«Хаббл» предоставил вид с высоты птичьего полета на экосистему галактики Андромеды

Это широкоугольный вид распределения известных галактик-спутников, вращающихся вокруг большой галактики Андромеды (M31), расположенной на расстоянии 2,5 миллионов световых лет. Космический телескоп Хаббл использовался для изучения всей популяции из 36 мини-галактик, обведенных желтым. Андромеда — яркий веретенообразный объект в центре изображения. 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. Автор: NASA, ESA, Alessandro Savino (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI), Akira Fujii DSS2

Расположенная на расстоянии 2,5 миллионов световых лет, величественная галактика Андромеды видна невооруженным глазом как слабый веретенообразный объект примерно углового размера полной Луны. То, чего не видят наблюдатели со стороны, — это рой из почти трех десятков небольших галактик-спутников, кружащихся вокруг галактики Андромеды, словно пчелы вокруг улья.

Эти галактики-спутники представляют собой бурную галактическую «экосистему», которую космический телескоп Хаббл НАСА изучает в беспрецедентных подробностях. Эта амбициозная программа казначейства Хаббла использовала наблюдения с более чем колоссальных 1000 орбит Хаббла.

Оптическая стабильность, четкость и эффективность Хаббла сделали этот амбициозный обзор возможным. Эта работа включала построение точной трехмерной карты всех карликовых галактик, вращающихся вокруг Андромеды, и реконструкцию того, насколько эффективно они формировали новые звезды на протяжении почти 14 миллиардов лет существования Вселенной.

В исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, Хаббл раскрывает заметно отличающуюся экосистему из меньшего числа спутниковых галактик, которые вращаются вокруг нашего Млечного Пути. Это дает криминалистические подсказки относительно того, как наша галактика Млечный Путь и Андромеда развивались по-разному на протяжении миллиардов лет.

Наш Млечный Путь был относительно спокойным. Но похоже, что у Андромеды была более динамичная история, на которую, вероятно, повлияло крупное слияние с другой большой галактикой несколько миллиардов лет назад. Эта встреча, а также тот факт, что Андромеда в два раза массивнее нашего Млечного Пути, могли бы объяснить ее обильную и разнообразную популяцию карликовых галактик.

Обследование всей спутниковой системы Млечного Пути таким всеобъемлющим образом является очень сложной задачей, поскольку мы встроены в нашу галактику. Это также не может быть выполнено для других крупных галактик, поскольку они слишком далеки, чтобы изучать малые галактики-спутники в мельчайших подробностях. Ближайшая галактика сопоставимой массы с Млечным Путем за пределами Андромеды — M81, находящаяся на расстоянии почти 12 миллионов световых лет.

Этот вид с высоты птичьего полета на систему спутников Андромеды позволяет нам расшифровать, что движет эволюцией этих небольших галактик. «Мы видим, что продолжительность, в течение которой спутники могут продолжать формировать новые звезды, на самом деле зависит от того, насколько они массивны и насколько близко они находятся к галактике Андромеды», — сказал ведущий автор Алессандро Савино из Калифорнийского университета в Беркли. «Это четкое указание на то, как рост небольших галактик нарушается влиянием массивной галактики, такой как Андромеда».

«Все, что рассеяно в системе Андромеды, очень асимметрично и возмущено. Похоже, что не так давно произошло что-то значительное», — сказал главный исследователь Дэниел Вайс из Калифорнийского университета в Беркли. «Всегда существует тенденция использовать то, что мы понимаем в нашей собственной галактике, чтобы экстраполировать это более широко на другие галактики во Вселенной».

«Всегда существовали опасения относительно того, применимо ли то, что мы узнаем о Млечном Пути, в более широком смысле к другим галактикам. Или же существует больше разнообразия среди внешних галактик? Имеют ли они схожие свойства? Наша работа показала, что галактики с малой массой в других экосистемах следовали иным эволюционным путям, чем те, которые мы знаем по галактикам-спутникам Млечного Пути».

Например, половина галактик-спутников Андромеды, похоже, ограничены плоскостью, все вращаются в одном направлении. «Это странно. На самом деле, было полной неожиданностью обнаружить спутники в такой конфигурации, и мы до сих пор не до конца понимаем, почему они выглядят именно так», — сказал Вайс.

Самая яркая галактика-компаньон Андромеды — Мессье 32 (M32). Это компактная эллипсоидальная галактика, которая может быть просто остатком ядра более крупной галактики, столкнувшейся с Андромедой несколько миллиардов лет назад. После того, как гравитационно из нее вырвали газ и некоторые звезды, она продолжила движение по своей орбите.

Галактика M32 содержит более старые звезды, но есть свидетельства того, что несколько миллиардов лет назад в ней наблюдался всплеск звездообразования. В дополнение к M32, похоже, в Андромеде есть уникальная популяция карликовых галактик, не наблюдаемых в Млечном Пути. Они сформировали большинство своих звезд очень рано, но затем они не остановились. Они продолжали формировать звезды из резервуара газа с очень низкой скоростью в течение гораздо более длительного времени.

«Звездообразование действительно продолжалось до гораздо более поздних времен, что совсем не то, чего можно было бы ожидать от этих карликовых галактик», — продолжил Савино. «Это не проявляется в компьютерных симуляциях. Пока никто не знает, что с этим делать».

«Мы действительно обнаружили, что в системе спутников Андромеды есть много разнообразия, которое необходимо объяснить», — добавил Вайс. «То, как все объединяется, имеет большое значение для понимания истории этой галактики».

Хаббл предоставляет первый набор изображений, на которых астрономы измеряют движения карликовых галактик. Еще через пять лет Хаббл или космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА смогут получить второй набор наблюдений, что позволит астрономам провести динамическую реконструкцию для всех 36 карликовых галактик, что поможет астрономам перемотать движения всей экосистемы Андромеды на миллиарды лет в прошлое.

Больше информации: Alessandro Savino et al, The Hubble Space Telescope Survey of M31 Satellite Galaxies. IV. Survey Overview and Lifetime Star Formation Histories, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ada24f

Источник: NASA