Компас и масштабное изображение мозаики M31 PHAT+PHAST. Галактика Андромеды, спиральная галактика, простирается по всей своей ширине. Он наклонен почти под углом к нашему лучу зрения, из-за чего на боку выглядит как крайний овал. Границы галактики неровные, потому что изображение представляет собой мозаику из более мелких квадратных изображений. Внешние края синие, а внутренние две трети желтоватые и имеют светлую центральную сердцевину. Темные пыльные нитевидные облака окутывают внешнюю половину диска галактики. В положении 10 часов меньшая карликовая эллиптическая галактика образует размытое желтое пятно. Острое зрение Хаббла различает на изображении около 200 миллионов звезд. Космический фон черный. Судя по всему, есть ступеньки вниз, в основном к середине, что указывает на то, где данные не собирались. Области, представляющие интерес, включают: (а) скопления ярких голубых звезд, встроенных в галактику, фоновые галактики, видимые гораздо дальше, и фотобомбы со стороны нескольких ярких звезд на переднем плане, которые на самом деле находятся в пределах нашего Млечного Пути; (б) NGC 206, самое заметное звездное облако Андромеды, содержащее концентрацию ярких голубых звезд; (в) молодое скопление голубых новорожденных звезд; (d) Галактика-спутник M32, которая может быть оставшимся ядром галактики, когда-то столкнувшейся с Андромедой. Центральное ядро представляет собой желтоватое скопление неразрешенных звезд; (д) Темные полосы пыли над бесчисленными желтыми звездами. Изображение предоставлено: ЕКА/Информационный центр Хаббла
За годы, прошедшие с момента запуска космического телескопа «Хаббл» НАСА, астрономы насчитали во Вселенной более триллиона галактик. Но только одна галактика выделяется как самый важный звездный остров вблизи нашего Млечного Пути — великолепная галактика Андромеды (Мессье 31). В очень ясную осеннюю ночь его можно увидеть невооруженным глазом как слабый сигарообразный объект, примерно равный видимому угловому диаметру нашей Луны.
Сто лет назад Эдвин Хаббл впервые обнаружил, что эта так называемая «спиральная туманность» на самом деле находится очень далеко за пределами нашей галактики Млечный Путь — на расстоянии около 2,5 миллионов световых лет, или примерно 25 диаметров Млечного Пути. Раньше астрономы долгое время предполагали, что Млечный Путь охватывает всю Вселенную. В одночасье открытие Хаббла перевернуло космологию с ног на голову, открыв бесконечно большую Вселенную.
Теперь, столетие спустя, космический телескоп имени Хаббла провел наиболее полное исследование этого манящего звездного царства. Телескоп Хаббл дает новые ключи к разгадке эволюционной истории Андромеды, и она существенно отличается от истории Млечного Пути.
Без Андромеды как представителя спиральных галактик во Вселенной астрономы знали бы гораздо меньше о структуре и эволюции нашего Млечного Пути. Это потому, что мы встроены в Млечный Путь. Это все равно что пытаться понять планировку Нью-Йорка, стоя посреди Центрального парка.
«С помощью «Хаббла» мы можем получить огромные подробности о том, что происходит на целостном уровне по всему диску галактики. «Это невозможно ни с одной другой крупной галактикой», — сказал ведущий исследователь Бен Уильямс из Вашингтонского университета.
Возможности четкого изображения Хаббла позволяют различить более 200 миллионов звезд в галактике Андромеды, обнаруживая только звезды ярче нашего Солнца. Они похожи на песчинки на пляже. Но это только верхушка айсберга. Общая численность населения Андромеды оценивается в 1 триллион звезд, причем многие менее массивные звезды не достигают предела чувствительности Хаббла.
Сфотографировать Андромеду было непростой задачей, потому что галактика представляет собой гораздо более крупную цель на небе, чем галактики, которые регулярно наблюдает Хаббл и которые часто находятся на расстоянии миллиардов световых лет. Полная мозаика была создана в рамках двух программ Хаббла. В общей сложности потребовалось более 1000 витков Хаббла за период более десяти лет.
Эта панорама началась около десяти лет назад с программы Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT). Изображения в ближнем ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах были получены с помощью усовершенствованной камеры для обследований и широкоугольной камеры 3 на борту «Хаббла» для фотографирования северной половины Андромеды.
За этой программой последовала программа Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury (PHAST), недавно опубликованная в Astrophysical Journal под руководством Чжо Чена из Вашингтонского университета, которая добавила изображения около 100 миллионов звезд в южной половине Андромеды. Этот регион структурно уникален и более чувствителен к истории слияний галактики, чем северный диск, нанесенный на карту обзором PHAT.
Объединенные программы в совокупности охватывают весь диск Андромеды, видимый почти сбоку, под углом 77 градусов от поля зрения Земли. Галактика настолько велика, что мозаика состоит примерно из 600 отдельных полей зрения. Мозаичное изображение состоит как минимум из 2,5 миллиардов пикселей.
Дополнительные программы исследования Хаббла предоставляют информацию о возрасте, содержании тяжелых элементов и звездных масс во внутренней части Андромеды. Это позволяет астрономам различать конкурирующие сценарии слияния Андромеды с одной или несколькими галактиками. Подробные измерения Хаббла ограничивают модели истории слияния Андромеды и эволюции диска.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
Галактическое «крушение поезда»
Хотя считается, что Млечный Путь и Андромеда образовались примерно в одно и то же время, много миллиардов лет назад, наблюдения показывают, что у них очень разная эволюционная история, несмотря на то, что они выросли в одном и том же космологическом районе. По словам исследователей, Андромеда, по-видимому, более населена более молодыми звездами и необычными особенностями, такими как последовательные потоки звезд. Это говорит о том, что в недавнем прошлом наблюдалось более активное звездообразование и история взаимодействия, чем в Млечном Пути.
«Андромеда» — это крушение поезда. «Похоже, что он пережил какое-то событие, из-за которого образовалось множество звезд, а затем просто закрылся», — сказал Дэниел Вайс из Калифорнийского университета в Беркли. «Вероятно, это произошло из-за столкновения с другой галактикой по соседству».
Одним из возможных виновников является компактная галактика-спутник Мессье 32, которая напоминает урезанное ядро некогда спиральной галактики, которая, возможно, в прошлом взаимодействовала с Андромедой. Компьютерное моделирование предполагает, что звездообразование замедляется, когда при близком столкновении с другой галактикой израсходуется весь доступный межзвездный газ.
«Андромеда выглядит как переходная галактика между спиралью звездообразования и эллиптической галактикой, в которой доминируют стареющие красные звезды», — сказал Вайс. «Мы видим, что существует большая центральная выпуклость из более старых звезд и диск звездообразования, который не так активен, как можно было бы ожидать, учитывая массу галактики».
«Этот детальный взгляд на разрешенные звезды поможет нам восстановить прошлую историю слияний и взаимодействий галактики», — добавил Уильямс.
Новые результаты Хаббла поддержат будущие наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА и будущего римского космического телескопа Нэнси Грейс. По сути, это широкоугольная версия «Хаббла» (с зеркалом того же размера), «Роман» способен захватывать эквивалент как минимум 100 изображений «Хаббла» с высоким разрешением за один снимок. Эти наблюдения дополнят и расширят обширный набор данных Хаббла.
Информация от: ЕКА/Информационным центром Хаббла.
