В бескрайнем космическом пространстве различные по массе и объему небесные тела периодически сталкиваются друг с другом: астероиды и падают на планеты и спутники, одни поглощаются другими…
Но, оказывается, входят во взаимный контакт и галактики - гигантские небесные структуры, состоящие из многих десятков миллиардов звезд. Столкновение таких громадных космических объектов происходит, естественно, с высвобождением энергии и перемещения масс в количествах, не поддающихся даже самому богатому воображению.
Конечно же, столкновение галактик вовсе не подразумевает, что происходят массовые соударения отдельных звезд. И в принципе, ничего странного в этом нет, так как звезды находятся на громадном удалении друг от друга: по крайней мере эти расстояния в сотни миллионов раз превышают собственные диаметры светил.
А вот галактики, в отличие от звезд, размещены относительно друг от друга: промежутки между этими звездными скоплениями превосходят их размеры всего лишь в десятки и сотни раз.
Соответственно и столкновения галактик происходят значительно чаще, чем звезд. А поскольку у галактик может быть разная форма - спиральная, эллиптическая и неправильная, то их столкновения друг с другом происходят тоже по-разному. Они могут или пролетать на близком расстоянии одна от другой, или цепляться друг за друга, или даже фронтально соударяться.
Что происходит при столкновении галактик
В результате этих взаимодействий нередко существенно меняется и внешний вид звездных скоплений. При этом таким процессам подвергается около двух процентов галактик, расположенных на относительно небольшом от Земли расстоянии.
Так, в созвездии Ворона , на расстоянии в 63 миллиона световых лет от Земли, находится самая близкая к нашей планете пара сталкивающихся звездных скоплений NGC4038 и NGC4039, более известных как «Антенные» галактики. Связано такое название с тем, что к ним примыкают длинные, состоящие из газа и звезд, лентовидные образования, напоминающие две антенны.
Детальные исследования этих двух галактик выявили в них более тысячи возникших в недавнем прошлом шаровидных звездных скоплений, в каждом из которых - до миллиона солнц. При этом эти шаровидные образования довольно молоды: их возраст - около сотни миллионов лет. Образовались же они под влиянием приливных сил, появившихся в ходе сближения двух галактик.
Впрочем, следует указать, что силы тяготения во время столкновения звездных систем существенной роли не играют. Более важными являются гравитационные взаимодействия отдельных участков галактик: две близко расположенные области притягивают друг друга значительно сильнее, чем те, которые находятся на отдаленном расстоянии одна от другой.
В результате гравитации возникают приливные силы, растягивающие галактики в длину или же изгибающие их. Причем происходят подобные изменения в форме звездных островов даже тогда, когда они лишь проносятся на близком расстоянии друг от друга, не приходя в непосредственное соприкосновение.
А вот что произойдет с формой галактик при их столкновении, зависит как от геометрии удара, так и от скорости, с которой он совершается.
- Когда галактики сближаются со скоростью 200 километров в секунду, они обычно сливаются, словно две капли жидкости.
- Когда же скорость столкновения достигает 600 километров в секунду, то звездные острова проходят сквозь друг друга, как два призрака.
- А если сближение происходит при скорости в 1000 километров в секунду, галактики разлетаются на осколки, как столкнувшиеся стеклянные шары.
Последствия столкновения галактик
В процессе взаимодействия галактик меняется не только их форма, но и происходят разнообразные перемещения облаков . А это - огромный объем вещества: например, в спиральных системах его количество составляет до 20 процентов их видимой массы. Впоследствии, уплотняясь под воздействием приливных сил, эта облака формируют новые звезды. А поскольку процесс появления молодых небесных тел идет очень быстро, то и светимость галактик за немногие миллионы лет многократно увеличивается.
Таким образом, можно уверенно говорить, что космические столкновения не уничтожают обитателей неба, а, наоборот, способствуют появлению молодых звезд и галактик. То есть по сути, омолаживают космос.
С помощью современных средств наблюдения в «Антенных» галактиках ученые даже смогли увидеть детали появления звездных скоплений.
«Число шаровидных звездных скоплений, увиденных нами, было поразительным , - резюмировал полученные результаты американский астроном Брад Уитморе. - До сих пор мы думали, что шаровые скопления как в нашей, так и в других галактиках, состоят из старых звезд. Оказывается, не всегда так. Понимание такого факта должно изменить нашу точку зрения на поздние фазы развития звезд, а также повлиять на определение времени различных небесных событий».
Основываясь на полученных данных, ученые могут делать важный для астрономии вывод, что столкновения галактик - один из значимых факторов в жизни космоса. При этом в прошлом взаимодействующих галактик было гораздо больше, чем в настоящее время. И связано это, вероятнее всего, с тем, что раньше сама Вселенная была гораздо меньше, а значит, звезды находились на более близких расстояниях одна от другой. Следовательно, они и ударялись или соприкасались намного чаще.
