19:07
Чтобы понять Вселенную, ученые изучают космических соседей Млечного Пути

Млечный Путь и Андромеда правят пестрой коллекцией из нескольких десятков галактик.

Галактика Андромеды (M31) стоит как самый большой член местной группы. Этот вид показывает пыльные спиральные рукава, образующие его диск и желтоватую выпуклость галактики. Также обратите внимание на две его галактики-спутники: M32 (слева от центра) и NGC 205 (справа внизу). (Кредит: Хантер Уилсон)

Столетие назад большинство астрономов считали, что наша галактика-это вся вселенная. Все резко изменилось в 1923 году, когда американский астроном Эдвин Хаббл открыл Цефеиду переменных звезд в большой “спиральной туманности” в созвездии Андромеды. Поскольку периоды этих звезд коррелируют с их светимостью, Хаббл смог вычислить их расстояния. Он пришел к выводу, что звезды и спиральная туманность, к которой они принадлежат, должны находиться далеко за пределами Млечного пути.
Эта спиральная галактика, ныне известная как галактика Андромеды (M31), имеет много общих характеристик с нашей собственной. Обе они представляют собой замкнутые спиральные галактики с сотнями миллиардов звезд и дисками, протяженностью более 100 000 световых лет. И хотя астрономы долгое время считали, что М31 перевешивает Млечный Путь в два или три раза, недавние исследования намекают на то, что они могут иметь схожие массы.

Эти два гиганта — космические соседи на расстоянии 2,5 миллиона световых лет друг от друга- являются якорями нашей локальной группы галактик. Эта гравитационно связанная коллекция охватывает около 10 миллионов световых лет и содержит более 54 членов. По крайней мере, именно столько астрономов обнаружили до сих пор. Обнаружение маленьких, тусклых галактик требует затрат даже самых больших телескопов земли, поэтому довольно много из них, скорее всего, скрываются в тени своих старших братьев. Обнаружение этих спутников с низкой светимостью и изучение того, как они взаимодействуют, поможет астрономам понять эволюцию и конечную судьбу нашей родной галактики.

Карликовая нерегулярная Галактика Стрельца - это пучок голубоватого света в центре. (Кредит: ESO/M. Bellazzini et al.)

Короли и их придворные
После М31 и Млечного пути есть большой провал в размерах. Третий по величине член местной группы, Галактика вертушка (M33), составляет лишь одну десятую размера ее более крупных соседей. Расположенная примерно в 2,75 миллиона световых лет от Земли в треугольнике, М33 является единственной незащищенной спиралью местной группы. Поскольку она находится относительно близко к М31, некоторые астрономы подозревают, что она может быть спутником или даже спутником Галактики Андромеды.
Нет никаких сомнений в том, что четвертый по величине компонент местной группы, Большое Магелланово облако (LMC), является галактикой-спутником нашей собственной. На расстоянии 160 000 световых лет он выглядит невооруженным глазом как обособленный кусок Млечного пути. LMC находится на границе между Дорадо и Менсой, и он никогда не поднимается для наблюдателей в средних северных широтах. Классифицируемая как нерегулярная галактика, LMC имеет примерно одну пятую массы M33.
Для каждого из этих массивных членов местная группа содержит более дюжины карликовых галактик. Многие порхают вокруг более крупных членов, как мотыльки вокруг уличного фонаря. В Галактике Андромеды находится по меньшей мере 15 галактик-спутников, включая две (малые эллиптические галактики M32 и NGC 205), которые видны через задние телескопы в том же поле зрения, что и их хозяин. Млечный Путь может похвастаться более чем десятком спутников, включая LMC и его соседа, Малое Магелланово облако (SMC), в Тукане. Как ни странно, у М33 нет подтвержденного спутника.

Вдали от больших галактик и их окружения находятся несколько других маленьких галактик, которые, по-видимому, гравитационно независимы от остальных. Большинство из них малоизвестны, и астрономам трудно отделить их от звезд переднего плана в Млечном пути. Самыми дальними членами местной группы, по-видимому, являются Секстаны А и Секстаны В, пара крошечных неправильных галактик, находящихся на расстоянии около 4,35 миллиона световых лет.
Космический Мирок
Местная группа ставит перед собой задачу, знакомую большинству ученых: большие объекты легче найти и исследовать, чем их более вездесущих маленьких собратьев. Биологи могут наблюдать и изучать слонов легче, чем микроскопические существа, которые превосходят их числом в миллион раз. И у звездных астрономов нет особых проблем с наблюдением массивных, сильно светящихся звезд по всей галактике, но им приходится глубоко искать, чтобы обнаружить меньшие, более слабые красные карлики, которые составляют 75 процентов Млечного пути.
Из 100 самых ярких звезд на ночном небе только пять также входят в число 100 ближайших. И ни один красный карлик не светит достаточно ярко, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом.
Для галактических астрономов местная группа представляет собой почти идеальную лабораторию для исследования самых маленьких и распространенных галактик. В нашей коллекции районе состоит из трех спиралей, двух велотренажеров, девять иррегулярных формирований (включая ЛКМ и SMC), и по меньшей мере 40 карликовые эллиптические, карликовые неправильные и карликовые сфероидальные галактики. Чтобы по-настоящему понять вселенную в целом, ученым необходимо изучить эти обильные карликовые галактики и то, как они соотносятся со своими скудными хозяевами.

