Здравствуй, Андромеда!

Галактика Андромеда

Интересные факты и заметки о галактике Андромеды: история, рекорды, открытия.

Часть 1. Краткая история открытия Андромеды и почему она так названа

Первым упоминанием об Андромеде была запись «маленькое облачко» в «Каталоге неподвижных звёзд», составленном персидским астрономом Абдуррахманом ас-Суфи примерно в 946 году, а первое описание, основанное на телескопических наблюдениях, было дано Симоном Мариусом в 1612 году. В знаменитый каталог французского астронома Шарля Мессье Андромеда была внесена в 1764 году, причём Мариус значился первооткрывателем.

До XX века галактику Андромеды называли Великая Туманность Андромеды (Great Andromeda Nebula), так как считалось, что это скопление газов или — с 1864 года благодаря открытию Уильяма Хаггинса — звёздная система в процессе своего формирования. Вскоре в 1887 году были получены первые снимки Андромеды, которые указали на её спиральность, однако она всё ещё считалась звёздным скоплением внутри нашей галактики. Лишь в 1917 году астроном Гебер Кертис, изучая звёзды Андромеды, отметил, что они раз в десять тусклее, чем аналогичные звёзды нашей галактики. Он обозначил примерное расстояние до них в 500 тыс. световых лет и стал сторонником теории, что спиральные туманности — это отдельные галактики.

С 1920 до 1925 года сторонники различных теорий спорили о том, чем же являются спиральные туманности. Точка в этом споре была поставлена Эдвином Хабблом, когда он смог определить на фотографии пульсирующие переменные звёзды. Они позволили ему рассчитать расстояние до Андромеды, что окончательно доказало: это отдельная галактика. Название же галактике дало созвездие, в котором она находится — созвездие Андромеды.

В древнегреческой мифологии Андромеда была дочерью царя Цефея и Кассиопеи. Кассиопея настолько гордилась своей дочерью, что хвалилась её красотой, превосходящей даже красоту морских нимф, нереид. Естественно, нереидам это не понравилось, и они упросили Посейдона отомстить зазнавшейся Кассиопее. Бог морей думать не стал и просто натравил на страну Цефея морское чудовище, которое можно было успокоить, только принеся в жертву Андромеду. Что, собственно, царь и сделал, приковав свою дочь к утёсу. К счастью, прежде чем чудовище сожрало девушку, древнегреческий герой Персей увидел её и влюбился. Он сторговался с царём, что убьёт чудовище, а взамен получит в жёны Андромеду. Так и получилось, Андромеда и всё царство в придачу были спасены. Созвездия Андромеды, Персея, Цефея и Кассиопеи находятся рядом друг с другом.

Часть 2. Небольшое досье на галактику Андромеды

Обозначение: M31* или NGC 224
Тип: спиральная
Диаметр: 220 000 (по другим данным 500 000) световых лет
Расстояние: 2,54 миллиона световых лет
Возраст: около 9 миллиардов лет
Масса: 1 230 миллиардов Солнечных Масс**
Количество звезд: около 1 триллиона
Созвездие: Андромеда
Группа: Местная группа

Андромеда — самая крупная галактика в своей Местной группе. На втором месте — Млечный путь (в два раза меньше Андромеды), а на третьем расположилась галактика Треугольника (в два раза меньше Млечного пути).

Несмотря на то, что галактика Андромеды больше, чем Млечный путь, считается, что масса её гораздо меньше, так как Млечный путь содержит в себе больше тёмной материи. В 2003 году с помощью телескопа «Хаббл» астрономами было получено изображение около трёхсот тысяч звёзд в спиральном гало, окружающем Андромеду. Собрав и слабые карликовые звёзды и яркие гигантские, учёные смогли посчитать возраст многих звёзд методом анализа распределения цвета и яркости. К их удивлению, около трети звёзд были возрастом от 6 до 8 миллиардов лет, в то время как звёздам в ореоле Млечного пути от 11 до 13 миллиардов лет. Это говорит о том, что Андромеда младше нашей галактики.

А в январе 2007 года астрономы объявили об открытии старых слабометаллических звёзд в пятистах тысячах световых лет от центра Андромеды, что делает галактику в два раза больше. По мнению астрономов, предыдущие исследователи ошибочно принимали внешние части Андромеды за её гало.

В этом открытии есть ещё один немаловажный факт. Согласно теории возникновения галактик, чем дальше звёзды от ядра, тем меньше в них металлов. Подобная тенденция наблюдается во Млечном пути, но в Андромеде все звёзды оказывались в десять раз богаче тяжёлыми металлами. Теперь же, благодаря расширенному исследованию, бывшее противоречие устранено.