Кстати, изучая результаты взаимодействия звездных систем, ученые установили, что удаленные от нас на миллиарды световых лет галактические скопления составлены преимущественно из спиральных галактик, которые, вероятно, являются самыми древними во Вселенной. А вот скопления, расположенные на меньшем от нас удалении, представлены в основном эллиптическими галактиками. Причем некоторые из них являются космическими гигантами. А стали они таковыми скорее всего потому, что в ходе своего развития за миллиарды лет «проглотили» дюжины других галактик.
Но не только о прошлом могут рассказать следы, оставленные на «теле» галактик во время былых соударений. Так, «Антенные» галактики могут помочь заглянуть в далекое будущее: например, «показать», что может случиться в отдаленной перспективе с .
Сейчас навстречу друг другу несутся два громадных звездных острова: наша звездная система и туманность Андромеды . В настоящее время их разделяет, казалось бы, невероятно большое расстояние в 2,9 миллиона световых лет. Но и скорость их сближения тоже огромна - 300 километров в секунду.
В конце концов через три миллиарда лет эти две системы, вероятнее всего, окажутся рядом друг с другом. А вот о том, что произойдет в результате этого сближения, можно только гадать. Возможно, последует сильнейшее столкновение, а возможно, галактики пролетят рядом друг с другом.
Но даже если галактики не столкнутся, а всего лишь разминутся на близком расстоянии, взаимное притяжение заставит их изменить свои траектории. Есть также вероятность, что затем они сольются и дадут жизнь новой эллиптической системе.
А произойдет это тогда, когда наше Солнце превратится в умирающую звезду. Но в это время на небосводе над мертвой Землей будут уже гореть яркие огни светил во вновь рожденных звездных шаровых скоплениях.
По одной из теорий . Другая теория полагает, что наша Галактика находится на пути столкновения с Андромедой. В какой-то момент в течение следующих нескольких миллиардов лет они соберутся воедино с катастрофическими последствиями.
Некоторые звезды будут выброшены за пределы новой галактики, другие разрушены, так как столкнутся со сливающимися сверхмассивными черными дырами. Спиральные структуры Млечного Пути и Андромеды будут уничтожены и трансформированы в единую гигантскую эллиптическую галактику. Но как бы пугающе это не звучало, на самом деле этот процесс является естественной стадией эволюции галактик.
Пара сливающихся галактик на расстоянии 45-65 миллионов световых лет от Земли. Credit: Hubble / ESA
Гравитация столкновений
Галактики удерживаются вместе за счет взаимного притяжения и вращаются вокруг общего центра. Взаимодействие между галактиками является вполне распространенным явлением, особенно между гигантом и небольшой спутниковой галактикой. В какой-то момент спутник подходит слишком близко к гиганту и попадает в точку, где гравитация захватывает его и вовлекает в один из спиральных рукавов «убийцы».
В некоторых случаях траектория движения спутника может пересекаться с гигантской галактикой. При таком сценарии столкновение может привести к слиянию, при условии, что ни одна из них не имеет достаточного импульса, чтобы продолжить свое движение после столкновения.
Если одна из галактик гораздо больше, чем другие, то после встречи она останется практически без изменений и сохранит свою форму, в то время как меньшие галактики удалятся друг от друга и станут частью более крупной структуры. Ученые полагают, что Андромеда в своем прошлом поглотила как минимум одну галактику, а Млечный Путь в настоящий момент находится в процессе слияния с несколькими карликовыми галактиками (например, с Карликовой эллиптической галактикой в Стрельце).
Впрочем, слово «столкновение» не совсем уместно, так как чрезвычайно разреженное распределение материи в галактиках говорит нам о том, что столкновение между звездами или планетами крайне маловероятно.
Андромеда и Млечный Путь. Столкновение
В 1929 году Эдвин Хаббл представил данные наблюдений, которые показали, что далекие галактики движутся прочь от Млечного Пути. Это позволило ему вывести закон Хаббла, который гласит, что расстояние до галактик и их скорости могут быть определены путем измерения их красного смещения, то есть явления, при котором свет от объекта смещается в красную часть спектра при его удалении.
Однако, спектрографические измерения Андромеды показали, что ее свет смещен в сторону синей части спектра (фиолетовое смещение). Это указывает на то, что в отличие от большинства галактик, которые наблюдались с начала ХХ века, Андромеда движется к нам.
В 2012 году, основываясь на данных Хаббла (собранных в период с 2002 по 2010 год), исследователи определили, что столкновение Млечного Пути и Андромеды неминуемо. Фиолетовое смещение показало, что Андромеда движется к нам со скоростью примерно 110 километров в секунду.
Исходя из этого, вполне вероятно, что галактики столкнутся примерно через 4 миллиарда лет. Исследования также показали, что M33, третья по величине и яркости галактика в Местной группе, будет участвовать в этом мероприятии. По всей вероятности, M33 окажется на орбите структуры, образованной после слияния Млечного Пути и Андромеды, и в конечном итоге станет ее частью.
Последствия
При столкновении галактик, большие из них поглощают более мелкие, разрывая их на части и забирая звезды. Но когда галактики схожи по размеру, как Млечный путь и Андромеда, слияние полностью ломает их спиральные структуры. В конечном итоге две группы звезд создадут гигантскую эллиптическую галактику.
