Как найти галактику андромеды на небе

Что представляет собой галактика М31

Вы наверняка видели фотографии этой замечательной и очень внушительной галактики. Так как она очень большая, да к тому же и расположена ближе других, то и выглядит весьма впечатляюще. Но видим мы её под углом всего в 15, поэтому она кажется овальной. На самом деле это огромная спиральная галактика, как и Млечный Путь. У них много сходства, хотя много и различий.

Галактика Туманность Андромеды содержит триллион звёзд, это в несколько раз больше, чем содержит Млечный Путь. Да и в поперечнике она больше в 2.6 раз – от края до края лучу света пролетает за 260 тысяч лет. Это колоссальное образование приближается к нам со скоростью около 300 км/с, и через 5 миллиардов лет наши галактики пересекутся.

Строение галактики Андромеды типично для спиральных галактик, к которым принадлежит и наша.

Ядро галактики Андромеды

В центре расположено ядро, в центре которого имеется сверхмассивная чёрная дыра – масса её не менее 140 миллионов солнечных. На расстоянии всего 1 световой год от черной дыры, подобно планетам, кружат молодые голубые звёзды возрастом всего в 200 миллионов лет, происхождение которых пока не объяснено.

Ядро галактики Андромеды.

Дело в том, что так близко от черной дыры просто невозможно образование газовых туманностей, из которых могли бы образоваться звезды. Черная дыра такой невероятной массы просто не даст водороду собраться, а тем более сжаться до протозвезды. Однако этот диск из 400 молодых звёзд существует. Ближе к центру диска расположены старые красные звёзды. Они летят по своим орбитам с огромной скоростью — 1000 км/с.

Ядро М31 более крупным планом.

На расстоянии в 5 световых лет от центра, за диском из молодых звёзд, расположено кольцо старых, красных. Так что в таком небольшом объёме сосредоточено, помимо сверхмассивной чёрной дыры, несколько сотен звёзд. А ведь там есть еще и их остатки – нейтронные звёзды и кандидаты в черные дыры.

Так что ядро галактики Андромеды – довольно густонаселенное всякими объектами место, притом весьма негостеприимное и опасное.

Достопримечательности М31

Кроме ядра, Туманность Андромеды богата и другими интересными объектами. Например, в неё открыты звёздные скопления нового типа. Они напоминают шаровые скопления, но очень большие – их диаметр составляет сотни световых лет. А входят в него многие сотни тысяч звёзд, и при этом расположены они не так тесно, как более компактные шаровые скопления. Ученые склонны относить такие объекты к карликовым сфероидальным галактикам.

Представляете? Внутри гигантской галактики есть собственные карликовые галактики. Хотя все они тоже неимоверно огромны по нашим меркам, и представить их реальные размеры очень сложно.

В М31 находится самое яркое шаровое скопление среди всех галактик Местной группы. Называется оно Mayall II, и удалено на 130 000 световых лет от центра галактики. В это скопление входит минимум 300 000 старых звёзд, а в центре его имеется чёрная дыра, с массой в 20 000 солнечных. Учёные считают, что это шаровое скопление – ядро одной из поглощенных в прошлом карликовых галактик. Теперь это просто часть гигантского мегаполиса.

В этой галактике много чёрных дыр – сейчас известно 35 штук. Шаровых скоплений в ней насчитывается около 450, а в нашей галактике их вдвое меньше. Возможно, там их гораздо больше, однако дальний край неудобен для изучения.

Галактики –спутники

Наш Млечный Путь имеет карликовые галактики-спутники – это Большое и Малое Магеллановы облака. Галактика Андромеды тоже имеет несколько таких спутников – самые яркие и крупные из них имеют обозначения М32 и М110, и их хорошо видно на фотографиях. На самом деле их немало, но они довольно мелкие.

Основные галактики-спутники галактики Андромеды.

Происхождение М32 пока неясно. Учёные считают, что когда-то это была крупная спиральная галактика, которая 2 миллиарда лет назад была практически поглощена галактикой Андромеды. То бесформенное образование, которое мы видим сейчас – это остатки галактики, исковерканные мощной гравитацией триллионного острова. Звёзды её были разбросаны на огромных пространствах и теперь образуют гало М31 – её периферию.

М110, вероятно, постигла та же судьба. Между этой галактикой и Туманностью Андромеды расположено много звёзд, которые имеются и в составе М110. Они богаты тяжелыми металлами и все время перемещаются между галактиками.

Также известная как Мессье 31, или M31

Шарль Мессье

Это имя она получила от Шарля Мессье, французского астронома, внесшего ее в свой знаменитый каталог под определением M31. Мессье каталогизировал многие объекты Северного полушария, правда далеко не все они были открыты именно Мессье.

