Туманності Андромеди зробили спектроскопію шлунка

Це зображення туманності Андромеди зі 165 окремих фрагментів покриває 40 квадратних градусів неба (докладніше див. тут). Воно складено за даними огляду галактики, виконаного за допомогою ширококутної камери телескопа Ісаака Ньютона (Isaac Newton Telescope Wide Field Camera, INT WFC). Тут узагальнено дані фотометрії 7 мільйонів джерел світла. Північ вгорі, схід — зліва. Бідні металами молоді зірки показані синім кольором, а багаті металами старі — червоним. Стрілками показано великі зоряні потоки; гуртком виділено місце, де знайдено передбачений комп’ютерною моделлю приливний залишок. Зображення з сайту www.umass.edu

Американські астрономи знайшли доказ того, що галактика M31 (знаменита Туманність Андромеди) в минулому зазнала зіткнення з іншою, меншою за розміром галактикою і повністю поглинула її. Прихований зоряний потік — один із залишків зниклої галактики — був виявлений саме там, де його передбачила комп’ютерна модель стародавнього зіткнення.

Галактика M31 в сузір’ї Андромеди розташована на відстані 2,5 мільйонів світлових років від Землі. Це найближча до нас велика спіральна галактика. Вона дуже схожа на галактику Чумацький Шлях, в якій ми живемо. Оскільки на Чумацький Шлях ми не можемо подивитися з боку, хоч якесь уявлення про нашу Галактику можна отримати, дивлячись на якісне зображення Туманності Андромеди.

Згідно з сучасними теоріями, великі галактики були утворені шляхом злиття менших галактик в єдине ціле. Накопичуючи масу, галактики, що формуються, притягували і поглинали сусідні карликові галактики, стаючи зрештою гігантськими зірковими системами.

При подібному злитті зірки міні-галактик, торкаючись зовнішніх спіральних рукавів, підхоплюються моментом обертання більш масивного об’єкта і стають повноправними членами загальної галактичної «сім’ї». Крім цього, гравітаційні сили великої галактики можуть розірвати малу на окремі потоки зірок, які астрономи називають приливними залишками. Вивчення таких потоків дає астрономам відповіді на багато питань, пов’язаних з формуванням галактик — зокрема, дозволяє точніше визначати їх масу (включаючи темну матерію).

У зовнішніх областях Туманності Андромеди є кілька відокремлених зоряних смуг, які виділяються підвищеною щільністю зірок і, швидше за все, представляють з себе приливні залишки від давніх злиттів. Дві найбільш виділяються зоряні смуги знаходяться в південній і північно-східній частинах галактики; одній з них дано назву «великий південний потік» (giant southern stream), а іншій — «північно-східний шельф» (northeast shelf).

Галактика M31 (Туманність Андромеди). Для порівняння в кадр поміщений Місяць, що дає уявлення про розміри M31 на небесній сфері. Зображення з сайту astronet.ru

Відомі вони давно, але ніхто не пов’язував їх між собою — поки астроном з Массачусетського університету в Амхерсті (University of Massachusetts Amherst) Марк Фардал (Mark Fardal) не показав, що обидва вони могли виникнути в результаті злиття Туманності Андромеди з карликовою галактикою, що сталося близько 700 млн років тому.

У комп’ютерній моделі, розробленій Фардалом, Туманність Андромеди поглинає в 50 разів меншу галактику, що складається з 2 млрд зірок. Через різницю в масах приливні сили в M31 буквально розривають галактику, що поглинається на частини. При цьому утворюються два відомих великих потоки, зі спостережуваними параметрами яких модель чудово узгоджується, а також ряд інших, більш дрібних структур. Побачити ці структури — якщо вони дійсно існують — дуже важко, оскільки вони повинні були влитися в загальний рух навколо центру мас Туманності Андромеди і стати майже непристойними на тлі гігантської галактики. Зазвичай приливні залишки проявляють себе як більш яскраві області з підвищеною щільністю зірок, проте в даному випадку просто побачити їх навіть у найсильніший телескоп було неможливо.

Проте один з менших потоків, передбачених Фардалом, дійсно був виявлений. Причому знаходиться він саме в тому місці і рухається саме з тією швидкістю, яку передбачала модель. З доповіддю про це відкриття на черговому з’їзді Американського астрономічного товариства (American Astronomical Society), що пройшов у січні в Сіетлі, виступила Кароліна Гілберт (Karoline Gilbert) з Каліфорнійського університету в Санта-Круз (University of California, Santa Cruz).

Астрономи використовували ще одну властивість приливних потоків — те, що зірки в них переміщуються практично як одне ціле. За допомогою чутливого спектрографа DEIMOS обсерваторії Кека (W. M. Keck Observatory) на Гаваях були отримані спектри зірок в досліджуваній області, а потім за спектральними зрушеннями були вимірені їх швидкості. Лише після цього «сховався» приливний залишок був виявлений — у вигляді великого скупчення зірок зі схожими властивостями і швидкостями. Всі вони належать до червоних гігантів.

На земному небі M31 видно навіть неозброєним оком. Опівнічної пори наприкінці січня вона розташована в західній частині небосводу. Знайти її серед зірок можна, скориставшись наведеним нижче зображенням ділянки неба і орієнтуючись за виразною небесною буквою W — сузір’ям Кассіопеї. У сильний бінокль або телескоп Туманність Андромеди представляє собою чудове видовище. У кілька разів перевершуючи видимі розміри Місяця, M31 займає все поле зору навіть ширококутного бінокля. Майте на увазі, що спостерігаючи найближчу галактику, ви бачите її такою, якою вона була 2,5 мільйона років тому, оскільки саме стільки часу потрібно світлу, щоб досягти Землі. Подивіться на 2,5 мільйона років у минуле!

Розташування галактики M31 на земному небосхилі (на широті Москви близько опівночі наприкінці січня). Зображення планетарії Starry Night Backyard 3.11

Джерело: Evidence of Ancient Galactic Collision Found, Confirmed by UMass Amherst Atronomer’s Model//прес-реліз Массачусетського університету в Амхерсті, 22.01.2007.

Олександр Козловський