Содержание
Магелланов поток порождает звёзды в Млечном пути
Молодые звёзды на краю нашей Галактики, скорее всего, образованы из вещества, которое сопутствует Магеллановым облакам – двум карликовым галактикам, спутникам Млечного пути
Окраина Галактики – место расположения самых старых её звёзд. Но неожиданно в этом обществе звёздных пенсионеров на расстоянии 28,7 килопарсек от нас астрономы обнаружили небольшое скопление молодых звёзд возрастом около 117 миллионов лет, которые к тому же отличаются по химическому составу от своих соседей. У них существенно меньше металличность (содержание элементов тяжелее водорода и гелия). Это говорит об их внегалактическом происхождении. Но как же они оказались в нашей Галактике?
Положение открытого скопления. Изображение Магелланова потока в радиодиапазоне наложено на изображение Млечного пути в видимом свете (голубая полоса, коричневые сгустки – межзвездные пылевые облака). БМО и ММО – Большое и Малое Магеллановы облака. (David L. Nidever, et al., NRAO/AUI/NSF and Mellinger, LAB Survey)
Скопление Price-Whelan 1 (его звёзды выделены синим цветом).
‹
›
У Млечного пути имеются карликовые галактики-спутники – Большое и Малое Магеллановы облака, расположенные на расстоянии около 160 тысяч световых лет. Они «плавают» в гигантской полосе облаков нейтрального водорода, протянувшейся к южному полюсу нашей Галактики и получившей название «Магелланов поток». Происхождение потока пока неясно. Это либо вещество, оставшееся после образования Магеллановых облаков, либо выброшенное из них при взаимодействии с Млечным путём. Расположен Магелланов поток на орбите, по которой Магеллановы облака обращаются вокруг нашей Галактики. Через 4 миллиарда лет Магеллановы облака столкнутся с Млечным путём и будут поглощены им.
Открытое скопление расположено вблизи Магелланова потока, металличность которого так же низка по сравнению с газом и звёздами на окраине Млечного пути. Поэтому исследователи предположили, что газ из Магелланова потока, прошёл через диск Млечного пути (их относительная скорость порядка сотен километров в секунду). Возникшие при этом силы сопротивления вместе с гравитационными приливными силами сжали газ, приведя к образованию звезд. Со временем новорождённые звезды присоединились к Млечному Пути.
Первооткрыватель скопления, имя которого оно носит, Адриан Прайс-Уилан (Price-Whelan) и его коллеги представили результаты своей работы 8 января на собрании Американского астрономического общества в Гонолулу. Они так же опубликованы в двух статьях в журнале The Astrophysical Journal .
Стоит отметить, что обнаружение скопления, то есть группы связанных в единое целое звёзд, на фоне множества других звёзд представляет собой сложную задачу, решение которой потребовало трудоёмких вычислений. Для работы использовались данные космической обсерватории Gaia, которая измерила расстояния и движения 1,7 миллиардов звезд.
Открытые звёзды позволили более точно измерить расстояние до Магелланова потока. До этого момента астрономы не знали достоверно, как далек Магелланов поток от пересечения Млечного пути. Дело в том, что определение расстояний до облаков газа сложно и неточно, в отличие от звёзд, измерение расстояний до которых – отработанная процедура. Используя полученные данные, исследователи установили, что край Магелланова потока находится на расстоянии 90 000 световых лет от Млечного пути. Это примерно вдвое меньше предыдущих оценок. А ведь если Магелланов поток ближе, то он будет поглощён нашей Галактикой раньше, чем предсказывает текущая модель. Со временем этот газ превратится в новые звезды на диске Млечного Пути.
Измеренные положения и движения звезд скопления позволят астрономам понять детали эволюции Млечного Пути и Магеллановых облаков, в частности, ответить на вопрос, сталкивались ли Магеллановы Облака с нашей Галактикой в прошлом. По информации фонда Саймонса
Немного истории
Первые сведения о странных неподвижных явлениях на ночном небе запечатлены в наскальных рисунках австралийских, новозеландских и полинезийских аборигенов, которые населяли Южное полушарие Земли десятки тысяч лет назад.