Такое взаимодействие может спровоцировать небольшой всплеск звездообразования. Столкновение галактик формирует обширные водородные облака, которые могут вызывать ряд гравитационных коллапсов. Кроме этого, подобные слияния вызывают преждевременное старение галактик, так как большая часть газа превращается в звезды.
После всплеска звездорождения в галактиках заканчивается топливо. Самые молодые и горячие светила взрываются как сверхновые, и все, что остается, это старые, холодные красные звезды, живущее очень долго. Вот почему гигантские эллиптические галактики, результаты столкновений, содержат так много красных звезд и так мало активных областей звездообразования.
Вид с Земли этапов прогнозируемого слияния Млечного пути и Андромеды. Credit: NASA; ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas, and A. Mellinger
И хотя Андромеда содержит около 1 триллиона звезд, а Млечный Путь – около 300 миллиардов, шанс столкновения даже пары светил ничтожно мал из-за огромного расстояния между ними. Однако, обе галактики содержат сверхмассивные черные дыры, которые встретятся недалеко от центра новообразованной галактики.
Слияние черных дыр вызовет орбитальную энергию, переданную звездам, которые в последствии перенесут светила на более высокие орбиты в течение миллионов лет. Когда две черные дыры окажутся на расстоянии светового года друг от друга, они начнут излучать гравитационные волны.
Подхваченные комбинированной черной дырой газ может создать светящийся квазар или активное ядро в центре вновь образованной галактики. И наконец, последствие слияние черных дыр может «дать пинка» некоторым звездам, которые станут гиперзвуковыми изгоями, прихватившими с собой свои планеты.
Андромеда - галактика, также известная как M31 и NGC224. Это спиральное образование, расположенное на расстоянии примерно 780 kp (2,5 млн от Земли.
Андромеда - галактика, находящаяся ближе всего к Млечному Пути. Названа она в честь одноименной мифической принцессы. Наблюдения 2006 года позволили сделать вывод, что здесь насчитывается около триллиона звезд - как минимум в два раза больше, чем во Млечном Пути, где их существует порядка 200 - 400 млрд. Ученые считают, что столкновение Млечного Пути и галактики Андромеды случится примерно через 3,75 млрд лет, и в итоге будет образована гигантская эллиптическая или дисковая галактика. Но об этом чуть позже. Сначала узнаем, как выглядит "мифическая принцесса".
На рисунке изображена Андромеда. Галактика имеет бело-голубые полосы. Они образуют вокруг нее кольца и укрывают горячие раскаленные гигантские звезды. Темные сине-серые полосы резко контрастируют на фоне этих ярких колец и показывают области, где в плотных облачных коконах образование звезд только начинается. При наблюдении в видимой части спектра кольца Андромеды больше похоже на спиральные рукава. В ультрафиолетовом диапазоне эти образования скорее напоминают кольцевые структуры. Они были ранее обнаружены телескопом НАСА. Астрономы считают, что эти кольца свидетельствует об образовании галактики в результате столкновения с соседней более 200 млн лет назад.
Спутники Андромеды
Так же как и Млечный Путь, Андромеда имеет ряд карликовых спутников, 14 из которых уже обнаружены. Самые известные - М32 и М110. Конечно, маловероятно, что звезды каждой из галактик столкнутся друг с другом, так как расстояния между ними очень большие. О том, что же в действительности произойдет, ученые имеют пока довольно смутные представления. Но уже придумано для будущей новорожденной название. Млекомеда - так именуют еще не родившуюся гигантскую галактику деятели науки.
Столкновения звезд
Андромеда - галактика, насчитывающая 1 трлн звезд (10 12), а Млечный Путь - 1 млрд (3*10 11). Однако шанс столкновения небесных тел ничтожно мал, так как между ними существует огромное расстояние. Например, ближайшая к Солнцу звезда Проксима Центавра находится на удалении в 4,2 световых лет (4*10 13 км), или 30 млн (3*10 7) диаметров Солнца. Представьте, что наше светило - это мячик для игры в настольный теннис. Тогда Проксима Центавра будет выглядеть как горошина, находящаяся на расстоянии 1100 км от него, а сам Млечный Путь простираться вширь на 30 млн км. Даже звезды в центре галактики (а именно там их наибольшее скопление) расположены с промежутками в 160 млрд (1,6*10 11) км. Это как один мячик для настольного тенниса на каждые 3,2 км. Поэтому шанс, что какие-нибудь две звезды столкнутся при слиянии галактик, чрезвычайно мал.
Столкновение черных дыр
Галактика Андромеды и Млечный Путь имеют центральные Стрелец А (3,6*10 6 масс Солнца) и объект внутри P2 скопления Галактического ядра. Эти черные дыры сойдутся в одной точке возле центра новообразованной галактики, передавая орбитальную энергию звездам, которые со временем сместятся на более высокие траектории. Вышеописанный процесс может занять миллионы лет. Когда черные дыры приблизятся на расстояние одного светового года друг от друга, они начнут испускать гравитационные волны. Орбитальная энергия станет еще мощнее, до тех пор пока слияние не завершится полностью. Исходя из данных моделирования, проведенного в 2006 году, Земля может быть сначала отброшена почти к самому центру новообразованной галактики, затем пройдет около одной из черных дыр и будет извержена за пределы Млекомеды.
