Туманность Андромеды (спиральная галактика M31, Мессье 31)
Что представляет собой ближайшая к нам галактика Туманность Андромеды, и как её найти на звездном небе
Наблюдения галактики Андромеды с древности до наши дней
Ещё арабский астроном Ас-Суфи, живший в X в. н. э., описывает “маленькое небесное облачко”, легко различимое в темные ночи вблизи звезды n созвездия Андромеды.
В Европе на него обратили внимание только в начале XVII в. Современник Галилея и его соратник в первых телескопических наблюдениях неба астроном Симон Мариус в декабре 1612 г. впервые направил телескоп на эту странную небесную туманность. “Яркость ее, – пишет Мариус, – возрастает по мере приближения к середине. Она походит на зажженную свечу, если на нее смотреть сквозь прозрачную роговую пластинку“.
Несколько десятилетий спустя туманность Андромеды изучал Эдмунд Галлей, друг и ученик великого Ньютона. По его мнению, небольшие туманные пятна “не что иное, как свет, приходящий из неизмеримого пространства, находящегося в странах эфира и наполненного средою разлитой и самосветящейся”. Другие религиозно настроенные астрономы, как, например, Дерхем, уверяли, что в этом месте “небесная хрустальная твердь” несколько тоньше обычного и поэтому отсюда на грешную землю изливается “неизреченный свет” царствия небесного.
Галактика Андромеды, или Туманность Андромеды (M31). Яркое пятно в верхней части снимка – «спутник» Андромеды: M110, а яркая точка чуть ниже диска M31 – ещё один спутник: M32
Вопрос об истинной природе туманности Андромеды не был решен и в XIX в. Никто, конечно, уже не говорил о просвечивании “тверди небесной”, но зато шли оживленные споры о том, состоит ли туманность из светящихся газов или из звезд, находится ли она за пределами нашей звездной системы, или из этой туманности в космических окрестностях Солнца рождается новая планетарная система.
Как и всегда в подобных случаях, спор был решен лишь тогда, когда появились новые достаточно мощные средства исследования.
В 1924 г. Эдвин Хаббл, известный американский астроном, на фотоснимках, полученных с помощью 2,5-метрового рефлектора обсерватории Маунт Уилсон, впервые “разрешил” (то есть разделил) туманность Андромеды на отдельные звезды. Впервые глазам исследователя предстала величественная звездная система с миллиардами солнц, возможно, с миллионами обитаемых планет, короче говоря, соседняя галактика.
Разделение туманности Андромеды на отдельные звезды решило вопрос и об удаленности от Земли. Что нельзя было сделать для туманности в целом, то оказалось сравнительно легким делом для отдельных составляющих ее звезд. Используя физические свойства некоторых из них, удалось уверенно показать, что туманность Андромеды находится не внутри нашей Галактики, а далеко за ее пределами, на расстоянии (по современным данным) 520 кпк, т.е. примерно 2,5 миллиона световых лет. Так было положено начало внегалактической астрономии – одной из наиболее бурно развивающихся ныне отраслей науки о небе.
Как выглядит галактика M31 (туманность Андромеды)
Туманность Андромеды – единственная галактика северного полушария неба, видимая невооруженным глазом. Ее звездная величина 4,3m. В темные ночи эта “туманная звезда” видна совершенно отчетливо, и для того, чтобы отыскать ее на небе, исключительная зоркость вовсе не обязательна.
Глазу туманность представляется маленьким овальным светящимся пятнышком с наибольшим поперечником 1/4 градуса (15′). Но это далеко не вся туманность, а только центральная, самая яркая ее часть.
На хороших фотографиях туманность Андромеды гораздо крупнее – ее длина близка к 160′, а ширина – к 40′. Иначе говоря, на таких снимках по площади туманность почти в 7 раз больше площади лунного диска! Но и это опять еще не вся туманность. Микрофотометр – прибор для измерения почернений на негативах астрономических объектов – улавливает воздействие света на эмульсию даже там, где глаз ничего не видит.