В 1757 году ученый приступил к поиску кометы Галлея, однако расчеты показали, что он ошибся в координатах. Тем не менее в том же месте наблюдения он обнаружил туманность — первый объект, который он внес в свой каталог под названием M1 (также известна как Крабовидная туманность). Что интересно, первым наблюдал ее английский астроном Джон Бевис еще в 1731 году. Объект под названием M31 попал в каталог Мессье в 1767 году. К концу того же года в общей сложности в каталог было добавлено 38 объектов. К 1781 году число составляло уже 103 объекта, 40 из которых были открыты лично Мессье.

Планетарная туманность NGC 7662 — «Голубой снежок»

В созвездии Андромеды есть красивая планетарная туманность, которая в каталогах обозначается как NGC 7662 или С 22, но у неё есть название – «Голубой снежок». На хороших фотографиях она и в самом деле похожа на голубой снежок.

Планетарная туманность NGC 7662 — Голубой снежок.

Расстояние до этой туманности до сих пор неизвестно, как и её реальный размер. В центре этого газового облака находится очень горячий голубой карлик, меняющий яркость от 12 до 14 m. Его температура поверхности достигает 75000 К. Это одна из самых горячих звёзд среди всех известных.

Яркость туманности составляет 8.3 m, и найти её можно в небольшой любительский телескоп, но туманная природа будет видна очень плохо. В 200-мм телескоп туманность будет видна в виде эффектного сине-зелёного диска. Его угловые размеры – всего 0.62’, поэтому поиск туманности достаточно сложный и лучше заниматься этим при отличной погоде и ясном небе.

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

Столкнется с нашей галактикой

Нас ожидает межгалактический коллапс. В настоящий момент галактика Андромеды движется в сторону Млечного Пути со скоростью 400 000 километров в час. При такой скорости земной шар можно облететь всего за 6 минут. Астрономы предрекают, что примерно через 3,75 миллиарда лет произойдет столкновение Млечного Пути и Андромеды. Что же будет с Землей после этого?

Эксперты считают, что, несмотря на столь масштабное событие, Земля все-таки выживет. Вместе с остальной Солнечной системой. Ученые предполагают, что наша планета практически не пострадает от этого межгалактического коллапса, так как обе галактики имеют очень много свободного пространства. Тем не менее с Земли наблюдать за событием будет очень интересно (если, конечно, жизнь к тому моменту на ней еще сохранится). Обе галактики будут притягиваться друг к другу до тех пор, пока черные дыры, находящиеся в их центрах, в конечном итоге сольются в одну. Как только это произойдет, наша Солнечная система станет частью совершенно другой галактики – эллиптической. Если Солнце не поглотит Землю примерно через 5 миллиардов лет, то каждая ночь на ней будет очень яркой, благодаря наличию множества новых звезд. Вместо полоски света Млечного Пути, мы будем видеть более сфероидальный источник света.

Легенда о созвездии Андромеды

В ту пору, когда волшебство и магия правили миром, когда боги обитали на горе Олимп, когда даже утренняя заря не могла явиться на небе без воли и желания Эос, в далёкой Эфиопии правил царь Кефей (Цефей). У него была красавица жена по имени Кассиопея, и дочь на выданье, Андромеда. Жаркое солнце давало тепло, Нил орошал поля, Красное море снабжало людей рыбой. И всё было бы хорошо в государстве Цефея, если только не хвастовство Кассиопеи.

Как-то раз царица заявила, что она прекрасней всех морских нимф и нереид вместе взятых. Об этом, конечно же, прослышали нимфы и сильно оскорбились. Будучи дочками и внучками могущественного Посейдона, они немедленно пожаловались богу морей. Посейдон решил круто отомстить и наслал на Эфиопию морское чудовище, Кита. Чудовище регулярно опустошало страну, вызывая неисчислимые страдания, и что самое страшное, на него никак не удавалось найти управу.

Тогда Цефей решил обратиться к оракулу Зевса за советом. «Отдай чудовищу свою дочь Андромеду, — молвил оракул. — Тогда страна твоя будет спасена».

Царь был в отчаянии. Разве возможно принести в жертву собственную дочь? А как быть иначе, ведь чудовище попросту разорит страну! Вероятно, Цефей ещё долго пребывал бы в смятении, но тут его собственный народ, прослышав о совете оракула, буквально принудил царя к решительным действиям.

И вот Андромеда стоит на берегу моря в ожидании смерти, прикованная к скале цепями. Пути назад нет; отец и мать рядом, все ждут чудовище.

