Наша Вселенная велика и удивительна. Только в последние десятилетия мы стали осознавать ее реальные размеры. Среди сотен туманностей и миллиардов звезд наибольший интерес у ученых вызывают астрономические объекты, расположенные рядом с нами. Ближайшей к Млечному Пути галактикой является Туманность Андромеды. Астрономы называют этот объект М31.
Ее можно назвать самым изученным из звездных скоплений. По своему строению галактика Андромеды напоминает Млечный Путь. В ней есть множество шаровых скоплений, десятки черных дыр и несколько галактик-спутников. Изучая эту галактику, ученые больше узнают о нашем собственном звездном скоплении. М31 не устает преподносить сюрпризы исследователям: не так давно в ней обнаружили уникальное двойное ядро и удивительное скопление из сотен звезд, кружащихся вокруг гигантской черной дыры.
Туманность Андромеды привлекает внимание исследователей и просто любителей астрономии уже не один век: самые ранние задокументированные упоминания о ней относятся к 10 веку. Вероятно, что знали о ее существовании в древности. Серьезное и систематическое изучение объекта началось уже в Новое время. Можно добавить, что данная галактика чрезвычайно популярна у писателей-фантастов, создателей компьютерных игр и голливудских режиссеров.
При наличии благоприятных условий, галактику Андромеды можно рассмотреть невооруженным глазом. А бинокль или простейший телескоп сделают ваши наблюдения эффективнее.
Откуда пошло название или немного мифологии
Астрономы любят использовать имена мифологических героев для обозначения небесных объектов. Галактика М31 названа в честь принцессы, дочери Кефея (или Цефея) и Кассиопеи.
Согласно легенде, Кефей хвастовством разгневал бога морей и океанов Посейдона, после чего ему пришлось принести в жертву жуткому чудовищу родную дочь Андромеду. От страшной смерти ее спас Персей, пролетающий мимо по своим делам. Он заколол монстра, а девушку взял в жены.
Позже в честь главных действующих лиц этой истории были названы звездные скопления – так на небосклоне появились созвездие Персея, Андромеды, Кита и Кассиопеи. Правда, до середины 19 века люди не подозревали, что один из объектов созвездия Андромеды — огромное скопление, растянувшееся на сотни тысяч световых лет.
История открытия и наблюдений
Первое упоминание об М31 относится к 10 столетию (946 год). Оно обнаружено в работе иранского астронома ас-Суфи «Каталог неподвижных звезд», который писал о ней, как о «маленьком облачке». Вероятно, о существовании скопления знали и ранее, просто свидетельства до нас не дошли.
Впервые с помощью телескопа галактика была изучена в 1612 году германским ученым Симоном Марием. В середине 18 века знаменитый французский астроном Шарль Мессье исследовал ее, ошибочно приписывая открытие Марию. Для изучения звездного скопления он использовал мощный телескоп с большим шестидюймовым зеркалом. В 1767 году туманность попала в знаменитый каталог Мессье под обозначением М31.
В 1785 году Гершель попытался определить расстояние от Солнечной системы до М31, но сильно ошибся в расчетах. Он полагал, что этот объект — туманность, находящаяся ближе всех к Земле.
В 1864 году Уильям Хаггинс, применив спектрографический метод, открыл звездную природу М31, что было подтверждено впоследствии. В 1885 году в ней произошел взрыв сверхновой SN 1885A – уникальное событие, вошедшее в анналы астрономии. В 1885 году Исаак Робертс сумел получить первую фотографию М31 и описал ее структуру. Правда, он ошибочно полагал, что она – часть Млечного Пути, поэтому принял ее за обычную звездную систему с планетами, находящимися на стадии формирования.
В начале 20 столетия американский ученый Весто Слайфер с помощью спектрального анализа рассчитал лучевую скорость объекта: выяснилось, что она составляет 300 км/с.
В 1917 году Хебер Кертис впервые предположил, что М31 — это отдельное скопление, содержащее огромное количество звезд. Ученый предположил, что галактика удалена от нашей планеты на расстоянии в 500 тыс. световых лет.