В применение к негативам туманность Андромеды он “расширил” изображение этого уникального объекта до “астрономических” масштабов – 270 ‘ (или 4,5 гр) в длину и 240’ (4 гр) в ширину! Значит, на самом деле туманность Андромеды занимает на небе площадь в 14 квадратных градусов, т. е. в 70 раз больше полной Луны! Будь наши глаза столь же чувствительны, как микрофотометры, туманность Андромеды показалась бы на небе величиной с треть ковша Большой Медведицы!
Примерно так смотрелась бы M31 на небе, если бы наши глаза имели светочувствительность, на уровне микрофотометра
Постепенное “схождение на нет”, размазанность краев – свойство всех известных галактик. Оно заставляет думать, что межгалактическое пространство вовсе не пусто, а наполнено разреженной средой – межгалактической плазмой. Вообще естественнее думать, что галактики представляют собой уплотнения в той всеобъемлющей всепроникающей материальной среде, которая сплошь заполняет наблюдаемую нами часть Вселенной.
Обратите внимание и на другой факт. Если глазу туманность Андромеды представляется овальным пятном, то для микрофотометра она почти шарообразна. Это свойство туманности Андромеды роднит ее с нашей Галактикой, и с другими спиральными звездными системами. Их плоская чечевицеобразная форма – только обманчивая видимость. Точнее, плоский диск образует лишь главная часть звезд Галактики. Значительная же их доля составляет шарообразную “вуаль”, весьма прозрачный “шар”, включающий в себя и экваториальную “чечевицу”.
Как найти на небосклоне туманность Андромеды?
Чтобы обнаружить галактику Андромеды, сначала необходимо найти Полярную звезду. Затем необходимо найти созвездие Кассиопеи.
В Кассиопее ищем самую яркую звезду — альфу Кассиопеи (второй нижний угол, если наблюдатель видит Кассиопею в виде буквы “W”). После этого необходимо провести линию, соединив эти две звезды, и, продолжая двигаться в направлении от Полярной звезды, найти Большой квадрат.
Первой звездой в этом направлении будет Альферац, который принадлежит как к Большому квадрату, так и к Андромеде. Эта звезда — «голова» Андромеды, от которой протягиваются две изогнутые линии — «ноги».
На той из них, которая ближе к Кассиопее, нужно отсчитать третью звезду (от головы до ног). Над ней (если Кассиопея тоже сверху) и будет расположена галактика, которая невооружённым глазом видна как тусклая, размытая звезда, а при рассматривании в бинокль напоминает маленькое эллиптическое облако.
Наблюдение M31 того стоит, ведь она – одна из немногих внегалактических объектов, которые можно увидеть невооружённым глазом, а в полярных и умеренных широтах Северного полушария это вообще единственная галактика, видимая невооружённым глазом. Правда, разглядеть её не просто, звездная величина галактики Андромеды составляет 3,44.
А вот так туманность Андромеды выглядит для невооруженного глаза. Разумеется, чем севернее, и чем ниже её положение на небосклоне, тем хуже различимо её свечение – сказывается засветка
Галактика Андромеды и Млечный путь
Из всех известных нам галактик туманность Андромеды изучена лучше других. Мы знаем такие подробности о строении этого “звездного острова”, которые известны, вероятно, далеко не всем его разумным обитателям.
Туманность Андромеды – исполинская звездная спираль с поперечником в 50 кпк, спираль, которую мы видим не плашмя и не “с ребра”, а, так сказать, вполоборота. Примерно так же выглядит оттуда, из туманности Андромеды, наша Галактика, наш Млечный Путь.
Сходство двух галактик большое. Из огромных центральных шарообразных сгущений преимущественно желтых карликовых звезд – ядер галактик – выходят исполинские спиралеобразные звездные ветви. На великолепных недавно полученных цветных фотографиях туманности Андромеды, в отличие от желтоватого центрального ядра, ее ветви выглядят голубоватыми. Так и должно быть – в ядре в основном сосредоточены желтые звезды типа нашего Солнца, а зато силуэт, очертания спиральных ветвей создаются горячими голубовато-белыми звездами-гигантами.