Первая планета Андромеды была обнаружена в 2009 году у звезды с непривлекательным названием PA-99-N2. Масса планеты превышает массу Юпитера в шесть-семь раз. К сожалению, на сегодняшний день это единственная официально обнаруженная планета Андромеды, так как поиски на расстоянии 2,5 млн световых лет хоть и возможны (что, собственно, и подтверждает найденная в рамках исследования этой возможности планета), но затруднительны. Существующий метод на таком расстоянии эффективен только для поиска планет с массой не менее двадцати земных.

Помимо того, галактика занимает на нашем небе в шесть раз больше места, чем Луна. Если бы Андромеда была ярче, мы бы видели её такой:

Скопление NGC 206 в Андромеде

_{*М31 — это порядковый номер Андромеды в каталоге туманностей и звёздных скоплений Мессье.

**Солнечная Масса превышает массу Земли в 332 946 раз, в свою очередь масса Земли составляет около 5,98 секстиллионов тонн.}

Часть 3. Звёздные скопления Андромеды и их рекорды

Скопление NGC 206 в Андромеде

В Туманности Андромеды и вокруг неё находится около 460 шаровых звёздных скоплений, и это не предел! Они держат рекорды нашей Местной группы галактик как по размеру, так и по яркости.

Самое яркое шаровое звёздное скопление носит название Mayall II (Майалл) или Скопление Андромеды, и его траектория близка к центру Андромеды, который находится в 130 тысячах световых лет от него. Скопление содержит в себе порядка 300 тысяч звёзд, а исследования говорят о том, что оно довольно почтительного возраста и, возможно, образовалось вскоре после появления первых звёзд в рождающейся вселенной. В центре скопления находится чёрная дыра массой около двадцати солнц, и это, а также состав скопления, наводят астрономов на мысль, что, вероятно, Майалл II — это поглощённая карликовая галактика.

Одним из самых крупных звёздных скоплений считается NGC 206, находящееся примерно в трёх миллионах световых лет. Яркие голубые звёзды говорят о том, что они ещё довольно молоды по астрономическим меркам, по некоторым данным разным частям этого скопления от 10 до 40–50 миллионов лет. Это скопление тщательно исследуется на пульсары и двойные звёзды, поэтому имеет огромное значение для изучения формирования и эволюции галактик.

Есть предположения, что NGC 206 и несколько подобных ему скоплений в Андромеде — это переходный период между шаровыми скоплениями и карликовыми сфероидами.

Часть 4. Ядро Андромеды

Двойное ядро Андромеды Ядро Андромеды необычно: оно двойное. Части ядра разделены между собой расстоянием в тридцать световых лет. Самая яркая часть несколько смещена от центра галактики, а более тусклая находится прямо в центре и содержит в себе массивную чёрную дыру.

Причиной такого необычного явления может быть то, что яркая — это проекция диска старых красных и молодых голубых звёзд, вращающихся на вытянутой орбите вокруг чёрной дыры. Орбита такова, что на её апоцентре звёзды задерживаются, создавая «столпотворение». В тусклой части также есть белые звёзды.

Первоначальной теорией было то, что яркая часть ядра — это остатки карликовой галактики, поглощённой однажды Андромедой. Однако сейчас это предположение не имеет подтверждений.

Чёрная дыра в центре Андромеды имеет массу 140 солнц. Недавние наблюдения также показали, что помимо сверхмассивной чёрной дыры в центре Андромеды есть множество небольших чёрных дыр и нейтронных звёзд.

Часть 5. Спутники

У Андромеды на сегодняшний день насчитывается около тридцати четырёх галактик-спутниц, не считая карликовых галактик-спутниц, и это отнюдь не закрытый перечень. Да и говорить обо всех не будем, только о самых ближайших. А самые ближайшие — это те, которые неизменно присутствуют на всех снимках Андромеды: галактики М110 и М32.

М110 — небольшая эллиптическая галактика (размытое крупное пятно чуть в отдалении от самой Андромеды), открыта в 1773 году. Находится на расстоянии 2,9 млн световых лет от Земли. Содержит пыль и проявляет некоторые признаки недавнего звёздообразования, что необычно для галактик такого типа. Сверхмассивной чёрной дыры в центре (которая присутствует у многих галактик) не наблюдается. Вероятнее всего, в будущем будет поглощена Андромедой.

М32 — самый яркий спутник (похож на крупную звезду прямо на границе диска Андромеды), который заметен даже в простые телескопы. Так же, как и М110, является карликовой эллиптической галактикой, находящейся в 2,48 млн световых лет от нас. Открыта в 1749 году. У этой галактики было самое сильное взаимодействие с Андромедой: однажды она прошла сквозь один из «рукавов» Андромеды, оставив после себя заметный разрыв. Большая часть спутников Андромеды носит аналогичное название (Андромеда), но с порядковым номером от 1 до 29, либо кодовое обозначение. Они были открыты в основном в 2000-х годах.