В начале двадцатых годов среди астрономов шел «Большой спор» – знаковая дискуссия, касавшаяся размеров Вселенной, места в ней Млечного Пути и общего количества галактик. Стороны в нем представляли астрономы Кертис, который считал отдаленные туманности самостоятельными галактиками, и Харлоу Шепли, полагавший, что Млечный Путь – это вся существующая Вселенная, а туманности и другие небесные объекты являются его неотъемлемой частью. Точку в споре в 1924 году поставил еще один знаменитый американец – Эдвард Хаббл. Измерив дистанцию до Туманности Андромеды, ученый доказал, что она не принадлежит к нашей галактике и представляет собой самостоятельное звездное скопление. Ему удалось подтвердить существование иных звездных скоплений, а позже астрономы выяснили, что их количество исчисляется миллиардами.
В 2006 году, используя космическую обсерваторию «Чандра», ученые зафиксировали в ядре М31 вспышку, которая в сто раз повысила ее яркость.
Лучший снимок галактики М31 получили с помощью орбитального телескопа Хаббл в 2015 году. Он имеет разрешение 1,5 млрд пикселей и «весит» 4,3 Гб. На снимке можно рассмотреть 100 млн звезд, растянувшихся на расстояние в 61 тыс. св. лет. Сделать подобное фото с Земли крайне сложно из-за помех и искажения, которые вызывает атмосфера.
Характеристики и общее описание
Спиральная галактика Андромеды по астрономической классификации Мессье 31 расположена в созвездии, носящем такое же имя. Она принадлежит к типу Sb, в ней находится около триллиона звезд, что в 2-2,5 раз превышает аналогичный показатель Млечного Пути.
Галактика Андромеды находится на расстоянии 2,52 млн св. лет от нашей планеты, следовательно, свет от объекта, видимый в ночном небе, отправился в путь до появления на Земле современного человека. Масса звездного скопления примерно в 800 млрд раз превышает вес Солнца.
Видимый размер М31 составляет 3,2 × 1,0, ее яркость — +3,4m. Радиус данного скопления равняется примерно 110 тыс. св. лет – это кажется огромным расстоянием, но по сравнению с другими звездными скоплениями, размеры М31 невелики. Галактика Андромеды – самый удаленный объект из всех, которые можно обнаружить невооруженным глазом на небе.
Млечный Путь и М31 сближаются со скоростью 100 км/с, так что когда-нибудь всех нас ожидает межгалактическое столкновение. Правда, есть и хорошие новости: оно произойдет не ранее, чем через три миллиарда лет и не приведет к катастрофическим последствиям – галактики просто сольются и образуют единое целое.
Структура и ядро
М31 — самое большое звездное скопление в Местной группе. Эта галактика по размерам в 2-2,2 раза превосходит наш Млечный Путь. Будь М31 ярче, то она была бы заметнее Луны в ночном небе.
Согласно данным, полученным от орбитальной обсерватории «Спитцер», М31 имеет около десяти спутников-галактик. Ученые полагают, что в будущем список будет расширен. Наиболее яркие из них – М110 и М32: эти объекты можно рассмотреть даже с помощью простого телескопа.
В центре М31, вероятно, находится сверхмассивная черная дыра, в миллионы раз тяжелее нашего Солнца. Вокруг нее, словно планеты около центрального светила, на огромных скоростях кружатся сотни молодых голубых звезд. По оценкам астрономов, их возраст не превышает 200 млн лет. Самый интересный факт: вращающиеся звезды образуют диск, напоминающий кольцо, размеры которого составляют один световой год. Вероятно, вблизи такое зрелище должно завораживать.
Ученые не могут объяснить данный феномен: гравитационное притяжение черной дыры настолько велико, что должно препятствовать межзвёздному газу концентрироваться и создавать новые звёзды.
В 1993 году в центре М31 обнаружили двойное звездное скопление, что стало большим сюрпризом: обычно они сливаются в короткий по астрономическим меркам период.
Шаровые скопления, планеты и черные дыры
Шаровые скопления – это плотные группы звезд, удерживаемые гравитационными силами. Туманность Андромеды богата на подобные образования: их обнаружено более 460. Вероятно, в ближайшие годы на карте галактики Андромеды появятся новые объекты подобного типа – многие ее области остаются малоизученными.