Внутри туманности Андромеды и вокруг нее найдено около 170 шаровых звездных скоплений, очень похожих на принадлежащие нашей Галактике аналогичные объекты. Есть в соседней галактике и рассеянные звездные скопления, и газовые туманности, и облака мельчайшей твердой космической пыли. Последними вызваны многочисленные темные “провалы” на общем светящемся звездном фоне, хорошо различимые на фотоснимках туманности Андромеды.
Как и в нашей звездной системе, звезды туманности Андромеды обращаются вокруг ее ядра. Когда говорят о вращении подобной галактики, не следует понимать этот термин чересчур упрощенно. Галактики, подобные туманности Андромеды, не вращаются как единое целое, например, как патефонная пластинка. Однако нельзя движение звезд полностью уподоблять и движению планет Солнечной системы.
Действительность находится между этими двумя крайностями – вращением твердого тела и “кеплеровским” обращением планет. В Галактике угловая скорость вращения убывает с увеличением расстояния от центра, о медленнее, чем по законам Кеплера. Такова лишь общая картина вращения спиральных галактик. Детали же ее очень сложны и до конца не выяснены.
Столкновение туманности Андромеды и Млечного пути
Галактика Андромеды, как и Млечный Путь, принадлежит к Местной группе и относится к объектам, имеющим фиолетовое смещение, иными словами, в отличие от большинства космических объектов, M31 не удаляется от Млечного пути, а приближается к нему .
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. Следовательно, 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. Разрушения Солнца и планет, вероятнее всего, при этом процессе не произойдёт.
Согласно опубликованным в сентябре 2014 года данным, по одной из моделей, через 4 млрд лет Млечный Путь «поглотит» Большое и Малое Магеллановы Облака, а через 5 млрд лет сам будет поглощён Туманностью Андромеды. По другим расчётам галактики столкнутся по касательной через 4,5 млрд лет.
Астрофизики из Мичиганского университета рассчитали, что большая часть звёздного гало, окружающего галактику Андромеды, происходит от одной большой галактики M32p, которая 2 млрд лет назад столкнулась с галактикой Андромеды, а остатки погибшей галактики теперь вращаются вокруг галактики Андромеды в виде галактики-спутника М 32.
Для тех кто желает найти галактику M31 на небе, важнейшие ориентиры: созвездия Кассиопеи и Андромеды
Спутники галактики M31
Галактику Андромеды, как и наш Млечный Путь, окружают несколько карликовых галактик — небольших звёздных систем, состоящих из нескольких миллиардов звёзд. Самые крупные и известные из них — компактные эллиптические галактики M 32 и M 110, заметные на любой фотографии Галактики Андромеды. Расчёты показывают, что М 32 в недавнем прошлом, возможно, являлась спиральной, однако процесс, поддерживающий образование её спиральных рукавов, был подавлен под воздействием мощных приливных сил Галактики Андромеды.
M 110 тоже участвует в гравитационном взаимодействии с Галактикой Андромеды: астрономами был обнаружен гигантский поток звёзд, богатых тяжёлыми металлами, на периферии М 31 — в её гало. Подобные звёзды населяют и карликовую М 110, что говорит об их миграции из одной галактики в другую[
Туманность Андромеды окружена свитой из четырех гораздо меньших звездных систем. Главная из них, эллиптическая галактика M32, была открыта еще в XVIII в. Она видна в большой школьный рефрактор. Ее поперечник близок к 0,8 кпк, а звездное население состоит примерно из миллиарда звезд. Столь же малочисленно “население” и другой карликовой галактики M 110, хотя по размерам она вдвое больше первой.
Похожи на них и остальные два спутника, открытые только в 1944 г. Рядом с этими крошечными звездными системами туманность Андромеды и наш Млечный Путь просто исполины. Впрочем, это обстоятельство не может служить основанием для самодовольства, так как количество уже известных нам гигантских галактик исчисляется многими миллионами.