Подтверждения теории
Галактика Андромеды приближается к нам со скоростью примерно 110 км в секунду. Вплоть до 2012 г. не было никаких способов узнать, произойдет столкновение или нет. Сделать вывод о том, что оно почти неминуемо, ученым помог Космический Телескоп Хаббла. После отслеживания перемещений Андромеды с 2002 по 2010 г. был сделан вывод, что столкновение случится примерно через 4 млрд лет.
Подобные явления широко распространены в космосе. Например, считается, что Андромеда в прошлом взаимодействовала как минимум с одной галактикой. А некоторые карликовые галактики, такие как SagDEG, и сейчас продолжают сталкиваться с Млечным Путем, создавая единое образование.
Исследования также показывают, что М33, или Галактика Треугольника, - третий по размерам и самый яркий представитель Местной группы - тоже будет участвовать в этом событии. Наиболее вероятной ее судьбой будет заход на орбиту образовавшегося после слияния объекта, а в далеком будущем - окончательное объединение. Однако столкновение М33 с Млечным Путем раньше, чем приблизится Андромеда, или наша Солнечная Система будет отброшена за пределы Местной группы, исключается.
Судьба Солнечной Системы
Ученые из Гарварда утверждают, что сроки объединения галактик будут зависеть от тангенциальной скорости Андромеды. Исходя из расчетов, сделали вывод, что есть 50% шанс, что при слиянии Солнечная Система будет отброшена на расстояние, втрое превышающее текущее до центра Млечного Пути. Точно не известно, как поведет себя галактика Андромеда. Планета Земля тоже находится под угрозой. Ученые говорят о 12% вероятности, что мы через некоторое время после столкновения будем отброшены за пределы нашего бывшего "дома". Но это событие, скорее всего, не произведет сильных неблагоприятных эффектов на Солнечную Систему, и небесные тела не будут разрушены.
Если исключить планетарную инженерию, то ко времени поверхность Земли сильно раскалится и на ней не останется воды в жидком состоянии, а значит и жизни.
Вероятные побочные явления
Когда объединяются две спиральные галактики, водород, присутствующий на их дисках, сжимается. Начинается усиленное образование новых звезд. Например, это можно наблюдать во взаимодействующей галактике NGC 4039, иначе известной как "Антенны". В случае слияния Андромеды и Млечного Пути считается, что газа на их дисках останется мало. Звездообразование будет не таким интенсивным, хотя вполне вероятно зарождение квазара.
Результат слияния
Галактику, образованную при слиянии, ученые предварительно называют Млекомеда. Результат моделирования показывает, что получившийся объект будет носить эллиптическую форму. Его центр будет иметь меньшую плотность звезд, чем современные эллиптические галактики. Но вероятна также и дисковая форма. Многое будет зависеть от того, сколько газа останется в пределах Млечного Пути и Андромеды. В недалеком будущем оставшиеся сольются в один объект, и это будет означать начало новой эволюционной ступени.
Факты об Андромеде
- Андромеда - самая большая Галактика в Местной группе. Но, вероятно, не самая массивная. Ученые предполагают что во Млечном Пути сосредоточено больше и именно это делает нашу галактику более массивной.
- Деятели науки исследуют Андромеду с целью понять происхождение и эволюцию подобных ей образований, ведь это ближайшая к нам спиральная галактика.
- Андромеда с Земли выглядит потрясающе. Многим даже удается ее сфотографировать.
- Андромеда имеет очень плотное галактическое ядро. Не только огромные звезды расположены в ее центре, но также по меньшей мере одна сверхмассивная черная дыра, спрятанная в сердцевине.
- Ее спиральные рукава искривились в результате гравитационного взаимодействия с двумя соседними галактиками: М32 и М110.
- Внутри Андромеды обращаются как минимум 450 шаровых звездных скоплений. Среди них - одни из наиболее плотных, которые удалось обнаружить.
- Галактика Андромеда - самый удаленный объект, который можно увидеть невооружённым глазом. Вам понадобится хорошая точка обзора и минимум яркого света.
В заключение хочется посоветовать читателям почаще поднимать свой взгляд на звездное небо. Оно хранит много нового и неизведанного. Найдите немного свободного времени, чтобы понаблюдать за космосом в выходные. Галактика Андромеды на небе - зрелище, которое непременно стоит увидеть.
Андромеда — галактика, также популярная как M31 и NGC224. Это спиральное образование, расположенное на расстоянии примерно 780 kp (2,5 млн световых лет) от Земли.
Андромеда — галактика, находящаяся поближе всего к Млечному Пути. Названа она в честь одноименной мифической принцессы. Наблюдения 2006 года позволили сделать вывод, что тут насчитывается около триллиона звезд — как минимум вдвое больше, чем во Млечном Пути, где их существует порядка 200 — 400 млрд. Ученые считают, что столкновение Млечного Пути и галактики Андромеды случится примерно через 3,75 млрд лет, и в конечном итоге будет образована огромная эллиптическая либо дисковая галактика. Но об этом чуть позже. Сначала узнаем, как смотрится «мифическая принцесса».