В отличие от большинства карликовых неправильных галактик в локальной группе, NGC 6822 содержит много массивных голубых звезд и красноватых звездообразующих областей, которые их порождают. (Кредит: Местная группа исследователей галактик/NOAO/AURA/NSF)

Призрак в машине

Для этого астрономы хотели бы получить полную опись местной группы. Это не так просто, как может показаться. Любые неизвестные галактики должны быть ультратонкими, разбросанными так тонко, что они сливаются с небом или прячутся за пыльным диском Млечного пути.
Осенью 2018 года группа астрономов объявила, что они обнаружили галактику, которая проверяет все эти ящики. Названный Антлией 2, Этот новый член местной группы является спутником Млечного пути, получившим название “призрачная галактика”. Объект — гигантский карлик, если в этом есть хоть какой-то смысл. Хотя он имеет диаметр, подобный LMC, он излучает в 10 000 раз меньше света. Он кажется слишком тусклым для своего размера или слишком большим для своей яркости.
Команда, возглавляемая Габриэлем Торреальбой из Института астрономии и астрофизики в Тайбэе, Тайвань, обнаружила Antlia 2, просматривая данные со спутника Gaia Европейского космического агентства. Запущенная в декабре 2013 года, Gaia строит звездный каталог, содержащий высокоточные измерения почти 1,7 миллиарда звезд.
Исследователи просеяли данные в поисках звезд RR Lyrae — кузенов с более низкой светимостью переменных цефеид, которые Хаббл использовал для открытия Галактической природы M31. RR Lyraes-это старые звезды с небольшим количеством тяжелых элементов, найденных в более молодых, таких как солнце. Поскольку они обнаруживаются на каждом известном карликовом спутнике Млечного Пути, команда искала их как трассеры для ранее незамеченных карликов.
Для гнома Antlia 2 вызывает несколько больших вопросов. Его малая масса типична для галактик-спутников, но большой объем-нет. Хотя приливные силы Млечного Пути должны лишить галактику звезд и заставить ее потерять массу, этот процесс должен привести к тому, что объем Antlia 2 будет уменьшаться, а не расти. “Antlia 2-это чудак”, - говорит член команды Мэтью Уокер из Университета Карнеги-Меллона. “Мы задаемся вопросом, является ли эта галактика только верхушкой айсберга, а Млечный Путь окружен большим населением почти невидимых карликов, подобных этому.”

Хотя Антлия-2 в настоящее время находится примерно в 425 000 световых лет от центра Млечного пути, ее орбита приближает ее к 150 000 световых лет. Тем не менее, этого должно быть достаточно, чтобы сохранить карлика нетронутым в течение миллиардов лет.
Но не всем спутникам Млечного пути так повезет. Один из них, известный как Сфероидальный карлик-Стрелец, несколько раз проходил через диск нашей галактики и постепенно растворялся в потоках звезд, когда приливы и отливы Млечного Пути разрывали его на части. Центр этой галактики находится примерно в 82 000 световых лет от центра Млечного пути. Карлик Canis Major находится еще ближе (на расстоянии 42 000 световых лет) и столь же возмущен.
В конце концов, наша галактика поглотит эти и многие другие спутники, увеличив Млечный путь и сократив число своих спутников.
Магелланово Столкновение
Конечно, битва между тяжеловесным Млечным Путем и млечной галактикой-спутником может закончиться только одним способом. Но что происходит, когда сталкиваются еще два равных бойца? Скорее всего, вы столкнетесь с чем-то вроде Магеллановых облаков: галактики неправильной формы, испытывающие много звездообразования.
Астроном Салли Оей из Мичиганского университета возглавила международную группу, которая использовала данные Gaia для изучения движения 315 звезд в SMC. В октябре 2018 года ученые объявили, что звезды в юго-восточной части SMC удаляются от основной массы галактики и приближаются к LMC. Компьютерные модели показывают, что две галактики, вероятно, столкнулись лоб в лоб несколько сотен миллионов лет назад.

Эти два воина среднего веса, вероятно, будут сталкиваться друг с другом снова и снова, в конечном счете сливаясь в единую галактику. Но конечная битва Местной группы разыграется, когда столкнутся два ее тяжеловеса. Наблюдения показывают, что М31 находится на пути столкновения с Млечным путем. Массивные галактики совершат первый близкий проход чуть менее чем за 4 миллиарда лет. Сильные приливные силы деформируют их обоих, превращая их упорядоченные диски в беспорядочные брызги газа и звезд. Через два - три миллиарда лет они окончательно сольются в одну гигантскую эллиптическую галактику, которую астрономы окрестили Милькомедой.
М33, вероятно, будет вращаться вокруг Объединенных галактик некоторое время, прежде чем он тоже попадет под их гравитационное заклинание. Остальные члены местной группы последуют его примеру.
Имея в своем распоряжении несколько миллиардов лет времени, будущие астрономы должны хорошо изучить местную группу и ее членов и использовать ее в качестве строительного блока, чтобы получить лучшее представление о том, как будет развиваться вселенная. Неплохое наследство для пестрой коллекции из нескольких десятков галактик.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Астрономы наблюдают за распадающейся кометой атлас


Ученые проанализировали Твинки, хранящиеся в подвале в течение 8 лет, и получили сюрприз


25-летнее исследование ядерных и возобновляемых источников энергии говорит о том, что один из них явно лучше сокращает выбросы

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 76 | Добавил: admin | Теги: меньшая мера, спутник, SMC, пестрая коллекция, NSF, LMC, нескольких десяток галактик, ESO, Галактика, звезда, невооруженный глаз, NGC, местная группа, астроном, Aura, млечный путь, NOAO, Расстояние | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar