Мессье 31 (M31), более известная как Галактика Андромеды, представляет собой большую спиральную галактику, расположенную в созвездии Андромеды. Галактика Андромеды, расположенная на расстоянии 2,54 миллиона световых лет от Земли, является ближайшей к нам галактикой. Она находится на пути столкновения с нашей галактикой, Млечным Путем. Видимая звездная величина Мессье 31 составляет 3,44. В Новом общем каталоге она обозначена как NGC 224.
Мифология, связанная с М31
Галактика Андромеды была названа в честь занимаемой ею области неба, созвездия Андромеды, которое в греческой мифологии олицетворяет принцессу Андромеду. Её приковали к скале и оставили морскому чудовищу, чтобы умилостивить Посейдона после того, как ее мать Кассиопея похвасталась, что красота ее дочери превосходит красоту морских нимф. Принцессу спас Персей, греческий герой, представленный соседним созвездием.
Факты о Мессье 31
Мессье 31 является крупнейшим и наиболее массивным членом местной группы галактик, в которую также входят Млечный Путь, галактика Треугольника (M33) и более 40 галактик меньшего размера. Галактика Андромеды содержит триллион звезд, более чем в 2 раза больше, чем Млечный Путь, который является домом для 200-400 миллиардов звезд.
Две галактики примерно равны по массе и столкнутся через 3,75 миллиарда лет. Столкновение, вероятно, приведет к образованию новой гигантской эллиптической галактики или дискообразной галактики.
Галактика Андромеда имеет в общей сложности 14 галактик-спутников, из которых М32 и М110 являются самыми крупными и их легче всего наблюдать.
Считается, что M32 подверглась столкновению с M31, в результате которого меньшая галактика потеряла свой звездный диск и претерпела резкое увеличение звездообразующей активности в центральной области. Звездообразовательная активность закончилась в относительно недавнем прошлом.
Долгое время считалось, что галактика Андромеды является туманностью в нашей галактике и была известна как Большая туманность Андромеды. Только в 1917 году это предположение начало подвергаться сомнению. Американский астроном Хибер Кертис заметил, что новые звезды в пределах M31 были примерно на 10 величин слабее, чем наблюдаемые в других частях неба, и предложил новую оценку расстояния до объекта – 500 000 световых лет.
Кертис стал сторонником новой теории, которая представила идею о том, что объекты, известные как спиральные туманности, на самом деле являются независимыми галактиками. Теория была известна как гипотеза “островных вселенных”. Этот термин пришел от немецкого философа Иммануила Канта, который также считал, что спиральные туманности не являются частью нашей галактики.
Споры о положении М31
В 1920 году Кертис обсуждал природу спиральных туманностей и размер Вселенной с Харлоу Шепли. Дебаты состоялись 26 апреля в Смитсоновском музее естественной истории. Шепли утверждал, что спиральные туманности были частью Млечного Пути и что Вселенная состоит только из одной большой галактики, в то время как Кертис утверждал, что спиральные туманности были отдельными галактиками и что Млечный Путь был всего лишь одной из многих галактик.
Истинная природа M31 не была доказана до 1923 года, когда Эдвин Хаббл установил межгалактическое расстояние между Андромедой и Млечным Путем. Хаббл идентифицировал переменные звезды Цефеиды за пределами Млечного Пути на астрономических изображениях M31. Он сделал это с помощью 100-дюймового телескопа Хукера в обсерватории Маунт-Уилсон в Лос-Анджелесе, крупнейшего инструмента в мире на то время. По первоначальной оценке Хаббла, M31 находится на расстоянии примерно 750 000 световых лет от Земли.
Немецкий астроном Вальтер Бааде был первым, кто выделил звезды в центральной области галактики Андромеда в 1943 году. Он также был тем, кто классифицировал звезды на два типа населения: тип I и тип II. Он обнаружил, что у каждого типа был свой вид переменной Цефеиды, что привело к оценке расстояния для удвоения M31, и Бааде сделал вывод, что вселенная примерно в 2 раза больше и старше, чем считалось ранее.