В первом тысячелетии до Новой Эры необычные звёздные скопления заинтересовали арабского астронома Ас-Суфи, который обнаружил, что небесные образования не видны с северных территорий Персии.
Знакомству европейцев со спутниками Млечного пути поспособствовало развитие торговли и мореплавания. Начиная с XIX-го века, Магеллановы Облака несколько раз меняли название и классификацию.
Фердинанд Магеллан, чьё имя позже получили Магеллановы облака, использовал «Капские облака» в качестве навигационных ориентиров (1519–1521 гг.). В атласе Иоганна Байера 1603 года меньшее звёздное скопление значилось как «Малая туманность». Португальцы, проплывающие мимо крайней точки Южной Америки, называли БМО и ММО «Облаками Мыса». В трудах Джона Гершеля, исследовавшего звёздное небо южного полушария в 30-хх годах XIX столетия, спутники нашей Галактики описывались как облачные массы света.
Реальная природа соседей Млечного Пути стала доступна изучению астрономов после постройки перуанской обсерватории, оснащённой 24-дюймовым телескопом.
Геометрия
ESOС ВИСТА изображение БМО
Большое Магелланово Облако имеет заметную центральную полосу и спиральный рукав. Кажется, что центральная полоса искривлена, так что восточный и западный концы ближе к Млечному Пути, чем к середине. В 2014 году измерения с космического телескопа Хаббл позволили определить период вращения в 250 миллионов лет.
БМО долгое время считалась плоской галактикой, которая, как можно было предположить, находится на одном расстоянии от Солнечной системы. Однако в 1986 году Колдуэлл и Коулсон нашел это поле Цефеид переменные на северо-востоке лежат ближе к Млечному Пути, чем на юго-западе. С 2001 по 2002 год эта наклонная геометрия подтверждалась тем же способом, красными сгустками звезд, горящими гелием, и на кончике ветви красного гиганта. Все три статьи находят наклон ~ 35 °, в то время как галактика, обращенная лицом к нам, имеет наклон 0 °. Дальнейшая работа над структурой БМО с использованием кинематики углеродных звезд показала, что оба диска БМО толстые. и вспыхнул. Что касается распределения звездные скопления в БМО, Шоммер и другие. измеренные скорости для ~80 кластеров и обнаружил, что система кластеров LMC имеет кинематику, соответствующую кластерам, движущимся в виде диска. Эти результаты были подтверждены Grocholski et al., который рассчитал расстояния до выборки скоплений и показал, что система скоплений распределена в той же плоскости, что и звезды поля.
Появление названия
С давних пор это скопление, именовавшееся Капскими облаками, служило путеводным ориентиром для отважных мореплавателей. Свое современное название оно получило еще в начале XVI века, после описания, сделанного спутником первого кругосветного путешественника Фернана Магеллана, – его бессменным летописцем Антонио Пифагетта. После возвращения экспедиции в Европу именно он предложил увековечить имя уже погибшего к тому времени исследователя, отдав дань памяти о нем.
Структура системы
Первоначально считалось, что этой карликовой галактике присуща неправильная форма, так как после своего формирования ей не удалось создать спиральную или эллиптическую структуру. Такое явление не редкость, оно объясняется юным возрастом образования, низкой плотностью его материи или влиянием более крупной галактики, мешающей созданию строгой системы. Последующие наблюдения определили симбиоз Малого и Большого Магеллановых Облаков, отнесенный в особую категорию спиральных галактик, имеющих перемычку. В астрономии она обозначается SBm.
Общие свойства
Магелланов поток в радиодиапазоне
Облако не так компактно заполнили звезды, как нашу Галактику, их количество составило 1,5 млрд. объектов. ММО (Малое Магелланово Облако) является третьим по расстоянию от Млечного Пути его спутником. Прекрасные возможности для наблюдения системы в ночном небе объясняются высоким значением видимой звездной величины – 2,2. Два Облака, Большое и Малое, имеют общую водородную оболочку, в которой процентное соотношение этого газа выше, чем в нашей системе. Между собой они соединены перемычкой, которую назвали Магелланов Мост. Через этот газовый поток более крупное образование перетянуло некоторые объекты из соседней галактики.