Наибольшим из них считается Mayall II (G1), который, кроме того, находится на первом месте по яркости в нашей Местной группе. В состав входит примерно 300 тыс. звезд. Ученые считают, что Mayall II – это ядро карликовой галактики, которую когда-то поглотила М31. Возможно, что в самом сердце этого образования находится еще одна массивная черная дыра, в двадцать тысяч раз превышающая по массе Солнце.
В 2005 году в М31 астрономы нашли необычные звездные скопления. Они куда массивнее, чем стандартные шаровые. Ученые считают эти объекты промежуточным классом между карликовыми сферическими галактиками и шаровыми скоплениями.
В М31 множество черных дыр. Несколько лет назад их доказанное количество составляло 35, еще несколько десятков считались «кандидатами» в это почетное звание. Большинство из этих образований имеют весьма скромные масштабы – 5-10 масс Солнца, но встречаются и настоящие исполины, весящие в десятки тысяч раз больше нашего светила. Семь черных дыр из известных нам находятся на дистанции примерно в тысяче св. лет от центра галактики.
Посмотрите также
Несколько лет назад в М31 нашли две неизвестные черные дыры, которые располагались в самой большой близости друг к другу – расстояние между ними составляет 0,01 светового года. Среди астрономов есть уверенность, что эти объекты обязательно сольются, причем произойдет это буквально через несколько сотен лет.
Существуют ли планеты в галактике Андромеды? На этот вопрос однозначно можно дать положительный ответ: ученым удалось обнаружить экзопланету, что вращается вокруг звезды PA-99-N2. Не вызывает сомнений, что это только начало – большое количество планет уже обнаружено в нашей галактике, в М31 их должно быть как минимум не меньше.
Как рассмотреть М31 на небе
Как найти галактику Андромеды на звездном небе? При соблюдении следующих условий сделать это можно даже невооруженным глазом:
- Наблюдение лучше проводить вдали от населенных пунктов. Свет от тысяч уличных фонарей, рекламных вывесок и автомобильных фар делает неразличимым большинство звезд. В больших городах невозможно рассмотреть даже Млечный Путь. Наблюдения за небесными объектами значительно затрудняет обычное загрязнение воздуха, уровень которого в городах, как правило, очень высок. Пыль, туман и смог делает картинку нечеткой и размытой;
- Луна и облака. Наибольшие неудобства астрономам-любителям доставляют тонкие перистые облака, которые практически незаметны с земли. Однако они делают наблюдение за слабыми астрономическими объектами почти невозможным. Еще больше проблем доставляет Луна: начиная с первой четверти, ее свет делает неосуществимым изучение туманных и слабых объектов на небе. Во время полнолуния о любых наблюдениях вообще можно забыть.
Изучать галактику Андромеды следует, когда она находится как можно выше над горизонтом: после полуночи в августе и в сентябре, поздним вечером в ноябре и декабре.
Найти М31 на небе довольно просто – для этого существуют два метода:
- поиск от квадрата Пегаса;
- поиск от созвездия Кассиопеи.
Чтобы найти квадрат Пегаса, вам необходимо просто стать лицом к югу и поднять голову. Созвездие Андромеды – это цепочка звезд, уходящая на восток от левого верхнего угла квадрата. Средним звеном в ней будет Мирах, которая вместе с μ и ν Андромеды образует пояс этого созвездия. М31 находится прямо над ним.
Еще проще найти галактику Андромеды, используя в качестве ориентира Кассиопею – одно из самых заметных созвездий на осеннем небе. Оно имеет характерную форму, напоминающую латинскую букву W и находится осенью практически в зените. Наблюдателю следует обратить внимание на правую, более острую половинку небесной буквы – она словно стрелка указывает на галактику Андромеды. Дистанция до искомого объекта примерно в четыре раза больше, чем дистанция между соседними звездами в Кассиопее.
Если искомый объект не виден невооруженным глазом, следует взять обычный бинокль. С его помощью найти туманность проще, чем используя телескоп.
М31 имеет довольно приличную звездную величину 3,44m, но это туманность, поэтому на небе найти ее труднее, чем точечный объект аналогичной яркости. Свет, исходящий от этого объекта, «размазан» на значительной площади.