Бааде назвал молодые звезды в диске галактики Андромеды типом I, а более развитые красные звезды – типом II. Позже эта номенклатура была применена к звездам в нашей галактике.
Расположение галактики Андромеда
Галактику Андромеды относительно легко найти на небе, поскольку это один из самых ярких объектов Мессье. Она находится вблизи двух выдающихся астеризмов на севере неба: Большого Квадрата Пегаса и W Кассиопеи. Единственными объектами, которые ярче М31 в каталоге Мессье, являются Плеяды (M45) и скопление Птолемея (M7).
Галактика Андромеда – один из самых удаленных объектов глубокого космоса, видимых невооруженным глазом. Лучшее время года для наблюдения за ней – октябрь, ноябрь и декабрь.
В бинокль 10 × 50 галактика выглядит как облако овальной формы с ярким ядром. Бинокли и небольшие телескопы показывают только яркое ядро галактики, но более крупные инструменты показывают ее полный размер, который в 6 раз больше видимого диаметра полной Луны. Самые яркие спутники галактики Андромеды – карликовые галактики Мессье 32 и Мессье 110, также можно увидеть в бинокль.
Галактика Андромеды – ближайшая соседняя галактика также известна как Мессье 31 или M31. Название пришло от Шарля Мессье – французского астронома, который составил каталог объектов глубокого космоса. Мессье задокументировал многие объекты на небе северного полушария, и они в совокупности известны как объекты Мессье.
В 1757 году он начал искать комету Галлея. На одном из участков неба, он наблюдал туманность, которая стала первой записью в каталоге: M1, также известная как Крабовидная туманность. В 1764 году Шарль Мессье добавил M31 в свой каталог. К концу года он добавил в общей сложности 38 объектов. К 1781 году он внес в свой каталог в общей сложности 103 объекта, 40 из которых были найдены самим Мессье.
Андромеда имеет двойное ядро
Другой интересный факт о галактике Андромеды заключается в том, что она содержит двойное ядро. Оба ядра содержат несколько миллионов плотно расположенных звезд, и они разделены всего пятью световыми годами. Первое ядро известно как P1, в то время как второе известно как P2.
Некоторые астрономы определили, что ядро на самом деле представляет собой не две части, а всего лишь одну группу звезд, вращающихся вокруг сверхмассивной черной дыры. Звезды в P1 следуют по эллиптическим орбитам вокруг черной дыры и большую часть времени светят во внешних областях, делая область яркой. Второе ядро существует только потому, что звезды собираются вместе при приближении к черной дыре.
Столкновение с Млечным Путем
Галактика Андромеда движется к Млечному Пути со скоростью 400 000 километров в час, что достаточно быстро, чтобы обогнуть Землю всего за 6 минут. Предполагается, что столкновение между двумя галактиками произойдет примерно через 3,75 миллиарда лет. Так что же будет с Землей после этого столкновения?
Эксперты считают, что Земля, скорее всего, выживет. Они считают, что наша планета будет невредима, потому что галактики состоят из пустого пространства. Земля может получить довольно невероятное шоу из столкновения, хотя, и это будет видно по всему небу в течение многих лет. Две галактики будут продолжать притягивать друг друга в течение многих лет, пока центральные черные дыры в каждой галактике не приблизятся достаточно близко, чтобы слиться в одну. Как только они объединятся, наша Солнечная система окажется в совершенно другом типе галактики, известном как эллиптическая галактика. Если бы Солнце не поглотило Землю примерно через 5 миллиардов лет, небо казалось ярким даже ночью.
Исследование М31
Согласно исследованию, опубликованному в 2010 году, Галактика Андромеды образовалась в результате столкновения двух галактик меньшего размера между 5 и 9 миллиардами лет назад.
Исследование, опубликованное в 2012 году, оценило возраст галактики примерно в 10 миллиардов лет, заявив, что M31 образовалась в результате слияния множества меньших протогалактик.