Уже в наше время (2013 г.) в ходе многолетних наблюдений с помощью телескопа Канада-Франция-Гавайи была обнаружена целая группа карликовых галактик, обращающихся в одной плоскости вокруг М 31.
Ф. Ю. Зигель “Сокровища звездного неба”
Источник
Топ-9 галактик, видимых невооруженным глазом
Просмотров: 8 958
Наши постоянные читатели часто обращались к нам с просьбой рассказать о галактиках, которые мы можем видеть на земном небосводе невооруженным глазом, то есть без каких-либо оптических средств наблюдения. По этому поводу мы решили составить своеобразный рейтинг таких объектов в порядке роста их яркости. Оговоримся сразу, что подобных галактик на земном небосводе и Северного, и Южного полушария в сумме не насобиралось даже на десятку, поэтому переходим к представлению тех девяти видимых объектов, которые мы все же подыскали для сегодняшней публикации. Не тратим зря времени, поэтому начинаем…
9. Sag DEG
Открывает наш своеобразный рейтинг галактика-спутник нашего Млечного Пути, которую сокращенно называют Sag DEG, что в полной версии звучит, как Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy. Мы уже рассказывали в одном из наших очерков об этой интереснейшей галактике, а поэтому более подробно на ее описании останавливаться не будем. Скажем лишь только то, что данная эллиптическая петлеобразная галактика компактна и состоит всего лишь из 4 шаровых скоплений. Она расположена в южном гало Млечного Пути в направлении созвездия Стрельца. Ее удаление от Земли составляет 70 000, а от ядра нашей галактики примерно 50 000 световых лет. Так и хочется сказать, что Sag DEG можно наблюдать невооруженным глазом в направлении звезды Дзета Стрельца или как ее еще называют Аскелла (Асцелла), но… Без оговорок в этом случае не обойдется. Все дело в том, что нахождение ее вблизи галактической плоскости Млечного Пути нивелирует излучаемый ею свет за счет скоплений звезд и газопылевых облаков. Получается так, что вроде бы мы и можем ее видеть, но различить и четко выделить ее очертания на фоне звездно-пылевой фантасмагории галактического центра не в состоянии. Именно по этой причине Sag DEG была открыта, вернее, впервые выделена в своих размерах только лишь в 1994 году. Сейчас данная галактика готовится к погружению в пучину галактического диска Млечного Пути, чтобы пройти его насквозь в ближайшие 100 миллионов лет. Очень жаль, что мы пока не можем четко разделять наши визуальные восприятия, а то имели бы возможность лишний раз полюбоваться этим интереснейшим объектом.
8. M83 (NGC 5236)
На восьмом месте нашего рейтинга пребывает необычайно красивая и интересная галактика M83 или NGC 5236, которая еще также имеет и собственное название Южная Вертушка. Этот объект был открыт французским астрономом Николя Луи де Лакайлем в 1752 году, после чего в 1781 его выдающийся коллега и соотечественник Шарль Мессье включил ее в свой знаменитый каталог. С тех пор Южная Вертушка – это, пожалуй, один из самых любимых астрономических объектов для наблюдений в Южном полушарии, так как при определенных погодных условиях и световой чистоте его можно увидеть даже невооруженным глазом в направлении созвездия Гидры практически на границе с Центавром чуть юго-западнее звезды Гамма Гидры или как ее еще называют Маркеб. Большинство источников декларируют почти 8-ю звездную величину объекта, что весьма многообещающе звучит для наблюдателей. Однако в ходе общения с друзьями из Южной Америки я выяснил, что одним из них удавалось видеть эту галактику невооруженным глазом, а другим – почему-то нет. Как точно на самом деле в этом плане обстоят дела, я также сказать не могу, поскольку, во время своего пребывания в Южном полушарии, на этот объект не обращал внимания. Как бы там ни было, но Южная Вертушка представляет собой спиральную галактику с диаметром не более 40 000 и удалением от нас около 15 миллионов световых лет. Южная Вертушка содержит в себе массу интересных объектов, более подробно о которых мы расскажем Вам скоро в специальном посвященном ей выпуске.
