Галактика Андромеды: столкнется ли она с Млечным Путем и как ее найти на небе
Милкомеда — именно так любители астрономии неофициально называют будущее столкновение Млечного Пути с галактикой Андромеды. Последняя несется к нам с бешеной скоростью, и ученые ожидают, что спустя миллиарды лет две галактики либо сольются воедино и сформируют новую, либо пройдут мимо друг друга. Почему Андромеда приближается к нам, есть ли в ней жизнь и как найти галактику на небе — разобрался Pro Космос.
Крошечное туманное пятнышко, затерявшееся среди звезд, — такой можно увидеть галактику Андромеды невооруженным взглядом с Земли. На самом же деле — это гигантская система из триллионов небесных тел, расположенная по соседству с нами и постепенно приближающаяся к Млечному Пути. Рассмотрим основные особенности Андромеды, где она находится и как найти ее на небе.
Что такое туманность Андромеды
Галактика Андромеды (или Туманность Андромеды) — это спиральная галактика в созвездии Андромеды, расположенная на расстоянии около 2,5 млн световых лет от Земли [1]. Она также известна как Messier 31 (M31) и NGC 224. Диаметр Андромеды составляет около 152000 световых лет, что делает ее крупнейшей по протяженности в Местной группе галактик, куда входит наш Млечный Путь и еще около 100 объектов.
Галактика Андромеды примечательна своим ярко-голубым оттенком, который обусловлен скоплениями горячих молодых звезд, горящих соответствующим светом. При взгляде со стороны она предстает величественной спиралью, закрученной вокруг яркого ядра. Ее диск, состоящий из триллиона звезд, газа и пыли, образует несколько четко выраженных рукавов, которые расходятся от центра, подобно гигантскому космическому водовороту. Это делает Андромеду поразительно похожей на наш Млечный Путь, но в гораздо большем масштабе.
Название «туманность» — скорее исторический анахронизм, дань уважения первым астрономам. Когда персидский ученый Ас-Суфи в X веке и позднее европейские астрономы, включая Симона Мария, наблюдали этот объект, их инструменты не позволяли разглядеть его структуру. Он выглядел как неподвижное, размытое облако света [2]. Лишь в 1920-х годах астроном Эдвин Хаббл, используя мощный телескоп, доказал, что это самостоятельная галактика. Однако название «Туманность Андромеды» закрепилось в научном сообществе и используется до сих пор, хоть и считается устаревшим.
В центре Андромеды, как и у многих крупных галактик, скрывается сверхмассивная черная дыра — М31*. Ее масса оценивается в колоссальные 140 млн масс Солнца (для сравнения, Стрелец А* в центре Млечного Пути имеет массу около 4 млн солнечных) [3]. Черная дыра является гравитационным якорем галактики, а ее окрестности — область экстремальных условий, где вещество, падая в бездну, разогревается до миллионов градусов и излучает огромное количество энергии.
Андромеда — ближайшая соседка Млечного Пути. По подсчетам ученых, они сближаются со скоростью около 110 км/с, и примерно через 4–5 млрд лет столкнутся, образовав единую крупную эллиптическую галактику [4]. В то же время недавние исследования показывают более оптимистичный расклад, снижая шансы слияния двух объектов до 50% в течение ближайших 10 млрд лет [5].
Свое поэтичное название галактика унаследовала из древнегреческих мифов. Так было названо созвездие Андромеды — дочери эфиопского царя Кефея и Кассиопеи, которая, согласно легенде, была прикована к скале в качестве искупительной жертвы морскому чудовищу. По преданию, ее спас Персей, превратив монстра в камень. Поскольку галактика расположена в пределах этого созвездия, она и получила соответствующее имя.
Основные характеристики Андромеды:
Тип: спиральная галактика класса Sb
Диаметр: 152 тыс. световых лет
Масса: 1 трлн солнечных масс
Расстояние до Земли: около 2,5 млн световых лет
Количество звезд: около 1 трлн
Видимая звездная величина: 3,4
Сколько звезд в галактике Андромеды
Астрономы сходятся во мнении, что в галактике Андромеды находится около 1 трлн звезд [6]. Эта цифра действительно впечатляет, особенно если сравнить ее с численностью нашего собственного «звездного дома» — Млечного Пути. В нашей Галактике насчитывается от 200 до 400 млрд звезд. Это означает, что Андромеда превосходит по числу светил примерно в 2–5 раз.