На рисунке изображена Андромеда. Галактика имеет бело-голубые полосы. Они образуют вокруг нее кольца и укрывают жаркие раскаленные огромные звезды. Темные сине-серые полосы резко контрастируют на фоне этих ярких колец и показывают области, где в плотных облачных коконах образование звезд только начинается. При наблюдении в видимой части спектра кольца Андромеды больше похоже на спиральные рукава. В ультрафиолетовом спектре эти образования скорее напоминают кольцевые структуры. Они были ранее обнаружены телескопом НАСА. Астрологи считают, что эти кольца свидетельствует об образовании галактики в результате столкновения с соседней более 200 млн лет назад.
Так же как и Млечный Путь, Андромеда имеет ряд миниатюрных спутников, 14 из которых уже обнаружены. Самые известные — М32 и М110. Конечно, маловероятно, что звезды каждой из галактик столкнутся вместе, так как расстояния между ними очень огромные. О том, что же в реальности произойдет, ученые имеют пока достаточно смутные представления. Но уже придумано для будущей новорожденной название. Млекомеда — так называют еще не родившуюся огромную галактику деятели науки.
Столкновения звезд
Андромеда — галактика, насчитывающая 1 трлн звезд (1012), а Млечный Путь — 1 млрд (3*1011). Однако шанс столкновения небесных тел ничтожно мал, так как между ними существует огромное расстояние. Например, наиблежайшая к Солнцу звезда Проксима Центавра находится на удалении в 4,2 световых лет (4*1013км), либо 30 млн (3*107) поперечников Солнца. Представьте, что наше светило — это мячик для игры в настольный теннис. Тогда Проксима Центавра будет смотреться как горошина, находящаяся на расстоянии 1100 км от него, а сам Млечный Путь простираться вширь на 30 млн км. Даже звезды в центре галактики (а конкретно там их наибольшее скопление) расположены с промежутками в 160 млрд (1,6*1011) км. Это как один мячик для настольного тенниса на каждые 3,2 км. Поэтому шанс, что какие-нибудь две звезды столкнутся при слиянии галактик, чрезвычайно мал.
Столкновение черных дыр
Галактика Андромеды и Млечный Путь имеют центральные сверхмассивные черные дыры: Стрелец А (3,6*106 масс Солнца) и объект снутри P2 скопления Галактического ядра. Эти черные дыры сойдутся в одной точке около центра новообразованной галактики, передавая орбитальную энергию звездам, которые со временем сместятся на более высочайшие траектории. Вышеперечисленный процесс может занять миллионы лет. Когда черные дыры приблизятся на расстояние одного светового года друг от друга, они начнут испускать гравитационные волны. Орбитальная энергия станет еще мощнее, до тех пор пока слияние не закончится полностью. Исходя из данных моделирования, проведенного в 2006 году, Земля может быть сначала отброшена почти к самому центру новообразованной галактики, потом пройдет около одной из черных дыр и будет извержена за границы Млекомеды.
Подтверждения теории
Галактика Андромеды приближается к нам со скоростью примерно 110 км за секунду. Прямо до 2012 г. не было никаких способов узнать, произойдет столкновение либо нет. Сделать вывод о том, что оно почти неминуемо, ученым помог Космический Телескоп Хаббла. После отслеживания перемещений Андромеды с 2002 по 2010 г. был сделан вывод, что столкновение случится примерно через 4 млрд лет.
Подобные явления широко распространены в космосе. Например, считается, что Андромеда в прошлом вела взаимодействие как минимум с одной галактикой. А некоторые карликовые галактики, такие как SagDEG, и сейчас продолжают сталкиваться с Млечным Путем, создавая единое образование.
Исследования также показывают, что М33, либо Галактика Треугольника, — третий по размерам и самый яркий представитель Местной группы — тоже будет участвовать в этом событии. Наиболее возможной ее судьбой будет заход на орбиту образовавшегося после слияния объекта, а в дальнем будущем — окончательное объединение. Однако столкновение М33 с Млечным Путем раньше, чем приблизится Андромеда, либо наша Солнечная Система будет отброшена за границы Местной группы, исключается.
Судьба Солнечной Системы
Ученые из Гарварда утверждают, что сроки объединения галактик будут зависеть от тангенциальной скорости Андромеды. Исходя из расчетов, сделали вывод, что есть 50% шанс, что при слиянии Солнечная Система будет отброшена на расстояние, в три раза превышающее текущее до центра Млечного Пути. Точно не понятно, как поведет себя галактика Андромеда. Планета Земля тоже находится под угрозой. Ученые молвят о 12% вероятности, что мы через некоторое время после столкновения будем отброшены за границы нашего бывшего «дома». Но это событие, скорее всего, не произведет сильных неблагоприятных эффектов на Солнечную Систему, и небесные тела не будут разрушены.
Если исключить планетарную инженерию, то ко времени столкновения галактик поверхность Земли сильно раскалится и на ней не останется воды в водянистом состоянии, а означает и жизни.