Сильное столкновение, произошедшее около 8 миллиардов лет назад, привело к образованию большей части богатого металлами гало галактики и расширенного диска.
Активность звездообразования, вероятно, была интенсивной в тот момент и привела к тому, что M31 стала светящейся инфракрасной галактикой примерно на 100 миллионов лет. Такие галактики излучают в инфракрасном диапазоне больше, чем на всех других длинах волн, вместе взятых. Средняя светимость данного типа галактик в 100 миллиардов раз больше солнечной.
Между 2 и 4 миллиардами лет назад Андромеда близко столкнулась с галактикой Треугольник (M33), что вызвало высокий уровень звездообразования по всему галактическому диску M31 и исказило внешний диск Треугольника.
Галактика Андромеды имеет вращающийся в противоположных направлениях газовый диск в своей центральной области, который населен относительно молодыми звездами.
Объекты в галактике Андромеда
Галактика Андромеды является домом для самого яркого шарового скопления в Местной группе. Шаровидное первое скопление (G1) содержит несколько миллионов звезд и имеет видимую звездную величину 13,72, что делает его ярче самой яркого скопления Млечного Пути, Омеги Центавра.
Также занесенный в каталог как Mayall II, G1 виден даже в 10-дюймовые или более крупные телескопы при хороших условиях. Из-за своей массы и звездного населения некоторые считают G1 остатком ядра карликовой галактики.
Галактика Андромеда содержит в общей сложности около 450 шаровых скоплений. Наибольшей видимой яркостью обладает скопление G76, расположенное в юго-западном рукаве. В 2006 году было обнаружено другое массивное шаровое скопление, обладающее свойствами, сходными с Mayall II. Оно было занесено в каталог как 037-B327.
Мессье 31 также содержит яркое звездное облако, обозначенное NGC 206. Объект был занесен Уильямом Гершелем в каталог как H V.36 после наблюдения его 17 октября 1786 года.
Галактика Андромеды имеет двойное ядро, которое было обнаружено космическим телескопом Хаббл в 1991 году. Второе ядро, возможно, принадлежало галактике меньшего размера, которая была поглощена M31, или это может быть иллюзией, вызванной пылевыми облаками, скрывающими части центральной области галактики.
Первый внегалактический микроквазар был обнаружен в M31 в 2012 году. Был обнаружен радиовсплеск, исходящий от черной дыры-прародителя вблизи ядра галактики. Масса черной дыры оценивалась в 10 масс Солнца.
Планеты
Первая планета в M31, возможно, была обнаружена в 2009 году с помощью гравитационного микролинзирования. Это явление, которое позволяет астрономам видеть объекты меньшего размера, расположенные на фоне очень массивных объектов. Массивные объекты на переднем плане отклоняют свет меньшего объекта, в результате чего несколько изображений меньшего фонового объекта кажутся искаженными и увеличенными рядом с большим объектом.
Внегалактическая планета имеет массу всего в 6-7 раз превышающую массу Юпитера. Впервые она была обнаружена в 2004 году, но считалась звездой в двойной системе. В 2009 году ученые вновь рассмотрели событие микролинзирования и пришли к выводу, что, скорее всего, это звезда с меньшим компаньоном.
Размер и тип
Мессье 31 классифицируется как галактика SA (s) b на основе изображений в видимом свете, но данные двухмикронного обзора всего неба (2MASS) в трех инфракрасных диапазонах между 1997 и 2001 годами, показали, что выпуклость галактики имеет прямоугольную форму. Это указывает на то, что Андромеда представляет собой спиральную галактику, как и Млечный Путь, и что ее полоса видна вдоль длинной оси, если смотреть с Земли.
В 2005 году было обнаружено, что M31 имеет большой вытянутый звездный диск диаметром более 220 000 световых лет. Ранее считалось, что галактика имеет диаметр от 70 000 до 120 000 световых лет.
