Кубанский государственный технологический университет

Туманности Андромеды сделали спектроскопию желудка

24-04-2012
Это изображение Туманности Андромеды из 165 отдельных фрагментов покрывает 40 квадратных градусов неба (более подробно см. здесь). Оно составлено по данным обзора галактики, выполненного при помощи широкоугольной камеры телескопа Исаака Ньютона (Isaac Newton Telescope Wide Field Camera, INT WFC). Здесь обобщены данные фотометрии 7 миллионов источников света. Север вверху, восток — слева. Бедные металлами молодые звезды показаны синим цветом, а богатые металлами старые — красным.

Стрелками показаны крупные звездные потоки; кружком выделено место, где найден предсказанный компьютерной моделью приливной остаток. Изображение с сайта www.umass.edu

Американские астрономы нашли доказательство того, что галактика М31 (знаменитая Туманность Андромеды) в прошлом испытала столкновение с другой, меньшей по размеру галактикой и полностью поглотила ее. Скрытый звездный поток — один из остатков исчезнувшей галактики — был обнаружен именно там, где его предсказала компьютерная модель древнего столкновения.

Галактика M31 в созвездии Андромеды расположена на расстоянии 2,5 миллионов световых лет от Земли. Это ближайшая к нам большая спиральная галактика. Она очень похожа на галактику Млечный Путь, в которой мы живем. Поскольку на Млечный Путь мы не можем посмотреть со стороны, хоть какое-то представление о нашей Галактике можно получить, глядя на качественное изображение Туманности Андромеды.

Согласно современным теориям, большие галактики были образованы путем слияния меньших галактик в единое целое. Накапливая массу, формирующиеся галактики притягивали и поглощали соседние карликовые галактики, становясь в конце концов гигантскими звездными системами.

При подобном слиянии звезды мини-галактик, касаясь внешних спиральных рукавов, подхватываются моментом вращения более массивного объекта и становятся полноправными членами общей галактической «семьи». Кроме этого, гравитационные силы большой галактики могут разорвать малую на отдельные потоки звезд, которые астрономы называют приливными остатками. Изучение таких потоков дает астрономам ответы на многие вопросы, связанные с формированием галактик — в частности, позволяет точнее определять их массу (включая темную материю).

Во внешних областях Туманности Андромеды есть несколько обособленных звездных полос, которые выделяются повышенной плотностью звезд и, скорее всего, представляют из себя приливные остатки от давних слияний. Две наиболее выделяющиеся звездные полосы находятся в южной и северо-восточной частях галактики; одной из них дано название «большой южный поток» (giant southern stream), а другой — «северо-восточный шельф» (northeast shelf).

Галактика М31 (Туманность Андромеды). Для сравнения в кадр помещена Луна, дающая представление о размерах М31 на небесной сфере. Изображение с сайта astronet.ru

Известны они давно, но никто не связывал их между собой — пока астроном из Массачусетского университета в Амхерсте (University of Massachusetts Amherst) Марк Фардал (Mark Fardal) не показал, что оба они могли возникнуть в результате слияния Туманности Андромеды с карликовой галактикой, произошедшего около 700 млн лет назад.

В компьютерной модели, разработанной Фардалом, Туманность Андромеды поглощает в 50 раз меньшую галактику, состоящую из 2 млрд звезд. Из-за разницы в массах приливные силы в М31 буквально разрывают поглощаемую галактику на части. При этом образуются два известных больших потока, с наблюдаемыми параметрами которых модель прекрасно согласуется, а также ряд других, более мелких структур. Увидеть эти структуры — если они действительно существуют — очень трудно, поскольку они должны были влиться в общее движение вокруг центра масс Туманности Андромеды и стать почти неразличимыми на фоне гигантской галактики. Обычно приливные остатки проявляют себя как более яркие области с повышенной плотностью звезд, однако в данном случае просто увидеть их даже в самый сильный телескоп было невозможно.

Тем не менее один из меньших потоков, предсказанных Фардалом, действительно был обнаружен. Причем находится он именно в том месте и движется именно с той скоростью, которую предсказывала модель. С докладом об этом открытии на на очередном съезде Американского астрономического общества (American Astronomical Society), прошедшем в январе в Сиэтле, выступила Каролина Гилберт (Karoline Gilbert) из Калифорнийского университета в Санта-Круз (University of California, Santa Cruz).

Астрономы использовали еще одно свойство приливных потоков — то, что звезды в них перемещаются практически как одно целое. При помощи чувствительного спектрографа DEIMOS обсерватории Кека (W. M. Keck Observatory) на Гавайях были получены спектры звезд в исследуемой области, а затем по спектральным сдвигам были измерены их скорости. Лишь после этого «спрятавшийся» приливной остаток был выявлен — в виде большого скопления звезд с похожими свойствами и скоростями. Все они относятся к красным гигантам.

На земном небе М31 видна даже невооруженным глазом. В полуночное время в конце января она расположена в западной части небосвода. Найти ее среди звезд можно, воспользовавшись приведенным ниже изображением участка неба и ориентируясь по выразительной небесной букве W — созвездию Кассиопеи. В сильный бинокль или телескоп Туманность Андромеды представляет из себя великолепное зрелище. В несколько раз превосходя видимые размеры Луны, М31 занимает все поле зрения даже широкоугольного бинокля. Имейте в виду, что наблюдая самую близкую галактику, вы видите ее такой, какой она была 2,5 миллиона лет назад, так как именно столько времени требуется свету, чтобы достичь Земли. Посмотрите на 2,5 миллиона лет в прошлое!

Расположение галактики М31 на земном небосклоне (на широте Москвы около полуночи в конце января). Изображение программы планетария Starry Night Backyard 3.11

Источник: Evidence of Ancient Galactic Collision Found, Confirmed by UMass Amherst Atronomer's Model // пресс-релиз Массачусетского университета в Амхерсте, 22.01.2007.

Александр Козловский

‹‹