Как раз в этот момент на сцену выходит Персей, сын Зевса. Обутый в крылатые сандалии, он пролетал над побережьем Эфиопии по пути с острова Горгон, где сумел обезглавить страшную Медузу, от одного взгляда на которую люди превращались в камень. Увидев на берегу прекрасную Андромеду, увидев печальных родителей и толпы людей, стоящих на скале и с тревогой вглядывающихся в морскую даль, Персей спустился на берег разузнать, что явилось причиной столь удивительной картины.

Выслушав рассказ Андромеды, Персей тут же заявил, что спасёт её, если девушка достанется ему в жены. Андромеда с радостью согласилась. Согласились и Цефей с Кассиопеей. Тогда Персей стал готовиться к визиту чудовища. Он снял с плеча сумку, в которой находилась голова Медузы и опоясался волшебным мечом, который приносил ему победу в любом бою. Крылатые сандалии должны были придать Персею неуязвимости и ловкости.

И всё же, несмотря на первоклассную экипировку, бой вышел трудным. Как ни разил Персей своим мечом, чудовище никак не хотело умирать. Оно неотвратимо продвигалось к Андромеде, истекая кровью, но отражая атаки храброго Персея. В конце концов, битва завершилась на берегу, когда Персей добил страшилище почти у самых ног бедной девушки.

Ну а дальше, как водится в сказаниях с хорошим концом, была свадьба и царский пир. Не обошлось, правда, без накладок: на пир явился брат Цефея, Финей, с которым уже была обручена Андромеда, и потребовал у Персея отдать чужую невесту. Пришлось нашему герою достать из мешка голову страшной Медузы и обратить врага в камень.

И сегодня на небе Андромеда стоит, прикованная к скале цепями. У горизонта из моря выходит чудовище Кит, Персей держит в одной руке голову Медузы, а в другой — волшебный кривой меч. Цефей и Кассиопея осенью находятся почти в зените, при этом созвездие Кассиопеи в определённое время года поворачивается вверх ногами. Говорят, что так повелел сделать Посейдон — кому на потеху, а кому и в назидание.

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.

Она больше Млечного Пути

В астрономии часто используется понятие световой год, с помощью которого определяют расстояние до тех или иных объектов, но некоторые астрономы предпочитают использовать термин парсек. Когда речь идет о совсем больших расстояниях, то используется термин килопарсек, равный 1000 парсекам, а также мегапарсек – эквивалент 1 миллиону парсеков. Млечный Путь простирается примерно на 100 000 световых лет, или 30 килопарсеков. На первый взгляд это может показаться очень большим расстоянием, но на самом деле на фоне других галактик наша выглядит скорее маленькой.

Приблизительный диаметр галактики Андромеда составляет 220 000 световых лет, что более чем в два раза больше Млечного Пути. Она самая большая галактика в местной группе. Если бы галактика Андромеды была еще ярче, то на ночном небе она могла бы выглядеть больше Луны, даже несмотря на то, что находится гораздо-гораздо дальше. К слову, о расстоянии: галактика расположена примерно в 9,5 триллиона километров от Земли (Луна, напомним, находится всего в 384 000 километров).

Ядро галактики Андромеды

Ядро галактики М31, как и ядра множества прочих галактик (не исключением является, и Млечный Путь) обладают расположенными в них кандидатами, которые имеют потенциал стать сверхмассивными черными дырами. В соответствии с проведенными расчетами, масса такого объекта может превышать массу, равную ста сорока миллионам масс нашего Солнца. В 2005 году телескопом космического базирования «Хабблом» было обнаружено наличие загадочного диска, в составе которого находились молодые голубые звезды, которые окружают сверхмассивные черные дыры.

Они обращаются вокруг релятивистического объекта точно так же, как и планетарные тела вокруг своих солнц. Астрономов немного озадачило то, каким образом подобному диску с формой тора удалось сформироваться столь близко к такому огромному объекту. В соответствии с расчетами, титанические приливные силы сверхмассивных черных дыр должны ограничивать газо-пылевые облака в сгущении и формировании новых звезд. Проведение дальнейших наблюдений, вероятно, предоставит ключи к этой загадке.

После открытия такого диска появился еще один существенный довод в общую теорию о существовании черных дыр. В первый раз голубое свечение в ядре галактики астрономам удалось обнаружить еще 1995 году при помощи космического телескопа «Хаббла». Через три года свечение было идентифицировано вместе со скоплением, в котором были голубые звезды. И лишь в 2005 году, с использованием спектрографа, установленного на телескопе, наблюдателям удалось определить, что в скоплении находится более четырехсот звезд, которые сформировались ориентировочно двести миллионов лет назад.