7. Галактика Боде (М81 или NGC 3031)
Седьмое место нашего рейтинга занимает галактика М81 или NGC 3031, названная в честь своего первооткрывателя Иоганна Элерта Боде, который впервые обнаружил ее 31 декабря 1774 года. Это очень любопытная с точки зрения своих физических характеристик спиральная галактика с активным ядром расположена примерно в 10 ° к северо-западу от Альфы Большой Медведицы, называемой еще как Дубхе. Примерно 7 звездная величина позволяет наблюдать ее невооруженным глазом при идеальных условиях и максимальном отсутствии загрязняющего светового фона. Ее диаметр примерно в 70 000 световых лет делает ее крупнейшей в составе галактической одноименной группы в созвездии Большой Медведицы, которая, кстати, является ближайшей к нашей Местной группе. Удаление галактики Боде от нас составляет порядка 12 миллионов световых лет, что в комплексе с суммарной яркостью и обеспечивает ей относительную видимость в ночном небе.
6. Центавр A (NGC 5128)
С шестой позиции нашего топа мы снова отправляемся с Вами в Южное полушарие, потому что именно только из Южного полушария заметна невооруженным глазом на небосводе галактика Центавр A или NGC 5128, имея при этом примерно 7-ю звездную величину. Ее впервые обнаружил 26 апреля 1826 года шотландский астроном Джеймс Данлоп, находясь в Новом Южном Уэльсе (Австралия), и с тех пор к данной галактике приковано повышенное внимание астрономов со всего мира. Центавр A наблюдается землянами в одноименном созвездии примерно на продолжении мнимой прямой линии, проведенной на север через звезды Бета или Хадар и Эпсилон или Аль Бирдхаун, чуть севернее еще одного интереснейшего объекта Омега Центавра. При виде с ребра очень тяжело четко разглядеть объект, поэтому ученый мир разделился между линзовидным и эллиптическим ее типом. Диаметр Центавра А оценивается примерно в 60 000 световых лет, что заметно уступает аналогичному показателю нашего Млечного Пути. В то же время отметим, что этот объект является ближайшей к нам радиогалактикой с активным ядром. Удаление Центавра А от Земли специалисты положили в предел от 10 до 16 миллионов световых лет.
5. Галактика Треугольника (M 33 или NGC 598)
Спиральная галактика в созвездии Треугольник, которую в свое время каталогизировали, как М33 и NGC 598 известна землянам уже достаточно давно и главным образом благодаря своей хорошей видимости в ночном небосводе. В то же время ее официальное открытие приписывают итальянскому астроному Джованни Баттисте Годиерне, который ее описал после своих наблюдений в начале 50-х годов 17 столетия. Эта спиральная галактика, имея диаметр от 25 до 30 тысяч световых лет, является третьей по этому показателю в нашей Местной группе. До сих пор доподлинно неизвестно имеет ли галактика Треугольника какую-нибудь гравитационную связь с Андромедой или нет, то есть, является ли ее спутником или нет. Ее удаление от нас составляет примерно от 2,7 до 3 миллионов световых лет. Ее легко выявить даже и невооруженным глазом в ночном небе несколько восточнее от основного астеризма ближе к границе с созвездием Андромеда. Ее видимость при этом будет лежать между 5 и 6 звездной величиной.
4. Галактика Андромеды (M 31, NGC 224, Андромеда или Туманность Андромеды)
Самая большая по размерам и яркости в нашей местной группе галактика Андромеды, которую называют иногда просто Андромедой или Туманностью Андромеды в свое время была каталогизирована, как М 31 и NGC 224. Благодаря своей исключительной видимости, в том числе и невооруженным глазом, она издревле известна землянам. Ее очень легко увидеть в середине астеризма созвездия Андромеды, где галактика будет выглядеть в виде правильного светящегося эллипса. Андромеда – это спиральная галактика, диаметр которой ученые в настоящее время оценивают от 150 до 200 тысяч световых лет, а массу – до 1 триллиона солнечных масс. Ее видимость примерно соответствует 3-й с половиной звездной величине, что в комплексе с относительно незначительным удалением от Земли, а это чуть более, нежели 2 с половиной миллиона световых лет, позволяет ученым и любителям астрономии наблюдать за этим объектом даже без применения каких-либо мощных оптических средств.