Мессье 31 наклонен примерно на 77 градусов относительно Земли. В результате гравитационного взаимодействия с близлежащими галактиками он имеет заметную S-образную деформацию, а не плоский диск.
Вальтер Бааде был первым, кто очень подробно изучил спиральные рукава галактики Андромеды. Он пришел к выводу, что у нее есть два плотно закрученных спиральных рукава, которые расположены на большем расстоянии друг от друга, чем рукава Млечного Пути.
Исследования M31 выявили обычную спиральную галактику со спиральными рукавами, закрученными по часовой стрелке. Спиральные рукава отделены друг от друга по меньшей мере 13 000 световых лет. Спиральный рисунок несколько искажен взаимодействиями галактики с M32 и M110.
Снимки, сделанные Инфракрасной космической обсерваторией Европейского космического агентства (ISO) в 1998 году, показали, что M31, возможно, переходит в кольцевую галактику. Пыль и газ внутри галактики образуют несколько перекрывающихся колец, и одно из них выделяется особенно. Кольцо сформировано в радиусе 32 000 световых лет от ядра галактики и его можно увидеть на изображениях в видимом свете. Космический телескоп “Спитцер” обнаружил два спиральных рукава, выходящих из центральной полосы. Рукава имеют сегментированную структуру и продолжаются за пределами кольца галактики, упомянутого выше.
Считается, что кольцевые структуры были созданы в результате взаимодействия с M32 более 200 миллионов лет назад. M32, вероятно, прошла через диск M31, в результате чего M32 потеряла более половины своей массы.
Ядро галактики Мессье 31
Звезды в расширенном гало M31 бедны металлами, как и звезды в нашей галактике. Млечный Путь и Андромеда, вероятно, имели схожие эволюционные пути, причем каждая галактика поглотила и ассимилировала от 100 до 200 галактик меньшего размера за последние 12 миллиардов лет.
В ядре галактики Андромеда находится плотное компактное звездное скопление. Внутреннее ядро состоит из двух скоплений, обозначенных P1 и P2 и разделенных 4,9 световыми годами. P2 более тусклый и попадает в истинный центр галактики, в то время как более яркий P1 смещен от центра. P2 содержит черную дыру с массой около 140 миллионов солнц.
Возраст голубых звезд, обнаруженных на орбите черной дыры, составляет всего 200 миллионов лет, и, вероятно, они сформировались вблизи центральной черной дыры во время внезапного всплеска звездообразования.
Компактное звездное скопление окружено большим двойным ядром галактики, которое на самом деле представляет собой эллиптическое кольцо эволюционировавших красных звезд, которые обращаются вокруг черной дыры на большем расстоянии, чем голубые звезды.
Когда звезды достигают самой дальней точки на орбите, они движутся медленнее, создавая иллюзию второго ядра.
В галактике Андромеда было обнаружено в общей сложности 35 черных дыр звездной массы, семь из которых находятся в пределах 1000 световых лет от центра галактики.
Эти черные дыры образованы в результате гравитационного коллапса массивных звезд и имеют массу, примерно в 5-10 раз превышающую массу Солнца.
Характеристика галактики Андромеда
| История исследования | |
|---|---|
| Обозначения | M 31, NGC 224, PGC 2557 |
| Наблюдательные данные | |
| Созвездие | Андромеда |
| Видимые размеры | 3° × 1° |
| Видимая зв. величина | +3,44m |
| Характеристики | |
| Тип | SA(s)b |
| Входит в | Местная группа, [TSK2008] 222 и M31 Group |
| Лучевая скорость | −300 ± 4 км/с |
| z | −0,001 |
| Расстояние | 2,4—2,7 млн св. лет (740—830 тыс. пк) |
| Абсолютная звёздная величина (V) | −21,2m |
| Масса | 0,8—1,5⋅1012 M☉ |
| Радиус | 23,5 килопарсека |
| Свойства | Крупнейшая галактика Местной группы |
