на данных, полученных с помощью космического телескопа Спитцер, астрономы выяснили, что в её состав входит около триллиона звёзд[12]. У неё есть несколько карликовых спутников: M 32, M 110, NGC 185, NGC 147 и, возможно, другие. Её протяжённость составляет 260 000 световых лет, что в 2,6 раза больше, чем у Млечного Пути.

Ядро[править | править вики-текст]

В ядре M 31, как и во многих других галактиках (в том числе, и в Млечном Пути) расположен кандидат в сверхмассивные чёрные дыры (СЧД). Расчёты показали, что его масса превышает 140 миллионов масс Солнца. В 2005 году космический телескоп «Хаббл» обнаружил загадочный диск из молодых голубых звёзд, окружающий СЧД[13]. Они вращаются вокруг релятивистского объекта, в точности как планеты вокруг Солнца. Астрономы были озадачены тем, как подобный диск в форме бублика мог образоваться так близко к столь массивному объекту. По расчётам, чудовищные приливные силы СЧД не должны позволять газо-пылевым облакам сгущаться и формировать новые звёзды. Дальнейшие наблюдения, возможно, дадут ключ к разгадке.

Двойное ядро галактики

Открытие этого диска положило ещё один аргумент в копилку теории существования чёрных дыр. Впервые голубой свет в ядре M 31 астрономы обнаружили в ещё 1995 году с помощью телескопа «Хаббл». Спустя три года свет был идентифицирован со скоплением из голубых звёзд. И только в 2005-м, используя спектрограф, установленный на телескопе, наблюдатели определили, что скопление состоит из более чем четырёхсот звёзд, сформировавшихся приблизительно 200 миллионов лет назад. Звёзды сгруппированы в диск диаметром всего 1 световой год. В центре диска гнездятся более старые и холодные красные звёзды, обнаруженные ранее «Хабблом». Были вычислены радиальные скорости звёзд диска. Благодаря гравитационному воздействию СЧД, они оказались рекордно большими — 1000 км/с (3,6 миллионов километров в час). При такой скорости можно за 40 секунд облететь земной шар или за шесть минут добраться от Земли до Луны.

Помимо СЧД и диска голубых звёзд, в ядре галактики находятся ещё и другие объекты. В 1993 году было открыто двойное звёздное скопление в центре M 31, что оказалось неожиданностью для астрономов, поскольку два скопления сливаются в одно за довольно короткий промежуток времени: около 100 тысяч лет. По расчётам, слияние должно было произойти много миллионов лет назад, но по странным причинам этого не произошло. Скотт Тремэйн (англ. Scott Tremaine) из Принстонского университета предложил объяснить это тем, что в центре галактики находится не двойное скопление, а кольцо из старых красных звёзд. Это кольцо может выглядеть как два скопления, поскольку мы видим звёзды только на противоположных сторонах кольца. Таким образом, это кольцо должно находиться на расстоянии 5 световых лет от СЧД и окружать диск из молодых голубых звёзд. Кольцо и диск повёрнуты к нам одной стороной, что может говорить об их взаимозависимости.

Изучая центр M 31 с помощью космического телескопа XMM-Newton, группа европейских исследователей обнаружила 63 дискретных источника рентгеновского излучения. Большинство из них (46 объектов) идентифицированы с маломассивными двойными рентгеновскими звёздами, остальные же представляют собой либо нейтронные звёзды, либо кандидаты в чёрные дыры в двойных системах[14][15].

Другие объекты[править | править вики-текст]

Шаровое скопление Mayall II

В галактике зарегистрировано около 460 шаровых скоплений[16]. Самое массивное из них — Mayall II, называемое ещё G1, — имеет наибольшую светимость в Местной группе, опережая по яркости самое яркое скопление Млечного Пути — Омегу Центавра[17]. 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 древней карликовой галактики, когда-то поглощённой М31[18]. Согласно исследованиям, в центре этого скопления находится кандидат в чёрные дыры массой 20 тысяч Солнц[19]. Подобные объекты существуют также и в других скоплениях.

В 2005 году астрономы обнаружили в гало M 31 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 и карликовыми сфероидальными галактиками[20].

В галактике находится звезда PA-99-N2, вокруг которой обращается экзопланета — первая, которую открыли за пределами Млечного Пути[21].

Согласно результатам исследований, опубликованным в июне 2013 года, в галактике насчитывается по меньшей мере 35 чёрных дыр — гораздо больше, чем предполагалось ранее и чем насчитывает наша Галактика[22][23].

