;
Кейсы 28 августа 2020

Ореол Андромеды приближается к нашей галактике. Рассказываем, почему это важно

Далее

Какая крупная галактика ближайшая к нашему Млечному пути? ‎Андромеда. Считается, что наша галактика очень похожа на ‎нее. Вместе они доминируют в местной группе галактик. Рассеянный свет от Андромеды вызван сотнями миллиардов звезд, из которых она состоит. Несколько отдельных звезд, окружающих Андромеду, на самом деле являются звездами в нашей галактике. Она настолько далека, что свету требуется около 2 млн лет, чтобы добраться до нас оттуда. И, тем не менее, через 4 млрд лет наши галактики столкнутся в большой космической катастрофе. Однако новое открытие ученых показало, что ореол Андромеды уже натыкается на ореол нашей галактики. Объясняем, почему важно изучить этот ореол, что «Хабблу» удалось найти в этом гало, что известно о нашем «‎космическом соседе» и как найти Андромеду на небе.

Что известно о галактике Андромеды?

Галактика Андромеды, также известная как M31, представляет собой величественную спираль, состоящую примерно из 1 трлн звезд и сопоставимую по размеру с нашим Млечным путем. На расстоянии 2,5 млн световых лет она настолько близко к нам, что галактика выглядит как светящееся пятно в форме сигары высоко в осеннем небе. Если бы его газовый ореол можно было увидеть невооруженным глазом, он был бы примерно в три раза шире Большой Медведицы. Это было бы самой большой особенностью ночного неба. Андромеду часто называют галактикой или туманностью M31, поскольку это 31-й объект в списке рассеянных небесных объектов Мессье.

Что выяснили ученые?

В знаменательном исследовании ученые с помощью космического телескопа «Хаббл»‎ нанесли на карту огромную газовую оболочку — ореол — которая окружает галактику Андромеды. Ученые были удивлены, обнаружив, что это тонкое, почти невидимое гало диффузной плазмы простирается на 1,3 млн световых лет от галактики — примерно на полпути к нашему Млечному пути — и на 2 млн световых лет в некоторых направлениях. Это означает, что ореол Андромеды уже натыкается на ореол нашей галактики.

Они также обнаружили, что гало имеет слоистую структуру с двумя основными вложенными и отдельными оболочками газа. Это наиболее полное исследование гало, окружающего галактику. Чем ближе наблюдаемый ореол Андромеды, тем лучше мы можем понять его структуру.

На этой иллюстрации изображено газовое гало галактики Андромеды, если его можно было увидеть невооруженным глазом. На расстоянии 2,5 миллиона световых лет величественная спиральная галактика Андромеды настолько близка к нам, что кажется сигарообразным пятном света высоко в осеннем небе. Если бы ее газовый ореол можно было увидеть невооруженным глазом, он был бы примерно в три раза шире Большой Медведицы —это, безусловно, самая большая деталь на ночном небе.
Авторы и права: НАСА, ЕКА, Дж. ДеПаскуэль и Э. Уитли (STScI) и З. Левай (фоновое изображение)

«Понимание огромных газовых ореолов, окружающих галактики, чрезвычайно важно, — объяснила соисследователь Саманта Берек из Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. — Этот резервуар газа содержит топливо для будущего звездообразования в галактике, а также остатки в результате таких событий, как сверхновые. Он полон ключей к разгадке прошлой и будущей эволюции галактики, и мы наконец-то можем изучить ее во всех деталях на нашем ближайшем галактическом соседе».

«Мы обнаружили, что внутренняя оболочка, простирающаяся примерно на полмиллиона световых лет, намного более сложна и динамична, — объяснил руководитель исследования Николас Ленер из Университета Нотр-Дам в Индиане. — Внешняя оболочка более гладкая и горячая. Эта разница, вероятно, является результатом воздействия активности сверхновой в диске галактики, более непосредственно влияющей на внутреннее гало».

Признаком этой деятельности является открытие командой большого количества тяжелых элементов в газовом ореоле Андромеды. Более тяжелые элементы готовятся в недрах звезд, а затем выбрасываются в космос — иногда яростно, когда звезда умирает. Затем гало загрязняется этим материалом от звездных взрывов.

Проект AMIGA и поиск квазаров

В рамках программы под названием Project AMIGA (Карта поглощения ионизированного газа в Андромеде) в исследовании изучался свет 43 квазаров — очень далеких, блестящих ядер активных галактик, питаемых черными дырами, — расположенных далеко за пределами Андромеды. Квазары — одни из самых ярких космических объектов во Вселенной, представляющие собой собой ядра галактик, находящихся далеко за пределами Андромеды. Разбросанные позади гало квазары «подсвечивают» его, что и позволяет ученым детально исследовать эти области.

Глядя через гало на свет квазаров, команда наблюдала, как этот свет поглощается гало Андромеды и как это поглощение изменяется в разных регионах. Огромный ореол Андромеды сделан из очень разреженного и ионизированного газа, который не испускает легко обнаруживаемое излучение. Следовательно, отслеживание поглощения света от фонового источника — лучший способ исследовать этот материал.