3. Малое Магелланово Облако (ММО, SMC или NGC 292)
О Малом Магеллановом Облаке у древних народов Северного полушария никаких упоминаний не встречается. Причина это весьма прозаична – они его просто не могли видеть. В то же время древние народы Южного полушария издревле наблюдали ее и использовали в качестве инструмента навигации, однако, вполне естественно, что первое описание этой галактики появилось у арабов. Свое современное название галактика получила еще в начале 16 века, после описания Антонио Пифагетты, сделанного ним после первого кругосветного путешествия в составе экспедиции Фернандо Магеллана в период с 1519 по 1522 год. В настоящее время Малое Магелланово Облако пытаются классифицировать, как карликовую пекулярную спиральную галактику с баром-перемычкой. Ее средний диаметр оценивается примерно в 14 000 световых лет, а звездное население – по меньшей мере, в полтора миллиарда светил. Сравнительно небольшое расстояние до Земли, а это порядка 200 000 световых лет, вместе с довольно большими размерами и светимостью обеспечивают объекту видимость на уровне 2,7 звездной величины. Подчеркну еще раз, что наблюдать Малое Магелланово Облако можно только исключительно в Южном полушарии и приэкваториальных широтах полушария Северного. Оно занимает довольно большую площадь в созвездии Тукана, располагаясь в ногах астеризма птицы буквально на границе с созвездиями Октанта и Южной Гидры. Наблюдать невооруженным глазом и при помощи телескопа Малое Магелланово Облако когда-то доводилось и мне лично, поэтому скажу для всех – зрелище захватывающее.
2. Большое Магелланово Облако (БМО, LMС)
Что касается Большого Магелланового Облака, то тут также отмечу, что жителям большей части Северного полушария снова не повезло. Как и в случае с Малым его собратом, его можно наблюдать только лишь в Южном полушарии и не выше тропических широт полушария Северного. Для европейцев галактика стала известна также благодаря описаниям Антонио Пифагетты, и своим названием также обязана все тому же легендарному капитану Фернандо Магеллану. Скажу без преувеличений, данный объект по праву считается украшением и даже жемчужиной ночного южного небосвода. Он занимает, являясь самым объемным и ярким спутником Млечного Пути. Его можно наблюдать на достаточно большом участке неба в созвездии Золотой Рыбы и Столовой Горы в районе границы между ними с видимостью в 0,9 звездной величины. Это и не удивительно, так как средний диаметр галактики превышает 14 000, а расстояние до нее меньше 163 000 световых лет. В своем прежнем посте мы уже рассказывали о Большом Магеллановом Облаке и о его интереснейших звездах и объектах, а поэтому перед наблюдением ее на небосводе советуем Вам еще раз его прочитать.
1. Млечный Путь
Вполне понятно и естественно, что на первом месте нашего топа видимых невооруженным глазом галактик будет стоять наша родительская галактика Млечный Путь. Ее, вернее ее плоскость, в небе не видел разве что человек, который никогда не обращал свой взор в ночное небо. Широкая и яркая светящаяся полоса, пересекающая небо от горизонта до горизонта, представленная мириадами звезд и газопылевыми облаками, отлично видна как в Южном, так и Северном полушариях, протянувшись через несколько созвездий с галактическим центром в Стрельце. Имея ярко выраженную спиральную структуру с диаметром от 100 до 150 тысяч световых лет, Млечный Путь занимает почетное второе место по размерам и массе в составе нашей Местной группы галактик, уступая в этом лишь Андромеде. Рассказывать о нашей галактике можно много, но это будет, пожалуй, не по теме нашего обзора, а посему на этом и закончим.
Ранее «Важные новости» рассказали об очень интересной и загадочной Туманности Красный Квадрат.
Источник