Размером Малое Облако вдвое проигрывает Большому собрату, его диаметр – 14 тыс. световых лет. В скоплении до сих пор еще не окончен процесс звездообразования, хотя ограниченное количество свободного газа делает его менее интенсивным, чем в период зарождения ММО. Юные звездные скопления включают горячие светила, превосходящие по яркости наше Солнце в 300 тыс. раз.
Объекты ММО
Туманность N81
Наблюдение за вновь образовавшимися объектами с переменным блеском, цефедами, обнаруженными в ММО, стали основой самого достоверного метода вычисления расстояний до космических тел. Большой интерес вызывают только формирующиеся скопления, наблюдаемые в этой карликовой галактике. Туманность N81 стала местом, подарившим жизнь, нескольким массивным звездам. Такое рождение всегда сопровождается ореолом светящегося газа и выбросом энергии. Более совершенные сегодня телескопы позволяют наблюдать за подобными процессами, происходящими на расстоянии, насчитывающем 200 тыс. световых лет.
Есть основания думать, что в скоплении Малое Магелланово Облако находится уникальная звезда Вольфа – Райе, переживающая финальный этап своей космической жизни. Через некоторое время она вспыхнет как сверхновая. Несмотря на тесную связь между Облаками, типы их звезд имеют серьезные расхождения, так как они образовались в различные периоды существования галактик. Это один из серьезных аргументов в пользу теории о том, что в начале своей истории Магеллановы Облака не были соединены гравитацией.
Интересные факты
Магеллановы облака над телескопами на плато Паранал, Чили
По версии ученых соединение двух карликовых галактик – Большого и Малого Облака – произошло почти 300 млн. лет назад. От этого столкновения значительно пострадало ММО – оно лишилось 5% своих звезд. Изучению космических объектов, наполняющих эту маленькую галактику, не препятствует эффект поглощения света, поэтому постичь загадки ее звезд проще, чем наших собственных. Системе Магеллановых Облаков земные ученые пророчат печальное будущее: через 4 млрд. лет ее поглотит Млечный Путь и она прекратит свое существование. Наблюдать за ММО в Северном полушарии невозможно, чтобы его увидеть, необходимо пересечь экватор.
Книги автора
Лем Станислав Маска
Первая публикация в газете — Kultura (Warszawa), 1974, № 37–38; книжная публикация в сборнике «Маска» — Lem S. Maska. Krakow: Wydawnicto Literackie, 1976.
Первая публикация на русском языке (в переводе И. Левшина): журнал «Химия и жизнь», 1976, № 7–9. Первое книжное издание в сборнике: Лем С. Маска. М.: Наука, 1990.
Повесть переведена на пять языков.
Лем Станислав Из воспоминаний Ийона Тихого
В книге представлен полный цикл рассказов «Из воспоминаний Ийона Тихого»: одноименная новелла в 5-ти частях и рассказы: «Клиника доктора Влипердиуса», «Доктор Диагор», «СПАСЕМ КОСМОС! (Открытое письмо Ийона Тихого)», «Профессор А. Донда».
Лем Станислав Осмотр на месте
Станислав Лем. Автор произведений-легенд, на которых выросли поколения поклонников научной фантастики, – «Соляриса», «Эдема», «Звездных дневников Ийона Тихого» – и множества других.
Лем Станислав Мир на Земле
В этот раз футуристическая сатира Лема посылает неустрашимого путешественника Ийона Тихого – героя «Футурологического конгресса» на Луну, которая захвачена умными эволюционирующими боевыми машинами.