Галактики-спутники[править | править вики-текст]

Галактику Андромеды, как и наш Млечный Путь, окружают несколько карликовых галактик — небольших звёздных систем, состоящих из нескольких миллиардов звёзд. Самые крупные и известные из них — компактные эллиптические галактики M 32 и M 110, заметные на любой фотографии Галактики Андромеды. Расчёты показывают, что М 32 в недавнем прошлом, возможно, являлась спиральной, однако процесс, поддерживающий образование её спиральных рукавов, был подавлен под воздействием мощных приливных сил Галактики Андромеды.[24] М 110 тоже участвует в гравитационном взаимодействии с Галактикой Андромеды: астрономами был обнаружен гигантский поток звёзд, богатых тяжёлыми металлами, на периферии М 31 — в её гало. Подобные звёзды населяют и карликовую М 110, что говорит об их миграции из одной галактики в другую.[25]

В ходе многолетних наблюдений с помощью телескопа Канада-Франция-Гавайи была обнаружена целая группа карликовых галактик, обращающихся в одной плоскости вокруг М 31 (работа была опубликована в начале 2013 года[26] ).

Наблюдения[править | править вики-текст]

Туманность Андромеды находится в созвездии Андромеды.

Туманность Андромеды — один из немногих внегалактических объектов, которые можно увидеть невооружённым глазом. Для наблюдателя с Земли по площади, занимаемой на небесной сфере, она в семь раз больше диска Луны, но хорошо различимо только ядро галактики. Чтобы рассмотреть детали структуры, необходим бинокль[27].

Чтобы обнаружить галактику, сначала необходимо найти Полярную звезду (α Малой Медведицы, последняя звезда рукоятки «Малого ковша»). Затем необходимо найти Кассиопею. В Кассиопее ищем самую яркую звезду — α Кассиопеи (второй нижний угол, если наблюдатель видит Кассиопею в виде буквы W). После этого необходимо провести линию, соединив эти две звезды и, продолжая двигаться в направлении от Полярной звезды, найти Большой квадрат. Первой звездой в этом направлении будет Альферац, который принадлежит как к Большому квадрату, так и к Андромеде. Эта звезда — "голова" Андромеды, от которой простягиваются две изогнутые линии — "ноги". На той из них, которая ближе к Кассиопее нужно отсчитать третью звезду (от головы до ног). Над ней (если Кассиопея тоже сверху) и будет расположена Галактика, которая невооруженным глазом видна как тусклая, размытая звезда, а при рассматривании в бинокль напоминает маленькое элиптическое облако[28].

Соседи по небу из каталога Мессье[править | править вики-текст]

  • M 32 и M 110 — спутники «Туманности Андромеды»;
  • M 33 (в Треугольнике, к югу — по другую сторону от β And) — большая спиральная галактика, обращённая к нам своей плоскостью;
  • M 76 (на северо-восток, в созвездии Персея) — небольшая планетарная туманность «Малая Гантель»;
  • M 34 (на восток, также в созвездия Персея) — довольно яркое рассеянное скопление.

Последовательность наблюдения в «Марафоне Мессье»[править | править вики-текст]

M 74M 77M 31M 32M 110

Примечания[править | править вики-текст]

