Инфракрасный портрет галактики Андромеды от орбитального телескопа «Спитцер»

Dmitry Kananovich

Не только прекрасный, но и очень интересный снимок Брея Фоллса, - на нем хорошо видны облака звездной пыли, окружающие диск галактики Андромеды. Существенная часть вещества спиральных галактик находится за пределами диска, там и звезд немало.

Кстати, Андромеда - самый дальний объект, который можно увидеть невооруженным глазом. И довольно древний, ведь мы, видя ее, заглядываем на 2.5 миллиона лет в прошлое.

В качестве

Новое открытие представляет собой важный шаг в понимании того, как галактики взаимодействуют друг с другом и как они эволюционируют с течением времени.

Учёные обнаружили, что наша галактика Млечный Путь вступает в контакт с ближайшей соседкой — галактикой Андромеда. Это стало возможным благодаря исследованию межгалактической среды вокруг галактики IRAS 08339+6517, также известной как 2MASX J08382309+6507160. Эта галактика спиральной формы находится в созвездии Большой Медведицы на расстоянии 270 миллионов световых лет от нас.Она имеет диаметр равный 64.21 световых лет и характеризуется вспышкой звездообразования.

Исследование, опубликованное на сайте nature, показало, что межгалактическая среда этой галактики имеет четкую границу с межзвёздной средой и с окружающей средой. Это открытие позволило учёным определить границу между галактикой и более глубоким космосом.

«Если эта галактика типична, то исследование свидетельствует о том, что наша галактика уже вступает во взаимодействие с Андромедой», — прокомментировал ведущий автор статьи, доцент Николь М. Нильсен.

Это открытие имеет огромное значение для понимания того, как галактики развиваются и взаимодействуют друг с другом. Учёные считают, что окологалактическая среда играет ключевую роль в цикле газа галактик, и понимание этого процесса может помочь ответить на вопросы о том, как галактики наращивают свою массу с течением времени.

«Весьма вероятно, что окологалактические среды (CGM) нашего Млечного Пути и Андромеды уже перекрываются и взаимодействуют», — добавил доктор Нильсен.

Исследование было проведено с помощью устройства Keck Cosmic Web Imager (KCWI), установленного на 10-метровом телескопе Кека на Гавайях. Это открытие является важным шагом в понимании того, как галактики взаимодействуют друг с другом и как они эволюционируют с течением времени.

«Теперь мы видим, где заканчивается влияние галактики, где она становится частью более широкой космической паутины и других галактик», — сказал Нильсен.

«Это первый раз, когда нам удалось сфотографировать гало материи вокруг галактики. Исследование добавляет ещё один кусочек к головоломке, которая является одним из главных вопросов в астрономии и эволюции галактик: как эволюционируют галактики? Как они получают свой газ? Как они перерабатывают этот газ? Куда девается этот газ?», — добавила профессор Эмма Райан-Вебер, директор ASTRO 3D.

Учёные планируют продолжить исследование межгалактической среды галактик и изучение её роли в эволюции галактик.

Астрономы представили новые, детальные изображения в узком диапазоне спектра и обсудили природу объекта под названием SDSO1 — это крупная туманность, излучающая свет в линии [O III]*, которая расположена примерно в 1,5 градусах к юго-востоку от галактики М31, также известной как Андромеда.

На основе проведённого анализа учёные обнаружили убедительные доказательства того, что SDSO1 не имеет никакого отношения к галактике М31. Вместо этого, туманность представляет собой ударную волну, так называемый V-образная ударная волна, которая образовалась в результате движения уже угасшего, гигантского планетарного туманного остатка. Этот остаток, получивший название «призрачная планетарная туманность» (GPN), имеет размер около 20 парсек и возраст примерно 400 тысяч лет. Он был выброшен двойной звездой, состоящей из белого карлика и обычной звезды, известной как EG Андромеды. Таким образом, SDSO1 — это не просто случайное скопление газа, а результат долгой эволюции звездной системы, находящейся на очень поздней стадии своей жизни.

*  Свет в линии [O III] - это специфическое свечение, которое исходит от ионизированного кислорода. Когда астрономы говорят о "линии [O III]", они имеют в виду определенную спектральную линию излучения, которая возникает при переходе электронов в ионах кислорода с одной энергетической орбиты на другую.
Более конкретно, [O III] обозначает дважды ионизированный кислород - то есть атом кислорода, из которого удалены два электрона. Такая высокая степень ионизации происходит под действием очень интенсивного ультрафиолетового излучения, например, от горячих звезд или других источников сильной радиации.
Когда такие ионы кислорода рекомбинируют (захватывают электроны обратно), они излучают свет на очень конкретных длинах волн - в основном в видимом диапазоне, особенно в зеленой и синей частях спектра. Именно это излучение улавливают телескопы, когда смотрят на туманности в узкополосных фильтрах, настроенных именно на эти длины волн.
Поэтому туманность SDSO1 "светится в линии [O III]" потому, что она содержит много ионизированного кислорода, который испускает характерное излучение, указывающее на присутствие очень горячих источников ультрафиолетового света в прошлом

Размером она примерно вдвое меньше Млечного Пути, а расстояние до неё оценивается в 30 млн световых лет.

Астрономы с помощью 8,2-метрового оптического японского телескопа «Субару», расположенного в обсерватории Мауна-Кеа на одноименном вулкане в штате Гавайи, получили изображение галактики NGC 660, которая обладает полярным кольцом.

Галактика NGC 660 расположена на расстоянии 45 миллионов световых лет от Земли, по направлению к созвездию Рыбы. Главная ее особенность — протяженная кольцевая структура, окружающая диск почти под прямым углом. При этом диаметр диска, который составляет 50 тысяч световых лет, больше диаметра самой галактики.