Оружие запрещено на Земле, поэтому роботизированные армиии всех стран самостоятельно развивают «Гонку Вооружений» на Луне. Правительства Земли обеспокоены тем, что машины могут начать вторжение на родительскую планету, и неуничтожимый Ийон и несколько радиоуправляемых роботов отправляются на разведку…
Лем Станислав Звездные дневники Ийона Тихого
Когда реальность вокруг рвется, словно гнилая простыня, когда тысячи солнц взрываются вам в лицо, когда отрывая взгляд от страницы вы задаете себе вопрос – не начался ли ужетот самый Конец Света… это означает лишь то, что вы уже начали читать «Дневники». «Похоже, на свете не осталось ни одной интеллектуальной доктрины, которую не перевернул бы великий Лем» – писала лондонская «Нью-Бук ревю». «Вы можете предстваить себе философию Хайдеггера, изложенную с легкостью Марка Твена?» – вторила ей нью-йоркская»Виллидж Войс».
«Займите кресло рядом с пилотом, – произнес Ийон Тихий,– мы отправляемся».
Лем Станислав Лунная ночь
Лем Станислав Существуете ли вы, мистер Джонс?
Лем Станислав Сказки роботов
Станислав Лем – всемирно известный польский писатель и философ. Его произведения, еще при жизни автора ставшие классикой, пользуются неизменной любовью читателей всех поколений.
Лем Станислав Рассказы о пилоте Пирксе
Сборник «Рассказы о пилоте Пирксе» – одна из жемчужин творческого наследия Станислава Лема. История приключений героя, поначалу – курсанта, а потом – уже опытного космического пилота, восхищает читателей не только сюжетным многообразием и увлекательностью, но и фирменным «лемовским» юмором и тонким, неожиданным философским подтекстом…
Лем Станислав Рукопись, найденная в ванне
Станислав Лем автор произведений-легенд, на которых выросли поколения поклонников научной фантастики, – «Соляриса», «Эдема», «Звездных дневников Ийона Тихого» – и множества других.
Лем Станислав Вторжение с Альдебарана
Объекты
В 1987 году в Большом Магеллановом Облаке вспыхнула сверхновая SN 1987A. Это ближайшая к нам сверхновая со времён SN 1604. В БМО находится известный очаг активного звёздообразования протяжённостью в 700 световых лет — туманность Тарантул.
Самая яркая звезда галактики — S Золотой Рыбы (лат. S Doradus). Это гипергигант, одна из самых ярких звёзд, известных науке, по светимости она превосходит наше Солнце в 500 000 раз. Звезда является прототипом для переменных звёзд, классифицируемых по типу S Золотой Рыбы (S Dor).
Самая массивная звезда БМО — R136a1, расположенная в компактном звёздном скоплении R136. Это голубой гипергигант, имеющий массу, равную265 массам Солнца. Температура поверхности звезды составляет более 40 000 кельвинов, она в несколько миллионов раз ярче Солнца. Подобные сверхтяжёлые звёзды исключительно редки и образуются только в очень плотных звёздных скоплениях.
Крупнейшая звезда галактики — WOH G64 — является также одной из крупнейших, известных науке. Её радиус составляет приблизительно 1540 радиусов Солнца. ЕслиWOH G64 поместить в центре Солнечной системы, то поверхность достигнет орбиты Сатурна. Звезда также окружена плотным тором из пыли и газа.
Материалы по теме
Созвездие Золотая Рыба 
Катаклизмы, сопровождающие конец жизненного цикла звезд, нередкое явление в туманности. Такой выброс энергии астрономы зафиксировали в 1987 году – это была самая близкая к Земле вспышка из всех отмеченных. Центральная часть «Тарантула» известна находящимся здесь уникальным объектом, названным R131a1. Он представлен массивнейшей из изученных звезд, которая превосходит Солнце по весу в 265 раз, а по световому потоку – в 10 млн. раз.
Одна из уникальных звезд Большого Магелланова Облака стала родоначальницей отдельного класса светил. S Золотой Рыбы – гипергигант, довольно редкий, имеющий огромную массу и светимость, существующий непродолжительный срок. Его имя использовалось для названия класса голубых переменных звезд. Излучаемый им световой поток превосходит солнечный в 500 тыс. раз. Кроме перечисленных голубых гигантов, необходимо выделить крупнейшую звезду БМО WHO G64. Это красный сверхгигант, его температура невысока – 3200 K, радиус равен 1540 радиусов нашего светила, а яркость – выше в 280 тыс. раз.