В галактике Андромеды насчитывается около 400 шаровых звездных скоплений, что в 2–3 раза больше, чем в Млечном Пути. Кроме того, внутри скрывается как минимум 35000 переменных звезд различных типов. Единственная сверхновая, наблюдавшаяся в этой области — S Андромеды, — вспыхнула в 1885 году. В галактике также есть кандидат в экзопланеты — PA-99-N2b, однако его статус пока не подтвержден. В среднем звезды в Андромеде старше, чем в Млечном Пути, а темп формирования новых звезд у нашей соседки примерно в 3–5 раз ниже — в среднем, образуется 50 светил в год [7].
Спутники туманности Андромеды
Как и наш Млечный Путь с его Магеллановыми Облаками, галактика Андромеды является гравитационным центром обширной системы, состоящей из галактик-спутников. Эта «свита» дает ученым бесценные сведения о процессах формирования и эволюции крупных галактик.
Андромеда является ядром так называемой «Подгруппы M31», которая входит в состав Местной группы галактик. На сегодняшний день астрономам известно как минимум 36 карликовых галактик, которые с высокой долей вероятности являются гравитационно связанными спутниками Андромеды [8].
Самыми известными спутниками Андромеды считаются галактики M32, M110, M33, NGC 147 и NGC 185, а также Андромеда I, II, III. Большинство из них — это карликовые сфероидальные галактики. Они небольшие, чрезвычайно тусклые и в основном состоят из старых звезд, с очень низким содержанием газа и пыли, что делает их похожими на гигантские шаровые скопления. Исключением считаются яркие эллиптические галактики-спутники — например, M32, которая может быть остатком ядра более крупной галактики, столкнувшейся с Андромедой несколько миллиардов лет назад.
По данным исследователей, галактики-спутники могут взаимодействовать с Андромедой. Данные космического телескопа «Спитцер» показывают, что M32 около 210 млн лет назад столкнулась с ней, оставив после себя возмущения и слегка изменив внешний вид колец Андромеды [9]. Помимо этого, приливные силы гигантской галактики постепенно влияют на эволюцию своих меньших «компаньонов» и сокращают их темпы звездообразования [10].
Интересно, что многие спутники Андромеды располагаются не хаотично, а в одной плоскости [11]. Это открытие стало неожиданностью для ученых, поскольку противоречит некоторым современным моделям формирования галактик.
Расстояние от Земли до галактики Андромеды
Галактика Андромеды является ближайшей к Млечному Пути. Несмотря на существование нескольких карликовых галактик-спутников, которые находятся ближе, именно Андромеда считается нашим главным соседом. Это связано с тем, что она сравнима по масштабам с нашей галактикой и входит вместе с ней в так называемую Местную группу.
Расстояние от Земли до галактики Андромеды составляет примерно 2,5 млн световых лет. Эта цифра является результатом многолетних измерений с использованием различных астрономических методов и постоянно уточняется. Несмотря на колоссальное расстояние, Андромеда и Млечный Путь гравитационно связаны, сближаются со скоростью около 110 км/с и могут столкнуться в ближайшие несколько миллиардов лет.
Если говорить о гипотетическом путешествии, то даже со скоростью света путь до Андромеды занял бы те же 2,5 млн лет, однако все зависит от скорости аппарата, который направляется в галактику. По подсчетам энтузиастов, самый быстрый рукотворный искусственный объект — солнечный зонд «Паркер» — способен разгоняться до максимальной скорости около 190 км/с, что составляет 0,064% от скорости света. При такой скорости полет к галактике Андромеды занял бы примерно 4 млрд лет. Для современных космических аппаратов такое путешествие пока находится за гранью возможного.
Планеты галактики Андромеды
Поиск планет за пределами нашей Галактики — одна из самых сложных задач в астрономии. Несмотря на то, что в туманности Андромеды, по оценкам, находится около триллиона звезд, напрямую обнаружить у них планеты современных телескопам не под силу. Колоссальное расстояние в 2,5 млн световых лет делает невозможным применение традиционных методов поиска экзопланет, таких как транзитный метод (регистрация падения яркости звезды при прохождении планеты перед ней) или метод прямого наблюдения.
Однако это не означает, что планет в галактике Андромеды не существует. Ученые уверены, что они должны быть, и используют косвенные методы для их поиска. На сегодняшний день объявлен один возможный кандидат в экзопланеты в пределах Андромеды — PA-99-N2 b, обнаруженный в 2009 году [12]. Статус этого небесного тела до сих пор остается неподтвержденным, поскольку исследователи не могут провести повторные наблюдения.