Возможные побочные явления
Когда объединяются две спиральные галактики, водород, присутствующий на их дисках, сжимается. Начинается усиленное образование новых звезд. Например, это можно наблюдать во взаимодействующей галактике NGC 4039, по другому известной как «Антенны». В случае слияния Андромеды и Млечного Пути считается, что газа на их дисках останется мало. Звездообразование будет не таким насыщенным, хотя полностью возможно зарождение квазара.
Результат слияния
Галактику, образованную при слиянии, ученые предварительно называют Млекомеда. Результат моделирования показывает, что получившийся объект будет носить эллиптическую форму. Его центр будет иметь меньшую плотность звезд, чем современные эллиптические галактики. Но возможна также и дисковая форма. Многое будет зависеть от того, сколько газа останется в пределах Млечного Пути и Андромеды. В недалеком будущем оставшиеся галактики Местной группы сольются в один объект, и это будет означать начало новой эволюционной ступени.
Факты об Андромеде
Андромеда — самая большая Галактика в Местной группе. Но, возможно, не самая массивная. Ученые предполагают что во Млечном Пути сосредоточено больше темной материи, и конкретно это делает нашу галактику более массивной. Деятели науки изучат Андромеду с целью понять происхождение и эволюцию подобных ей образований, ведь это наиблежайшая к нам спиральная галактика. Андромеда с Земли смотрится потрясающе. Многим даже удается ее сфотографировать. Андромеда имеет очень плотное галактическое ядро. Не только огромные звезды расположены в ее центре, но также по меньшей мере одна сверхмассивная черная дыра, спрятанная в сердцевине. Ее спиральные рукава скривились в результате гравитационного взаимодействия с 2-мя соседними галактиками: М32 и М110. Снутри Андромеды обращаются как минимум 450 шаровых звездных скоплений. Среди них — одни из наиболее плотных, которые удалось обнаружить. Галактика Андромеда — самый удаленный объект, который можно увидеть невооружённым глазом. Вам понадобится хорошая точка обзора и минимум яркого света.
В заключение хочется посоветовать читателям почаще поднимать свой взор на звездное небо. Оно хранит много нового и неизведанного. Найдите немного свободного времени, чтобы понаблюдать за космосом в выходные. Галактика Андромеды на небе — зрелище, которое непременно стоит увидеть.
Г. НИКОЛАЕВ. По материалам журнала “Bild der Wissenschaft”.
Это грандиозное явление играет большую роль в эволюции Вселенной
Столкновение галактик - медленный процесс. Чтобы его видеть, недостаточно обладать только телескопом. Компьютеры могут моделировать это явление, варьируя массы, скорости, характер взаимодействия - касательное соприкосновение или же фронтальный удар.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Галактика NGC 7252. Внутри ее видны шаровидное скопление и маленькое - всего 10000 световых лет в диаметре - спиральное образование (внизу слева). Это свидетельства того, что NGC 7252 произошла от слияния с какой-то другой галактикой.
В группе галактик, названной “Стефанс квинтет” (NGC 7317, 7318, 7319 и 7320), произошло слияние двух галактик, третья скоро присоединится к ним.
Огромное, протяженностью 1500 световых лет, газовое облако NGC 604 в галактике М33 породило недавно около 200 горячих гигантских звезд. Это один из важных процессов эволюции галактики.
В последние годы астрономы наблюдают все новые и новые примеры столкновений между галактикой, принадлежащей квазару, и соседними галактиками. Приливные силы толкают огромные массы газа в черную дыру квазара - “кормят” его.
Сто миллионов лет длится слияние двух спиральных галактик - это начальная стадия образования эллиптической системы. Слияние сопровождается рождением
Самый удаленный от нас источник света. Телескоп Хаббла 10 дней подряд фотографировал этот маленький участок неба в созвездии Большой Медведицы.
В телескоп, стоящий на земле, сцепленные одна с другой галактики NGC 4038 и NGC 4039 видны в таком положении. А справа, на снимке, сделанном орбитальным телескопом Хаббла, различимы ядра этих столкнувшихся звездных систем.
Беззвучно и величественно катятся навстречу друг другу два огненных колеса. Они состоят из мириадов звезд, вовлеченных в грандиозный хоровод. Когда они сблизятся, невидимая сила разрушит этот космический танец. Вращающиеся звездные спирали зацепят одна другую, словно шестерни гигантской машины, замедлятся в своем движении, и начнется свечение. Да такое, что миллиарды лет спустя астрономы, удаленные на миллионы световых лет от места события, будут с удивлением вглядываться в эту картину.
Столкновение галактик - огромных космических объектов происходит с немыслимой силой: высвобождается энергия и перемещаются массы в количествах, превосходящих любое воображение.
Очень мала вероятность того, что при этом будут сталкиваться, соударяться отдельные звезды, поскольку, как правило, они удалены друг от друга на расстояния, в сотни миллионов раз превышающие их диаметр. В то время как промежутки между галактиками превосходят размеры этих звездных островов лишь в десятки и сотни раз. Поэтому столкновение галактик во много раз вероятнее, чем отдельных звезд.