Звезды, которые сформировались в диске, имеют диаметр не более всего одного светового года. В самой середине диска наблюдается наличие более старых и холодных красных звезд, которые были обнаружены еще раньше с помощью «Хаббла». Удалось вычислить наличие радиальных скоростей звезд в диске. Вследствие гравитационного воздействия СЧД эта скорость оказалась необыкновенно высокой и составляла 1000 км/с, а это до 3,6 млн. км/ч. С такой скоростью космический корабль может всего лишь за сорок секунд облететь всю нашу планету, либо в течение шести минут покрыть расстояние, которое равно расстоянию между Землей и Луной.

Отталкиваясь от расчетов, слияние должно было случиться миллионы лет назад, тем не менее, вследствие каких-то странных причин этого не произошло. Скоттом Тремэйном, представителем Принстонского университета было предложено объяснение. Согласно его гипотезе в середине М31 может находиться не двойное скопление, а что-то типа кольца, в котором находятся старые красные звезды. Это кольцо может иметь вид двух скоплений, потому что при наблюдении мы можем видеть звезды исключительно с противоположной стороны кольца. Следовательно, этому кольцу надлежит пребывать на удалении пяти световых лет от сверхмассивной черной дыры, а также опоясывать диск с молодыми голубыми звездами.

Кольцо с диском повернуты к нашей галактике с одной стороны, из чего можно сделать вывод о том, что между ними имеется определенная взаимозависимость. При изучении центра галактики Андромеды при помощи телескопа XMM-Newton, группой европейских астрономов-исследователей были обнаружены 63 дискретных источника с рентгеновским излучением. Большую часть из них, а это 46 объектов, идентифицировали в качестве мало массивных двойных рентгеновских звезд. Тогда как прочие объекты представлены в качестве либо нейтронных звезд, либо кандидатов в чёрные дыры из двойных систем.

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

История открытия

Галактика Андромеды известна нам с древних времен, первыми ее заметили еще халдейские жрецы и по совместительству отличные ученые-астрономы древнего мира. Знали о ней и древние греки, ведь именно благодаря им, галактика получила свое название. Андромеда – героиня древнегреческого мифа, была дочерью эфиопского царя Кефея. В наказание за хвастовство Кефея бог морей Посейдон (он же Нептун) приказал царю принести дочь в жертву морскому чудищу Кракену, в противном случае все царство постигло бы ужасающее стихийное бедствие. Но принцесса Андромеда была спасена отважным героем Персеем, который на своем крылатом коне Пегасе смог победить жуткого Кракена. Впоследствии именами героев любимых мифов Персея и Андромеды были названы яркие звезды в ночном небе, только потом оказалось, что Андромеда не просто звезда, а целая галактика, а скопление Персея является даже еще чем-то большим – настоящим скоплением галактик.

Мифологические Персей и Андромеда, давшие свои имена галактикам.

На протяжении веком многие астрономы замечали и наблюдали Андромеду, в 964 году о ней писал персидский астроном Абдурахман ас-Суфи, нежно называя ее «Маленькое облачко». В 1780 году ее наблюдал в свой телескоп Вильям Гершель, полагавший, что она находится не так уж и далеко от нас.

Первая фотография системы Андромеда была сделана в 1887 году английским астрономом из Уэльса Иссаком Робертсом, который, однако, ошибочно считал ее частью нашей галактики Млечный путь. Понимание того, что система Андромеда является целой отдельной галактикой со множеством своих звезд, пришло лишь в начале прошлого века. Американский астроном Хебер Кертис, наблюдая за Андромедой в 1917 году, заметил, что звезды туманности Андромеда на десять величин слабее, нежели в других местах. По его утверждению они были отдалены от нас на 500 000 световых лет. Он же впервые выдвинул гипотезу спиральных туманностей или как ее еще называли «гипотезой островных Вселенных». Согласно этой гипотезы, спиральные туманности являются отдельными и полноценными галактиками.

Экспериментальное подтверждение идей Кертиса состоялось в 1923 году, благодаря еще одному великому американскому астроному Эдвину Хабблу, соорудившему свой знаменитый 100-дюймовый телескоп. Именно Эдвин Хаббл первым рассчитал точное расстояние до системы Андромеда – 2,5 миллиона световых лет, и именно он окончательно доказал, что наша Вселенная состоит из множества галактик, а не одного лишь Млечного пути (как полагали раньше) и Андромеда лишь одна из бесчисленного количества галактик вокруг.