Астрономы предполагают, что NGC 660 получила кольцо примерно миллиард лет назад, когда столкнулась с другой галактикой и захватила ее вещество. Со временем эта материя образовала кольцо.

Взаимодействующие галактики на снимках телескопа «Хаббл»
Космос огромен, но даже в нём иногда бывает тесно.

Интересный вопрос: сталкиваются ли звёзды в такие моменты? На самом деле, вероятность этого довольно низка, так как размеры звёзд очень малы по сравнению с расстояниями между ними внутри галактик. Можно представить себе две группы людей, идущих друг другу навстречу. Причём, расстояние между ближайшими двумя людьми в каждой группе будет составлять несколько тысяч километров.

Астрономы с помощью 8,2-метрового оптического японского телескопа «Субару», расположенного в обсерватории Мауна-Кеа на одноименном вулкане в штате Гавайи, получили изображение сливающихся галактик UGC 9326 и UGC 9327.

Пара взаимодействующих галактик расположена по направлению к созвездию Дева, на расстоянии примерно 770 млн световых лет от Земли. Искаженные гравитационным притяжением очертания двух галактик напомнили ученым медузу.

Считается, что массивные галактики, такие как наш Млечный Путь, образовались в результате серии слияний и взаимодействий более мелких

Анализ более 800 галактических систем из обзора Sloan выявил чрезмерно большое количество галактик-спутников, движение которых коррелирует друг с другом. По мнению ученых, это признак того, что массивные группы галактик появились позже, чем предсказывает стандартная космологическая модель. Значит, и Вселенная моложе, чем мы думаем.

В стандартной космологической модели (ΛCDM) галактические системы растут постепенно за счет присоединения более мелких объектов. Сперва эти объекты становятся спутниками, но рано или поздно сливаются с основной галактикой. Так, недавно ученые поняли, что Малое Магелланово Облако, галактика — спутник Млечного Пути, состоит из двух отдельных структур, вероятно, остатков бывших галактик. А еще ранее в центре Млечного Пути обнаружили звезду, которая, видимо, сформировалась в какой-то карликовой галактике, после чего мигрировала к нам.

Именно поэтому астрономы изучают движение галактик — спутников ближайших к нам крупных галактик. И оказывается, что многие из них вращаются в одной плоскости, которая к тому же часто совпадает с плоскостью центральной галактики. Ученые объясняют это через «присоединение» спутников вдоль нитей космической паутины и другие взаимодействия объектов как друг с другом, так и с более масштабными структурами Вселенной. Тем не менее данные наблюдений расходятся с расчетами.

Расхождение в расчетах и наблюдениях в прошлых исследованиях можно объяснить малой выборкой галактик, отчего ранее ученые признали результаты неоднозначными. Поэтому авторы нового исследования провели статистический анализ подходящих галактик из Слоановского цифрового небесного обзора. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.

В качестве «центральных» ученые отобрали галактики с массой от 1011 до 1011.5 солнечной массы, затем, следуя принятым параметрам для выявления галактик-спутников, они отыскали в окрестностях крупных галактик чуть менее яркие объекты. В результате получилось 813 галактических систем как минимум с двумя различимыми галактиками-спутниками.

Среди спутников ученые искали пары — галактики, которые находятся на противоположных сторонах от центрального объекта. Затем по смещению скорости вдоль луча зрения относительно центральной галактики они разделили эти пары на коррелирующие и некоррелирующие. Оказалось, коррелирующих — тех, которые летают вокруг центральной галактики в противоположных направлениях — гораздо больше.

По словам одного из авторов профессора Гуй Ци (Gui Qi), чрезмерное количество коррелирующих пар говорит о том, что эти галактики-спутники присоединились недавно. В компьютерных моделях тоже есть такая тенденция: коррелирующих получается больше, но не настолько.

Данные наблюдений, по расчетам авторов исследования, расходятся с моделями Millenium и Illustris TNG300 на 4,1 и 3,6 сигмы, то есть стандартного отклонения. Это меньше «золотых» пяти сигм, равных 99,9999 процента вероятности, но все равно расхождение получается заметным. Значит, вероятно, массивные группы галактик образовались позже, чем предсказывает стандартная космологическая модель.

«Возраст массивных галактических групп тесно связан с возрастом Вселенной, поэтому полученные результаты указывают на то, что Вселенная моложе, чем показывают расчеты по фоновому микроволновому излучению, проведенные Planck Collaboration», — объяснил выводы главный автор исследования Гу Цин (Gu Qing).

Однако у наблюдений китайских астрономов могут быть и другие объяснения. Ранее Naked Science писал, что галактик-спутников у крупных галактик наблюдается в десятки раз меньше, чем должно быть по стандартной космологической модели. Недавняя научная работа на примере Млечного Пути показала, что причина этого — в быстром разрушении галактик-спутников. С ее учетом вопрос об «омоложении» Вселенной не следует и из новой работы китайских исследователей.

Тем не менее это обостряет другую проблему: быстрое разрушение галактик-спутников означает, что у них по каким-то причинам нет темной материи, иначе она стабилизировала бы их и не дала разрушаться. Стандартная космологическая модель не допускает массового существования галактик без темной материи — впрочем, как мы отмечали, последние открытия ставят эту модель под серьезное сомнение.

На расстоянии всего 12 миллионов световых лет галактика M82 сияет в 5 раз ярче Млечного Пути и формирует звёзды в 10 раз быстрее. Учёные считают, что всплеск звездообразования вызван гравитационным взаимодействием с соседней галактикой M81. Миллионы лет назад это сближение направило потоки газа в центр M82, что обеспечило сырье для образования новых звезд.