Часть 6. Как найти Андромеду на небосклоне и три её изображения в инфракрасном излучении

Может, кто-то не прочь найти Андромеду на небосклоне? При достаточной отдалённости от ярких огней (обязательно должно быть новолуние!) и благоприятных погодных условиях разглядеть галактику (точнее, её «облачко-центр») можно даже невооружённым глазом. К сожалению, самое лучшее время года для этого — осень, когда нужные созвездия и сама галактика находятся на нашем небе в зените и хорошо различимы.

Как уже говорилось раньше, галактика Андромеда находится в созвездии Андромеды. Это одно из самых старых упоминаемых созвездий: по некоторым источникам, самые ранние упоминания о нём датируются 2600 годом до н. э.

Есть несколько способов найти созвездие Андромеды. Для первого способа нужно дождаться октября и знать, где находится созвездие Пегаса. Чтобы найти Пегас, сначала надо найти юг. Созвездие Пегаса находится где-то на полпути от горизонта к зениту. Самой приметной его частью является четырёхугольник, состоящий из трёх звёзд созвездия Пегаса и одной звезды созвездия Андромеды, так называемый Квадрат Пегаса (Square of Pegasus). Квадрат Пегаса хорошо заметен невооружённым глазом, звёзды яркие, видны даже при не очень благоприятных погодных условиях, так что считается, что пропустить квадрат невозможно. Слева к квадрату примыкает изогнутая вверх цепочка звёзд, образуя вместе с квадратом фигуру, отдалённо напоминающую ковш с ручкой, — это и есть наше созвездие Андромеды.

Чтобы найти Туманность Андромеды, надо проследовать от левого верхнего края Квадрата Пегаса вдоль ручки «ковша» до звезды Мирах (β Андромеды). Над ней ещё две неяркие звезды, обозначаемые μ и ν. Чуть выше и правее v — Туманность Андромеды. Для второго способа идеален ноябрь и нужно созвездие Кассиопеи. Созвездие Кассиопеи очень примечательно: его главные звёзды образуют фигуру, очень напоминающую латинскую букву W. Осенью созвездие Кассиопеи появляется в сумерках на северо-восточном небе и в течение вечера поднимается высоко над горизонтом, практически в зенит. Более острая половина W Кассиопеи — как стрела, указывающая на Андромеду. Расстояние от острия «стрелы» до туманности примерно в четыре раза больше, чем между соседними звёздами, формирующими букву W Кассиопеи. Отмерив его, ищите слабое пятнышко, которое и будет галактикой Андромеды.

Ниже три изображения Андромеды. Все они сделаны NASA в инфракрасном излучении в 2010 году. На первом снимке мы видим свет, захваченный длинноволновыми инфракрасными детекторами. Это горячая пыль, разогретая новорождёнными звёздами и охватившая всё пространство галактики. Признаки молодых звёзд можно увидеть даже в ближайших спутниках галактики — M32 и М110. На втором снимке коротковолновый инфракрасный детектор поймал свет старых звёзд Андромеды. Мы можем разглядеть и ярко выраженное искривление в верхней левой части диска галактики вследствие столкновения с одним из спутников. А третий снимок, как уже несложно догадаться, это комбинация двух первых, наглядно демонстрирующая расположения старых и новых звёзд.

Часть 7. Столкновение с Млечным путём

Один из самых растиражированных фактов о галактике Андромеды — это её неизбежное столкновение с нашим Млечным путём. Говорить об этом начали с конца мая 2012 года, когда астрономы в результате наблюдений с помощью телескопа «Хаббл» объявили о «лобовом столкновении» Андромеды и Млечного пути. Галактики движутся друг к другу с примерной скоростью в 100–140 км/с и через четыре миллиарда лет сблизятся максимально. Компьютерная симуляция показала, что спустя два миллиарда лет после первого «контакта» двух галактик они полностью соединятся и под действием гравитаций друг друга станут одной новой галактикой. Более того, с Андромедой будет приближаться и её спутник, галактика Треугольника (хотя не все астрономы считают эту галактику спутником), и есть вероятность, что первой с Млечным путём столкнётся именно она.

Звёзды же внутри каждой галактики сталкиваться не будут, так как расположены на достаточно больших расстояниях, но многие будут отброшены на новые орбиты вокруг нового галактического центра. Астрономы предполагают, что, возможно, наше Солнце и его система будут отброшены гораздо дальше от галактического ядра, но сами по себе не пострадают. На этих замечательных иллюстрациях показаны моменты столкновения двух галактик, начиная с наших дней и заканчивая семью миллиардами лет спустя, а также судьба нашей Солнечной системы. Видео со столкновением галактик:

Панорама, сделанная небезызвестным телескопом «Хаббл» и состоящая из 7 398 снимков. Изображение покажет 48 тысяч световых лет галактики в её естественном видимом свете и около 100 миллионов её звезд. Снимки делались с июля 2010 по октябрь 2013 гг.