Иногда карликовая галактика просто пронзает большую звездную спираль. Вторгшаяся галактика, проходя сквозь спираль, притягивает к себе ее отдельные звезды. В результате когда карлик покидает большую спираль, то часть ее звезд образует что-то вроде кольцевого коридора. В нем остаются газовые облака, которые служат материалом для зарождения новых светил.
Самый знаменитый из таких объектов - галактика под названием “Каретное колесо” в созвездии Скульптора. Орбитальный телескоп Хаббла недавно обнаружил в ее центре “хвосты” длиной во многие тысячи световых лет. По-видимому, это молекулярный водород, сталкивающийся с газовыми облаками и потому нагретый до одного миллиона градусов Цельсия.
Известно взаимодействие галактик разной формы: спиральных, эллиптических и неправильных, которые или пролетают мимо друг друга на близком расстоянии, или зацепляют одна другую, или даже фронтально соударяются. При этом сила взаимного тяготения таких скоплений нередко существенно изменяет их внешний вид. Такое происходит примерно с двумя процентами звездных систем, расположенных в относительно недалеком от Земли пространстве.
Самая близкая к нам пара сталкивающихся звездных островов находится в созвездии Ворона на расстоянии 63 миллиона световых лет. Это пара - NGC 4038 и NGC 4039, но больше они известны астрономам и любителям астрономии как “Антенные” галактики. Такое название галактики заслужили потому, что тяготение вырвало из них длинные ленты, состоящие из газа и звезд и напоминающие по форме усики-антенны насекомых.
“Антенные” образования - наглядный случай соударения галактик и к тому же - отличный учебный пример для каждого, кто хочет познать это явление”, - считает астроном Франсуа Швайцер из института Карнеги в Вашингтоне. Швайцер вместе со своими коллегами недавно изучал сближение этих двух звездных скоплений по материалам, полученным телескопом Хаббла. Высокочувствительный астрономический инструмент различает в этих галактиках детали размером до 15 световых лет. “О таких возможностях еще совсем недавно можно было только мечтать. Похоже на то, как будто смотришь столкновение двух автомобилей”, - комментирует эти наблюдения Стефан Е. Цепф из Йельского университета (США).
Исследователи открыли в “Антенных” галактиках более тысячи недавно образовавшихся шаровидных звездных скоплений. В каждом из них - до миллиона солнц. Возраст скоплений - не более сотни миллионов лет. Они образовались под действием приливных сил, возбужденных сближением двух систем.
Сила тяготения при взаимодействии между целыми звездными островами не играет определяющей роли. Более существенно действие сил тяготения на отдельные части галактики. Два близко расположенных региона притягивают друг друга сильнее, чем области, далеко расположенные. Так возникают приливные силы, которые растягивают спираль галактики или ее окружность в длину, изгибают их. Все это случается даже тогда, когда звездные системы проходят на близком расстоянии друг от друга, не соударяясь.
Что произойдет при столкновении галактик, зависит и от геометрии удара, и от скорости, с которой он совершается. При скорости сближения 200 километров в секунду системы чаще всего сливаются, при 600 километрах в секунду они проходят сквозь друг друга, как два привидения. А если сближение идет со скоростью до 1000 километров в секунду, галактики разлетаются в клочья.
Методы наблюдения, которыми астрономы могли пользоваться раньше, не позволяли обнаруживать последствия сильных соударений галактик. Только теперь, в 1998 году, два английских астронома - Нейл Трентхэм и Барам Мобасхер с помощью телескопа, установленного на Гавайях (диаметр его зеркала 2,2 метра), открыли одинокую дугу, состоящую из газа и звезд. Она протянулась на 260 тысяч световых лет и находится в группе галактик, носящих название Кома.
Астрономы предполагают, что эта дуга - часть какой-то галактики, которая сохранилась после ее встречи с соседкой. В других случаях вытянутые приливными силами “хвосты”, или “усы”, галактик остаются связанными с материнским сообществом звезд.
Приливные силы не только искажают формы галактик, они приводят в движение облака газа и пыли, которые, например, в спиральных системах составляют до 20 процентов их видимой массы. Эти облака, уплотняясь во время действия приливных сил, дают жизнь новым звездам. Процесс рождения небесных тел идет очень быстро. Светимость галактики поэтому за немногие миллионы лет многократно усиливается.
Получается, что космические столкновения не ведут к уничтожению обитателей неба, а служат источником вечной юности космоса, омолаживают его.
В “Антенных” галактиках астрономы смогли рассмотреть детали процесса появления звездных скоплений. “Число шаровидных звездных скоплений, увиденных нами, было поразительным, - отмечает астроном Брад Уитморе из Института орбитального телескопа в Балтиморе. - До сих пор мы думали, что шаровые скопления, как в нашей, так и в других галактиках, состоят из старых звезд. Оказывается, не всегда так. Понимание такого факта должно изменить нашу точку зрения на поздние фазы развития звезд, а также повлияет на определение времени различных небесных событий”.
