Панорама галактики Андромеды демонстрирует сотни миллионов звезд

Изображение компаса и шкалы M31 PHAT+PHAST Мозаика Галактика Андромеды, спиральная галактика, простирается по всей ширине. Она наклонена почти ребром к нашему лучу зрения, так что выглядит как крайний овал на боку. Границы галактики неровные, потому что изображение представляет собой мозаику из более мелких квадратных изображений. Внешние края синие, а внутренние две трети желтоватые с ярким центральным ядром. Темные, пылевые нитевидные облака окутывают внешнюю половину диска галактики. На 10 часах меньшая карликовая эллиптическая галактика образует размытое желтое пятно. Острое зрение Хаббла различает около 200 миллионов звезд на изображении. Фон космоса черный. Есть то, что кажется ступеньками к низу, в основном к середине, что указывает на то, что данные не были получены. Интересные регионы включают: (a) Скопления ярких голубых звезд, встроенных в галактику, фоновые галактики, видимые гораздо дальше, и фотобомбардировка парой ярких звезд переднего плана, которые на самом деле находятся внутри нашего Млечного Пути; (b) NGC 206, самое заметное звездное облако в Андромеде, содержащее концентрацию ярких голубых звезд; (c) Молодое скопление голубых новорожденных звезд; (d) Галактика-спутник M32, которая может быть остаточным ядром галактики, которая когда-то столкнулась с Андромедой. Центральное ядро представляет собой желтоватое пятно неразрешенных звезд; (e) Темные пылевые полосы через мириады желтых звезд. Автор: ESA/Hubble Information Centre

За годы, прошедшие после запуска космического телескопа «Хаббл» НАСА, астрономы насчитали более 1 триллиона галактик во Вселенной. Но только одна галактика выделяется как самый важный ближайший звездный остров к нашему Млечному Пути — великолепная галактика Андромеды (Мессье 31). Ее можно увидеть невооруженным глазом в очень ясную осеннюю ночь как слабый сигарообразный объект, примерно равный видимому угловому диаметру нашей Луны.

Без Андромеды как прокси-сервера спиральных галактик во Вселенной в целом астрономы знали бы гораздо меньше о структуре и эволюции нашего Млечного Пути. Это потому, что мы встроены в Млечный Путь. Это как пытаться понять планировку Нью-Йорка, стоя посреди Центрального парка.

«С помощью Хаббла мы можем получить колоссальные сведения о том, что происходит в целостном масштабе по всему диску галактики. Этого невозможно сделать ни с одной другой большой галактикой», — сказал главный исследователь Бен Уильямс из Вашингтонского университета.

Возможности получения четких изображений телескопа Хаббл позволяют различать более 200 миллионов звезд в галактике Андромеда, обнаруживая только звезды ярче нашего Солнца. Они выглядят как песчинки на пляже. Но это только вершина айсберга. Общая численность населения Андромеды оценивается в 1 триллион звезд, а многие менее массивные звезды не попадают под предел чувствительности телескопа Хаббл.

Фотографирование Андромеды было сложнейшей задачей, поскольку эта галактика — гораздо более крупная цель на небе, чем галактики, которые Хаббл регулярно наблюдает, и которые часто находятся в миллиардах световых лет от нас. Полная мозаика была создана в рамках двух программ Хаббла. В общей сложности для этого потребовалось более 1000 орбит Хаббла, охватывающих более десятилетия.

Эта панорама началась с программы Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT) около десяти лет назад. Изображения были получены в ближнем ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах с использованием Advanced Camera for Surveys и Wide Field Camera 3 на борту Hubble для фотографирования северной половины Андромеды.

За этой программой последовал Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury (PHAST), недавно опубликованный в The Astrophysical Journal и возглавляемый Чжо Ченом из Вашингтонского университета, который добавил изображения приблизительно 100 миллионов звезд в южной половине Андромеды. Этот регион структурно уникален и более чувствителен к истории слияния галактики, чем северный диск, отображенный обзором PHAT.

Объединенные программы в совокупности охватывают весь диск Андромеды, который виден почти с ребра — наклонен на 77 градусов относительно вида с Земли. Галактика настолько велика, что мозаика собирается из примерно 600 отдельных полей зрения. Мозаичное изображение состоит как минимум из 2,5 миллиардов пикселей.

Дополнительные программы обзора Хаббла предоставляют информацию о возрасте, обилии тяжелых элементов и звездных массах внутри Андромеды. Это позволит астрономам различать конкурирующие сценарии, в которых Андромеда слилась с одной или несколькими галактиками. Подробные измерения Хаббла ограничивают модели истории слияния Андромеды и эволюции диска.

Галактическая «катастрофа поезда»

Хотя Млечный Путь и Андромеда предположительно сформировались примерно в одно и то же время много миллиардов лет назад, данные наблюдений показывают, что у них очень разная эволюционная история, несмотря на то, что они выросли в одном и том же космологическом районе. Андромеда, по-видимому, более густо заселена молодыми звездами и имеет необычные особенности, такие как когерентные потоки звезд, говорят исследователи. Это означает, что у нее более активная недавняя история звездообразования и взаимодействия, чем у Млечного Пути.

«Андромеда — это крушение поезда. Похоже, что она пережила какое-то событие, которое заставило ее сформировать множество звезд, а затем просто закрылась», — сказал Дэниел Вайс из Калифорнийского университета в Беркли. «Вероятно, это произошло из-за столкновения с другой галактикой по соседству».

Возможным виновником является компактная галактика-спутник Мессье 32, которая напоминает урезанное ядро некогда спиральной галактики, которая могла взаимодействовать с Андромедой в прошлом. Компьютерное моделирование предполагает, что когда близкое столкновение с другой галактикой израсходует весь доступный межзвездный газ, звездообразование затухает.

«Андромеда выглядит как переходный тип галактики, которая находится между спиралью звездообразования и своего рода эллиптической галактикой, в которой доминируют стареющие красные звезды», — сказал Вайс. «Мы можем сказать, что у нее есть этот большой центральный выступ из старых звезд и диск звездообразования, который не так активен, как можно было бы ожидать, учитывая массу галактики».

«Этот подробный взгляд на разделенные звезды поможет нам восстановить историю прошлых слияний и взаимодействий галактики», — добавил Уильямс.

Новые открытия Хаббла поддержат будущие наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба NASA и будущего космического телескопа Нэнси Грейс Роман. По сути, являясь широкоугольной версией Хаббла (с зеркалом того же размера), Роман сделает эквивалент не менее 100 снимков Хаббла высокого разрешения за одну экспозицию. Эти наблюдения дополнят и расширят огромный набор данных Хаббла.

Источник: ESA/Hubble Information Centre