В отличие от недоступной галактики, совсем иначе обстоят дела в созвездии Андромеды. Астрономы выявили в его составе 37 экзопланет в 31 планетной системе. Они находятся на относительно близком расстоянии до Земли, в пределах нескольких сотен световых лет, что позволяет изучать их с помощью стандартных методов.
Одна из самых известных планет в созвездии Андромеды — 14 Andromedae b, обнаруженная в 2008 году [13]. Она представляет собой газовый гигант, обращающийся вокруг оранжевого гиганта. Небесное тело в 3,559 раза массивнее Юпитера и расположено примерно в 248 световых годах от Земли.
Столкновение Млечного Пути и галактики Андромеды
На протяжении десятилетий считалось, что наша галактика, Млечный Путь, обречена на грандиозное столкновение с галактикой Андромеды примерно через 4,5 млрд лет. Любители астрономии уже неофициально окрестили это событие «Милкомедой».
Соседняя «туманность» действительно приближается к нам с огромной скоростью — около 110 км/с. Однако последние научные работы, основанные на данных космических телескопов «Хаббл» и «Гайя», предлагают более оптимистичный сценарий развития событий. Согласно недавнему моделированию, вероятность столкновения двух галактик в течение следующих 10 млрд лет оценивается примерно в 50% [14]. Так, они могут действительно слиться воедино, а могут разойтись, лишь слегка взаимодействуя друг с другом.
Новый результат также по-прежнему оставляет небольшую вероятность (около 2%) «лобового столкновения» галактик всего через 4–5 млрд лет. Если оно все же произойдет, это будет долгий процесс, растянутый на миллиарды лет. По данным астрофизиков, в результате оба объекта сольются в единую гигантскую эллиптическую галактику.
Несмотря на масштаб, прямые столкновения звезд были бы чрезвычайно маловероятны из-за колоссальных расстояний между ними. Однако газ в галактических дисках сжимался бы, запуская вспышки звездообразования, а сверхмассивные черные дыры в их центрах, в конце концов, сблизились бы и слились, высвободив колоссальное количество энергии и образовав активное ядро галактики.
Что же касается Солнечной системы, существует вероятность 50%, что нашу систему отбросит на окраину новой галактики, и 12% — что она будет вовсе выброшена в межгалактическое пространство. Однако к тому времени, когда может произойти столкновение галактик, сама Земля уже будет давно непригодна для жизни: по прогнозам, примерно через 1–1,5 млрд лет на ее поверхности исчезнет жидкая вода из-за повышения светимости Солнца, а через 5–6 млрд лет наше светило начнет превращаться в красного гиганта.
Как найти галактику Андромеды на небе
Далекую галактику Андромеды можно увидеть невооруженным глазом: она будет выглядеть как маленькое, удлиненное, туманное пятнышко света, похожее на крошечное облачко. В северном полушарии ее видно в течение большей части года, но лучше всего — в холодное время, с сентября по февраль. В это время созвездие Андромеды находится высоко над горизонтом в ночное время суток.
Чтобы облегчить наблюдение, можно вооружиться телескопом или биноклем — в них галактика будет видна как четкое, яркое, овальное свечение. Идеальными условиями для поисков Андромеды на небе считается безлунная, ясная ночь вдали от городской засветки. В крупных городах из-за светового загрязнения увидеть тусклое туманное пятнышко галактики практически невозможно, поэтому для наблюдений лучше выбрать сельскую местность. Когда основные условия соблюдены, можно приступить к поискам.
Найдите созвездие Кассиопеи. Это одно из самых узнаваемых созвездий на северном небе, по форме напоминающее латинскую букву W или M (в зависимости от положения). Оно находится на противоположной стороне от Большой Медведицы, а между ними расположена яркая Полярная звезда.
Определите сторону движения. Мысленно представьте, что буква W, которую напоминает созвездие Кассиопеи — это лук. Туда, куда направлена его «стрела», вам и нужно смотреть. Примерно в этой области вы найдете тусклое вытянутое пятно — это и есть галактика Андромеды.
Используйте звезды созвездий Пегаса и Андромеды как ориентиры. Второй надежный метод — найти созвездие Андромеды, которое «отходит» из северо-восточного угла Большого квадрата Пегаса. Найдите самую восточную звезду в цепочке звезд, отходящей от квадрата (звезда Мирах). Если подняться вверх, над ней вы увидите более тусклую звезду (Мю Андромеды). Галактика будет выше на такое же расстояние, практически на одной линии с этими двумя звездами.
