Галактика Андромеды

Галактика Андромеды

Галактика
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[1] 772±44 килопарсек
Радиус	110 000 св. лет
Свойства	Крупнейшая галактика Местной группы

У этого термина существуют и другие значения, см. Туманность Андромеды.

Галактика Андромеды или Туманность Андромеды (M 31, NGC 224) — спиральная галактика типа Sb. Эта ближайшая к Млечному Пути большая галактика расположена в созвездии Андромеды и удалена от нас, по последним данным, на расстояние 772 килопарсек^[1] (2,52 млн световых лет). Плоскость галактики наклонена к нам под углом 15°, её видимый размер — 3,2 × 1,0°^[2], видимая звёздная величина — +3,4^m.

История наблюдений

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 расстояниям 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

Галактика Андромеды в ультрафиолетовых лучах.

Движение в Местной группе

Основная статья: Столкновение галактик Млечный Путь и Туманность Андромеды

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. Разрушение Солнца и планет, вероятнее всего, при этом катастрофическом процессе не произойдёт^[10].

Структура

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^[11]. 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

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^[12]. 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 400 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, она оказалась рекордно большой: 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^[13].

Другие объекты

Шаровое скопление Mayall II.

В галактике зарегистрировано около 460 шаровых скоплений^[14]. 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^[15]. 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^[16]. Согласно исследованиям, в центре этого скопления находится кандидат в чёрные дыры массой 20 тысяч Солнц^[17]. 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^[18].

В галактике находится звезда PA-99-N2, вокруг которой обращается экзопланета — первая, которую открыли за пределами Млечного Пути^[19].

Наблюдения

Туманность Андромеды находится в созвездии Андромеды.

Наилучшее время для наблюдений «Туманности Андромеды» — осень—зима. На тёмном деревенском небе (вдали от засвеченного городского неба) светящийся диффузный овал M 31 видят невооружённым глазом рядом с ν And даже не очень опытные наблюдатели. Это самый удалённый объект, видимый с Земли невооружённым глазом. Из-за конечной скорости света, на Земле её видят такой, какой она была 2 с половиной миллиона лет назад. Для примера, на Земле 2,5 млн лет назад ещё не было представителей современного вида человека. Но при этом 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».

Объект M31 — Туманность Андромеды. Рисунок Ш. Мессье. Опубликован в 1807 г.^[20]

В бинокль галактика заметна даже на засвеченном небе больших городов. Но её наблюдения в любительские телескопы средней апертуры (150—200 мм) обычно разочаровывают. Даже на чистом небе и в безлунную ночь галактика представляется просто большим светящимся эллипсоидом с размытыми и тусклыми краями и ярким ядром. Внимательный наблюдатель замечает одну-две опоясывающие пылевые полосы на северо-западном (ближнем к нам) крае галактики и небольшое локальное повышение яркости на юго-западе (огромная область звёздообразования в туманности M 31). Больше нельзя наблюдать никаких других деталей, за исключением двух спутников — небольших эллиптических галактик M32 и М110. В любительский телескоп невозможно наблюдать ничего похожего на красочные фотографии и иллюстрации, встречающиеся в популярных изданиях.

Причина в особенностях ночного зрения человека. Наши глаза, при всей своей высокой светочувствительности, не способны, подобно современным фотоприемникам, накапливать свет в процессе длительной экспозиции. К тому же, ночная чувствительность человеческих глаз достигается в том числе жертвой распознавания цветов и резким снижением остроты зрения. Как следствие — при наблюдениях диффузных объектов дальнего космоса видны лишь неясные светло-серые объекты на тёмно-сером фоне. К этому добавляются огромные размеры М31, что дополнительно скрадывает её контрасты и детализацию.

Поиск галактики на видимом звездном небе

И все же, если наблюдателю самостоятельный поиск галактики является затруднительным, но он хорошо ориентируется в основных созвездиях, можно воспользоваться следующей схемой. Для начала 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 мысленно провести линию между двумя найденными звездами. Галактика M 31 будет лежать на этой линии, после выхода линии за пределы Кассиопеи, в виде размытого эллипса.^{[источник не указан 57 дней]}

Соседи по небу из каталога Мессье

• 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»

…M 74 → M 77 → M 31 → M 32 → M 110…

Примечания

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. Архивировано из первоисточника 4 февраля 2012. Проверено 14 октября 2011.
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). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 30 июня 2009.
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). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 30 июня 2009.
6. ↑ Roberts, Isaac A Selection of Photographs of Stars, Star-clusters and Nebulae, Vol. II  (англ.). London: The Universal Press (1899). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 4 октября 2009.
7. ↑ Slipher, V. M. The radial velocity of the Andromeda Nebula  (англ.). Lowell Observatory Bulletin, vol. 1, pp.56-57 (1913). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 30 июня 2009.
8. ↑ Чудеса чёрных дыр вскрыли ералаш в центрах галактик
9. ↑ Tariq Malik Crash Course: Simulating the Fate of Our Milky Way  (англ.). Space.com (07 May 2002).(недоступная ссылка — история) Проверено 16 июня 2009.
10. ↑ Fraser Cain When Our Galaxy Smashes Into Andromeda, What Happens to the Sun?  (англ.). Universe Today (May 10th, 2007). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 16 июня 2009.
11. ↑ The Andromeda galaxy hosts a trillion stars (англ.)
12. ↑ 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). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 16 июня 2009.
13. ↑ 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.
14. ↑ 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). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 17 июня 2009.
15. ↑ Hubble Spies Globular Cluster in Neighboring Galaxy  (англ.). Пресс-релиз на официальном сайте телескопа Хаббл (April 24, 1996). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 17 июня 2009.
16. ↑ 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.
17. ↑ Karl Gebhardt, R. Michael Rich, Luis Ho A 20 Thousand Solar Mass Black Hole in the Stellar Cluster G1  (англ.). Arxiv.org (16 Sep 2002). Проверено 17 июня 2009.
18. ↑ 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.
19. ↑ 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.
20. ↑ Messier's Drawings of M31/32/110 and M42/43. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 31 декабря 2009.

Ссылки

• Информация на английском и французском из оригинального Нового общего каталога
• Информация (англ.) из Пересмотренного Нового общего каталога
• SIMBAD (англ.)
• VizieR (англ.)
• NASA/IPAC Extragalactic Database (англ.)
• Список публикаций, посвящённых NGC 224

• M 31 в каталоге Мессье на страницах SEDS (англ.)
• M 31 на цифровом обозревателе неба НИИ космического телескопа.
• M 31: туманность Андромеды
• M 31: Ещё одна фотография галактики

	Галактика Андромеды на Викискладе?

◄ NGC 220 | NGC 221 | NGC 222 | NGC 223 | NGC 224 | NGC 225 | NGC 226 | NGC 227 | NGC 228 ►