На этой иллюстрации показано местоположение 43 квазаров, которые ученые использовали для исследования газового гало Андромеды. Эти квазары — очень далекие блестящие ядра активных галактик, питаемых черными дырами, — разбросаны далеко за гало, что позволяет ученым исследовать несколько регионов. Глядя через огромное гало на свет квазаров, команда наблюдала, как этот свет поглощается гало и как это поглощение изменяется в разных регионах. Отслеживая поглощение света, исходящего от фоновых квазаров, ученые могут исследовать материал гало.
Источники: НАСА, ЕКА и Э. Уитли (STScI)

Исследователи использовали уникальную возможность спектрографа космического происхождения Хаббла (COS) для изучения ультрафиолетового света от квазаров. Ультрафиолетовый свет поглощается атмосферой Земли, что делает невозможным наблюдение с помощью наземных телескопов. Команда использовала COS для обнаружения ионизированного газа из углерода, кремния и кислорода. Атом становится ионизированным, когда радиация лишает его одного или нескольких электронов.

Как раньше изучалось гало Андромеды и почему это так сложно?

Ранее ореол Андромеды уже исследовался командой Ленера. В 2015 году они обнаружили, что ореол Андромеды большой и массивный. Но ученым было мало намека на его сложность; теперь он нанесен на карту более подробно, что привело к более точному определению его размера и массы.

Раньше было очень мало информации — всего шесть квазаров — в пределах 1 млн световых лет от галактики. Теперь у ученых больше информации о внутренней области ореола Андромеды. 

Поскольку мы живем внутри Млечного пути, ученым нелегко интерпретировать сигнатуру гало нашей собственной галактики. Однако они считают, что ореолы Андромеды и Млечного пути должны быть очень похожи, поскольку эти две галактики также очень похожи. Две галактики находятся на пути столкновения и сольются, образуя гигантскую эллиптическую галактику примерно через 4 млрд лет.

Ученые исследовали газовые гало более далеких галактик, но эти галактики намного меньше на небе, а это означает, что количество достаточно ярких фоновых квазаров, чтобы исследовать их гало, обычно составляет только один на галактику. Поэтому пространственная информация по существу теряется. Из-за близости к Земле газовый ореол Андромеды вырисовывается в небе, что позволяет собирать гораздо более обширные образцы.

Почему изучение Андромеды так важно?

Эксперимент по поиску и изучению квазаров за Андромедой действительно уникальный, потому что только с этой галактикой у нас есть информация о ее ореоле не только по одной или двум линиям обзора, но и по более чем 40. Это новаторский подход к изображению всей сложности гало галактики за пределами Млечного пути.

Фактически Андромеда — единственная галактика во Вселенной, для которой этот эксперимент может быть проведен сейчас и только с «Хабблом». Только с помощью чувствительного к ультрафиолету космического телескопа будущего ученые смогут регулярно проводить эксперименты такого типа за пределами примерно 30 галактик, входящих в Местную группу.

«Таким образом, Project AMIGA также дал нам возможность заглянуть в будущее», — заключил Ленер.

Как наблюдать Андромеду и как ее изучают сейчас?

M31 находится в созвездии Андромеды и лучше всего наблюдается в ноябре. Галактика имеет видимую звездную величину 3,1, поэтому ее можно увидеть невооруженным глазом даже в областях с умеренным световым загрязнением. Поскольку это очень легко наблюдаемая деталь в ночном небе, невозможно сказать, кто открыл галактику Андромеды. Тем не менее, в «Книге неподвижных звезд» 964 года персидского астронома Абд ар-Рахмана ас-Суфи содержится первое известное сообщение об этом объекте.

Изображение: Stellarium

Эта звездная карта для M31 представляет собой вид из средних северных широт для данного месяца и времени.

Авторы: НАСА, ЕКА, Дж. Далкантон, Б. Ф. Уильямс и Л. С. Джонсон (Вашингтонский университет), группа PHAT и Р. Гендлер

А это изображение нашего ближайшего крупного соседа по галактике, M31, составлено из 7 398 снимков, полученных с помощью 411 отдельных наведений телескопа, и является самой большой мозаикой «Хаббла»‎ на сегодняшний день. 1,5 млрд пикселей на мозаике показывают более 100 млн звезд и тысячи звездных скоплений, встроенных в часть блинного диска M31, также известного как галактика Андромеды. Хотя галактика находится на расстоянии более 2 млн световых лет от нас, «Хаббл» достаточно мощный, чтобы разделить отдельные звезды на этом участке диска длиной 61 000 световых лет. Это как фотографировать пляж и разбирать отдельные песчинки.

«Хаббл» отслеживает плотно упакованные звезды, отходящие от внутреннего центра галактики (слева). Выйдя из этой центральной галактической выпуклости, панорама простирается через полосы звезд и пыли к более разреженному внешнему диску. Более холодные желтоватые звезды доминируют в центре галактики, в нижнем левом углу. Синяя кольцевая деталь, тянущаяся от верхнего левого угла до нижнего правого, представляет собой спиральный рукав с многочисленными скоплениями молодых голубых звезд и областей звездообразования. Темные силуэты прослеживают сложные структуры пыли.

Источники: НАСА, ЕКА, Б. Уильямс и Дж. Далкантон (Вашингтонский университет, Сиэтл)

Это изображение, полученное телескопом Хаббл, охватывает 7 900 световых лет и показывает густонаселенную центральную область M31. Яркая область справа от центра — это группа звезд, расположенных вокруг черной дыры галактики. Синие точки, разбросанные по всему изображению, — это ультрасиние звезды, которые преждевременно сбросили свои внешние слои материала, обнажив свои чрезвычайно горячие ядра.

Читать также

Посмотрите, как может выглядеть Proxima b. Это планета ближайшей к нам звезды

Создано устройство, за секунды самостоятельно заполняющее документы в МФЦ

Симптомы коронавируса у детей. На что стоит обратить внимание?

Загрузка...