Совет: если найти галактику Андромеды самостоятельно не получается, можно воспользоваться астрономическим мобильным приложением на телефоне. Какое лучше выбрать — рассказали в нашем обзоре. Наведите телефон на небо, и приложение в реальном времени покажет названия всех созвездий и объектов, точно указав местоположение Андромеды.
Частые вопросы о галактике Андромеды
Есть ли жизнь в галактике Андромеды?
На этот вопрос наука пока не может дать однозначного ответа. Галактика Андромеды содержит около триллиона звезд, и многие из них, вероятно, имеют собственные планетные системы. Теоретически, некоторые из этих планет могут находиться в «зоне обитаемости» — на таком расстоянии от своей звезды, где возможно существование жидкой воды, а значит, и жизни в том виде, в каком мы ее знаем.
На сегодняшний день ни одной подтвержденной планеты непосредственно в галактике Андромеды не обнаружено, не говоря уже о признаках жизни. Единственный кандидат в экзопланеты, PA-99-N2 b, пока не подтвержден. Огромное расстояние в 2,5 млн световых лет делает непосредственные наблюдения за небесными телами в галактике практически невозможными с помощью доступных нам методов. В то же время некоторые исследователи пытаются обнаружить потенциальные сигналы от внеземных цивилизаций внутри Андромеды, используя телескопы и специальное программное обеспечение для обработки изображений [15].
Почему Андромеда приближается к нам, если Вселенная расширяется?
Это кажущееся противоречие, которое легко разрешается, если учесть роль гравитации. Да, Вселенная в целом расширяется, и большинство галактик разбегаются друг от друга. Однако галактики не распределены в пространстве равномерно — они собраны в группы и скопления, связанные взаимным гравитационным притяжением. Наша галактика, Млечный Путь, и галактика Андромеды являются двумя самыми крупными объектами Местной группы, а значит — гравитационно связаны. Причем гравитационное притяжение между ними настолько сильно, что оно преодолевает слабое влияние космологического расширения на таких относительно небольших расстояниях. Таким образом, сила гравитации, которая удерживает галактики вместе, значительно больше, чем сила, которая пытается их разъединить [16].
Сколько черных дыр в галактике Андромеда?
В туманности Андромеды было обнаружено всего около 35 кандидатов в черные дыры [17]. Восемь из них связаны с шаровыми скоплениями, расположенными сферически вокруг центра галактики. Семь из этих кандидатов находятся в пределах 1000 световых лет от центра галактики Андромеды.
Главная сверхмассивная черная дыра (М31*) расположена в центре галактики. Она окружена плотным скоплением звезд и ее масса почти в 100 млн раз выше солнечной. Несмотря на свои огромные размеры, она считается относительно спокойной, лишь изредка проявляя признаки активности. Ученые уверены, что обнаруженные объекты — лишь верхушка айсберга, и по мере совершенствования телескопов будет открыто еще множество черных дыр.
Главное о галактике Андромеда
Галактика Андромеды (или Туманность Андромеды) — это спиральная галактика, расположенная в одноименном созвездии и крупнейшая в Местной группе, куда входит наш Млечный Путь.
Галактика Андромеды находится на расстоянии около 2,5 млн световых лет от Земли, однако ее можно увидеть невооруженным глазом.
Население галактики насчитывает около 1 триллиона звезд, что в 2–5 раз превышает количество звезд в Млечном Пути.
В центре галактики находится сверхмассивная черная дыра массой около 100 млн масс Солнца.
Андромеда приближается к Млечному Пути со скоростью около 110 км/с и через несколько миллиардов лет может столкнуться с ним, в результате чего сформируется новая эллиптическая галактика.
Галактика Андромеды имеет разветвленную систему спутников, включающую как минимум 36 карликовых галактик, самые известные из которых — M32 и M110.
Несмотря на триллионы звезд, обнаружить планеты внутри Андромеды пока не удалось из-за колоссального расстояния от Земли, и единственный кандидат (PA-99-N2 b) пока остается неподтвержденным.
Какие звезды самые яркие на ночном небе? Сделали большой материал о том, как они называются и где находятся.
Читайте также:
Что такое орбита простыми словами: как устроены космические дороги
Что такое ретроградный Меркурий и на что он влияет: периоды в 2025 и 2026 годах
Как выглядит созвездие Большой Медведицы, сколько в нем звезд и как его найти
Эклиптика: что это простыми словами, какие созвездия пересекает и как влияет на планеты
Рисунок на обложке Jason Hamilton