Объект M31 — Туманность Андромеды. Рисунок Ш. Мессье. Опубликован в 1807 г.[29]
  1. 1 2 I. Ribas, C. Jordi, F. Vilardell, E.L. Fitzpatrick, R.W. Hilditch, F. Edward (2005). «First Determination of the Distance and Fundamental Properties of an Eclipsing Binary in the Andromeda Galaxy». Astrophysical Journal 635: L37–L40. DOI:10.1086/499161.
  2. The Andromeda Galaxy (M 31) (англ.). Observing at Skyhound. Проверено 14 октября 2011. Архивировано из первоисточника 4 февраля 2012.
  3. С. Вайнберг. "Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение Вселенной. — Ижевск, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000, с. 28
  4. Herschel, Esq. On the Construction of the Heavens. (англ.). Phil. Trans. R. Soc. Lond. January 1, 1785 75:213-266 (January 1, 1785). Проверено 30 июня 2009. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.
  5. William Huggins. On the Spectra of Some of the Nebulae. (англ.). Phil. Trans. R. Soc. Lond. January 1, 1864 154:437-444 (January 1, 1864). Проверено 30 июня 2009. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.
  6. Roberts, Isaac. A Selection of Photographs of Stars, Star-clusters and Nebulae, Vol. II (англ.). London: The Universal Press (1899). Проверено 4 октября 2009. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.
  7. Slipher, V. M. The radial velocity of the Andromeda Nebula (англ.). Lowell Observatory Bulletin, vol. 1, pp.56-57 (1913). Проверено 30 июня 2009. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.
  8. Чудеса чёрных дыр вскрыли ералаш в центрах галактик
  9. Tariq Malik. Crash Course: Simulating the Fate of Our Milky Way (англ.)(недоступная ссылка — история). Space.com (07 May 2002). Проверено 16 июня 2009. Архивировано из первоисточника 6 июня 2002.
  10. Fraser Cain. When Our Galaxy Smashes Into Andromeda, What Happens to the Sun? (англ.). Universe Today (May 10th, 2007). Проверено 16 июня 2009. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.
  11. Lenta.ru: Наука и техника: Космос: Астрофизики вновь предрекли смерть Млечному Пути
  12. The Andromeda galaxy hosts a trillion stars (англ.)
  13. Dolores Beasley, Susan Hendrix, Donna Weaver. Hubble Finds Mysterious Disk of Blue Stars Around Black Hole (англ.). Пресс-релиз на официальном сайте телескопа Хаббл (September 20, 2005). Проверено 16 июня 2009. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.
  14. Barnard, R.; Kolb, U.; Osborne, J. P. Timing the bright X-ray population of the core of M31 with XMM-Newton (англ.). Arxiv.org (08/2005). Проверено 17 июня 2009.
  15. Chandra Identification of 26 New Black Hole Candidates in the Central Region of M31 — Abstract — The Astrophysical Journal — IOPscience
  16. PAULINE BARMBY AND JOHN P. HUCHRA. 31 GLOBULAR CLUSTERS IN THE HUBBLE SPACE TELESCOPE ARCHIVE. I. CLUSTER DETECTION AND COMPLETENESS (англ.). THE ASTRONOMICAL JOURNAL, 122:2458-2468, 2001 (2001 July 19). Проверено 17 июня 2009. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.
  17. Hubble Spies Globular Cluster in Neighboring Galaxy (англ.). Пресс-релиз на официальном сайте телескопа Хаббл (April 24, 1996). Проверено 17 июня 2009. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.
  18. G. Meylan, A. Sarajedini, P. Jablonka, S. G. Djorgovski, T. Bridges, R. M. Rich. Mayall II = G1 in M31: Giant Globular Cluster or Core of a Dwarf Elliptical Galaxy ? (англ.). Arxiv.org (1 May 2001). Проверено 17 июня 2009.
  19. Karl Gebhardt, R. Michael Rich, Luis Ho. A 20 Thousand Solar Mass Black Hole in the Stellar Cluster G1 (англ.)(недоступная ссылка — история). Arxiv.org (16 Sep 2002). Проверено 17 июня 2009.
  20. A. P. Huxor, N. R. Tanvir, M. J. Irwin, R. Ibata, J. L. Collett, A. M. N. Ferguson, T. Bridges, G. F. Lewis. A new population of extended, luminous star clusters in the halo of M 31 (англ.). Arxiv.org (9 Dec 2004). Проверено 17 июня 2009.
  21. G. Ingrosso, S. Calchi Novati, F. De Paolis, Ph. Jetzer, A.A. Nucita, A.F. Zakharov. Pixel-lensing as a way to detect extrasolar planets in M 31 (англ.). Arxiv.org (5 Jun 2009). Проверено 16 июня 2009.
  22. Галактика Андромеды оказалась "букетом" из чёрных дыр, Вести.ру (14 июня 2013). Проверено 14 июня 2013.
  23. R. Barnard, M. R. Garcia, S. S. Murray. Chandra identification of 26 new black hole candidates in the central region of M31 (англ.). — Cornell University Library, 29 April 2013.
  24. Kenji Bekki, Warrick J. Couch, Michael Drinkwater, Michael D. Gregg. A new formation model for M32: A threshed early-type spiral? (англ.). Arxiv.org (6 Jul 2001). Проверено 8 января 2013.
  25. Ibata R, Irwin M, Lewis G, Ferguson AM, Tanvir N. A giant stream of metal-rich stars in the halo of the galaxy M31. (англ.). Nature (2001 Jul 5). Проверено 8 января 2013.
  26. Rodrigo A. Ibata et al. A vast, thin plane of corotating dwarf galaxies orbiting the Andromeda galaxy (англ.)(недоступная ссылка — история). Nature (03 January 2013). Проверено 8 января 2013. Архивировано из первоисточника 10 марта 2013.
  27. NASA. Astronomy Picture of the Day. Сравнение угловых размеров Луны и Туманности Андромеды. См. описание под изображением. APOD: 2006 December 28 — Moon Over Andromeda
  28. Observing the Andromeda Galaxy  (Проверено 17 апреля 2013)
  29. Messier's Drawings of M31/32/110 and M42/43. Проверено 31 декабря 2009. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.

Ссылки[править | править вики-текст]

  1. M 31 в каталоге Мессье на страницах SEDS (англ.)
  2. M 31 на цифровом обозревателе неба НИИ космического телескопа.
  3. M 31: туманность Андромеды
  4. M 31: Ещё одна фотография галактики
  5. Изображения галактики в различных длинах волн
NGC 220 | NGC 221 | NGC 222 | NGC 223 | NGC 224 | NGC 225 | NGC 226 | NGC 227 | NGC 228