Астрономы изучили систему Туманности Андромеды с помощью телескопа Хаббл
Галактика Туманность Андромеды (M 31, NGC 224, PGC 2557), расположенная на расстоянии 2,5 миллионов световых лет от Земли, видна невооруженным глазом как слабый веретенообразный объект с угловым размером, сопоставимым с полной Луной. Однако за этим видом скрывается сложная экосистема, состоящая из почти трех десятков небольших галактик-спутников, которые вращаются вокруг Андромеды, подобно пчелам вокруг улья. Эти спутниковые галактики представляют собой уникальную лабораторию для изучения эволюции галактик, и космический телескоп Хаббл провел масштабное исследование этой системы с беспрецедентной детализацией.
Программа «Hubble Treasury Program», в рамках которой было выполнено более 1000 орбитальных наблюдений, позволила создать точную трехмерную карту всех карликовых галактик, окружающих Андромеду. Это исследование также включало реконструкцию процессов звездообразования в этих галактиках на протяжении почти 14 миллиардов лет истории Вселенной.
Результаты, опубликованные в журнале The Astrophysical Journal, показали, что экосистема спутников галактики Андромеды значительно отличается от системы спутников Млечного Пути. Это открытие дает важные подсказки о том, как две крупнейшие галактики Местной группы — Млечный Путь и Туманность Андромеды — развивались по-разному.
Млечный Путь, по сравнению с Андромедой, имеет относительно спокойную историю. В то же время Туманность Андромеды, которая в два раза массивнее нашей галактики, пережила более динамичное прошлое, включая слияние с другой крупной галактикой несколько миллиардов лет назад. Это событие, вероятно, повлияло на формирование и эволюцию ее спутниковых галактик, создав более разнообразную и обильную популяцию карликовых галактик.
Изучение спутниковой системы Млечного Пути с такой же детализацией, как в случае с Андромедой, представляет собой сложную задачу, поскольку мы находимся внутри нашей галактики. Кроме того, другие крупные галактики, такие как M81, расположенная на расстоянии почти 12 миллионов световых лет, слишком далеки для детального изучения их спутников. Таким образом, Андромеда предоставляет уникальную возможность для исследования эволюции галактик и их спутников.
Исследование Хаббла показало, что продолжительность звездообразования в спутниковых галактиках зависит от их массы и расстояния до Андромеды. Это указывает на то, как гравитационное влияние массивной галактики может нарушать процессы формирования звезд в меньших галактиках. Ведущий автор исследования Алессандро Савино из Калифорнийского университета в Беркли отметил, что рост небольших галактик сильно зависит от их окружения.
Все карликовые галактики, по-видимому, ограничены плоскостью, все вращаются в одном направлении. Широкоугольный вид получен с помощью наземной фотографии. Оптическая стабильность, четкость и эффективность Хаббла сделали возможным этот амбициозный обзор. Снимки Хаббла крупным планом четырех карликовых галактик показаны на изображении справа. Самая заметная карликовая галактика — M32 (NGC 221), компактная эллипсоидальная галактика, которая может быть остатком ядра более крупной галактики, столкнувшейся с Андромедой несколько миллиардов лет назад. © NASA, ESA
Одним из самых неожиданных открытий стало то, что половина спутников Андромеды вращается в одной плоскости и в одном направлении. Это странная конфигурация, которая пока не имеет четкого объяснения. Кроме того, самая яркая спутниковая галактика Андромеды, Мессье 32 (M32), может быть остатком ядра более крупной галактики, которая столкнулась с Андромедой в прошлом. M32 содержит старые звезды, но также демонстрирует признаки всплеска звездообразования несколько миллиардов лет назад.
В системе Андромеды также обнаружена уникальная популяция карликовых галактик, которые сформировали большинство своих звезд на ранних этапах, но продолжали медленно формировать новые звезды в течение длительного времени. Это поведение не соответствует ожиданиям, основанным на компьютерных симуляциях, и пока остается загадкой для астрономов.
Исследование Хаббла также предоставило первые данные о движениях карликовых галактик вокруг Андромеды. Через пять лет новые наблюдения с помощью Хаббла или космического телескопа Джеймс Уэбб позволят астрономам реконструировать динамику всей системы спутников Андромеды и проследить ее эволюцию на миллиарды лет назад.
Это исследование подчеркивает важность изучения галактик за пределами Млечного Пути для понимания разнообразия и сложности эволюции галактик во Вселенной. Как отметил главный исследователь Дэниел Вайс, система спутников Андромеды демонстрирует значительное разнообразие, которое требует дальнейшего изучения и объяснения. Эти открытия не только углубляют наше понимание Андромеды, но и ставят новые вопросы о том, как галактики формируются и развиваются в разных условиях.