Космические фонтаны, наблюдаемые у “Антенных” галактик, позволяют более точно определить время их начала, развития и столкновения. Напрашивается такой вывод: столкновения галактик - один из важных факторов в жизни космоса. В прошлом взаимодействующих галактик было много больше, нежели сегодня. Причина, вероятно, в том, что сама Вселенная была гораздо меньше, звездным системам было теснее, и потому они ударялись одна о другую или соприкасались во много раз чаще.
Астрономы сейчас могут с помощью телескопов наблюдать космические события, которые совершились в течение 90 процентов времени всего возраста Вселенной. И это чрезвычайно интересный взгляд в прошлое космоса. Такое возможно в силу постоянства скорости света. Когда астрономы видят изображения самых удаленных объектов, то они видят обитателей, только что родившихся при создании Вселенной.
Образование звезд в ранней Вселенной началось примерно спустя один миллиард лет после первоначального взрыва и через один-два миллиарда лет достигло максимума. Тогда оно шло в десять раз энергичнее, чем ныне мы наблюдаем в нашем Млечном Пути. С тех пор процесс пошел на убыль, и в ближнем к нам космосе рождение звезд - редкость.
Новые открытия укрепляют так называемую иерархическую модель развития. Это означает: вначале сформировались лишь небольшие структуры, которые затем образовывали более крупные соединения. Звездные ассоциации начали сгруппировываться перед тем, как возникли галактики. Из них под действием объединенной силы тяготения составлялись галактические скопления.
Профессор Симон Уайт из астрофизического института в Гарчинге убежден, что рождение галактик было долгим процессом. Он критикует все еще бытующее представление о том, что галактики возникли уже в раннюю пору, при коллапсе огромного первичного облака.
Согласно этим воззрениям, эллиптические галактики должны были возникнуть вскоре после первичного взрыва из газового невращающегося облака. А спустя короткое время образовались массивные звезды, которые затем взорвались как сверхновые. Поскольку “сырьевой” материал - газ - был быстро израсходован, исчезли условия для зарождения новых звезд. Поэтому старая гипотеза считала эллиптические галактики очень древними.
Эти гипотезы еще в семидесятых годах были поставлены под вопрос братьями Аларом и Юрием Тумре (Германия). Они показали, что составленные ими компьютерные программы неизменно рисуют эллиптические галактики, возникающие в результате слияния двух или нескольких спиралей.
Большинство астрономов тогда не обратили особого внимания на выводы, сделанные братьями Тумре. Исключением был Франсуа Швайцер. Он исследовал галактику NGC 7252, находящуюся от нас на расстоянии 300 миллионов световых лет. У нее два больших шлейфа. В центре галактики находится диск, вращающийся в сторону, противоположную движению звезд, расположенных поблизости от диска, но вне его. А звезды, находящиеся на периферии этой галактики, вращаются в ту же сторону, что и центральный диск. Все это Швайцер объяснил тем, что система NGC 7252 - продукт столкновения двух галактик, объединившихся в одну систему примерно миллиард лет назад.
В пользу того, что эллиптические галактики не самые древние системы во Вселенной, говорит также то, что удаленные от нас на миллиарды световых лет галактические скопления составлены преимущественно из спиральных галактик. Ближе к нам расположенные скопления содержат главным образом эллиптические галактики. Некоторые из них относятся к величайшим в космосе. Может быть, в процессе жизни за миллиарды лет они “проглотили” дюжины других галактик?
Новые доказательства о времени зарождения спиральных и эллиптических галактик совсем недавно предложил Стефан Цепф. Он провел анализ снимков отдаленных звездных полей, сделанных телескопом Хаббла, и многих снимков в инфракрасных лучах, полученных наземными телескопами. Вывод: в дальних областях космоса встречаются много реже эллиптические галактики, чем можно было ожидать, если придерживаться старых представлений об их большом возрасте. Цепф сделал вывод: “Или эллипсы позднее возникли и образование в них звезд скрывает от нас большая масса пыли, скопившейся в их окрестностях, или они получили свою форму благодаря слиянию с маленькими галактиками”.
Но не только о прошлом узнают ученые, изучая следы былых соударений. “Антенные” галактики дают нам сегодня представление о том, что может случиться в будущем с Млечным Путем. Сейчас навстречу друг другу мчатся наша звездная система и туманность Андромеды. Их теперь разделяют 2,9 миллиона световых лет, а скорость сближения равна 300 километров в секунду. Что произойдет через три миллиарда лет, можно только гадать: то ли последует удар, то ли галактики близко пролетят мимо друг друга. Для надежного прогноза надо как следует, с большой точностью изучить направление движения обеих галактик. Но даже если не будет столкновения и они всего лишь разминутся на близком расстоянии, взаимное притяжение заставит галактики изменить траектории. Не исключено, что затем они сольются и дадут жизнь новой эллиптической системе.
Это произойдет, когда наше Солнце будет уже умирающей звездой. Но на небосводе над мертвой Землей будут сверкать вновь рожденные шаровые скопления звезд, и, может быть, на какой-то планете возле них найдут приют астрономы, любопытство которых безгранично.