Расстояние
Положение Большого Магелланова Облака относительно Млечный Путь и другие галактики-спутники
Расстояние до LMC рассчитано с использованием стандартные свечи; Цефеид переменные являются одними из самых популярных. Было показано, что они имеют взаимосвязь между их абсолютной яркостью и периодом, в течение которого их яркость изменяется. Однако переменную металличности, возможно, также следует принять как компонент этого, поскольку консенсус в том, что это, вероятно, влияет на их отношения период-светимость. К сожалению, те, что в Млечном Пути, которые обычно используются для калибровки соотношения, более богаты металлами, чем те, что находятся в БМО.
Современное Оптические телескопы 8-метрового класса обнаружили затмевающие двоичные файлы на протяжении Местная группа. Параметры этих систем могут быть измерены без допущений массы или состава. В легкое эхо из сверхновая 1987A также являются геометрическими измерениями, без каких-либо звездных моделей или предположений.
В 2006 году абсолютная светимость цефеид была перекалибрована с использованием переменных цефеид в галактике. Мессье 106 которые охватывают диапазон металличностей. Используя эту улучшенную калибровку, они находят абсолютный модуль расстояния из (м−M)=18.41{displaystyle (m-M) _ {0} = 18,41}, или 48 кпк (~ 157 000 световых лет). Это расстояние подтверждено другими авторами.
Путем взаимной корреляции различных методов измерения можно ограничить расстояние; остаточные ошибки теперь меньше, чем расчетные параметры размера LMC.
Результаты исследования с использованием затменных двойных систем позднего типа для более точного определения расстояния были опубликованы в научном журнале. Природа в марте 2013 года. Было получено расстояние 49.97 кпк (163 000 световых лет) с точностью 2.2%.
Виды и классификация
Галактика не имеет чётких границ, поэтому точно понять, где они заканчиваются, и начинается межгалактическое пространство невозможно. В самой космической системе имеются планеты, туманности, звёзды, звёздные скопления. Но они есть и вокруг систем. Учёные различают следующие формы космических систем:
-
Эллиптическая.
Эллиптический звёздный остров относятся к первому классу. Его особенностью является отсутствие рукавов, диска, центрального ядра. По большому счёту он является балджем огромного размера, состоящим из галактической сферы неправильной (вытянутой) или идеально круглой, шарообразной формы. Звёздный состав эллиптических систем включает старых красных гигантов или красных, жёлтых карликов. Массивных, активных светил в них нет или они крайне редки. В список галактик эллипсоидной формы входит М87, расположенная на расстоянии в 53,5 млн световых лет от Земли. -
Линзовидная.
Является промежуточным звеном между спиральными и эллиптическими звёздными островами. У астрономов существует версия, что линзовидная галактика образовалась из спиральной, у которой слились рукава, а потенциал звездообразования закончился. У неё имеется массивное ядро, распластанные газовый и звёздный диски. Внешне напоминает двояковыпуклую линзу из-за контраста плоских дисков и объёмного, выступающего балджа. Состоит из старых звёзд, чёрных дыр, маленьких зрелых светил остатков сверхновых звёзд, галактической пыли. Одна из подобных космических систем под названием Веретено располагается от Земли на расстоянии в 45 млн световых лет. - С перемычкой.
Система округлой формы, которую посередине пересекает яркая перемычка, состоящая из звёзд и межзвёздного газа. Рукава идут от краёв этой перемычки (бара). Галактика с перемычкой очень схожа со спиральной. Основное их отличие в том, что спирали начинаются от бара, а не от ядра. Примером является NGC 1300, расположенная в 60 млн световых лет от нашей планеты. -
Спиральная.
В классическом варианте спиральная галактика – это активно вращающийся звёздный остров в виде эллипса, в котором от балджа отходят рукава в виде закрученных спиралей. У большинства таких космических объектов есть перемычки. В рукавах активно образуются молодые звёзды из-за большого содержания там свободной видимой материи. Список галактик в виде спирали обширен. Такие системы составляют 55% от всего количества звёздных островов во Вселенной.
Интересным фактом является то, что у них немного рукавов. Спираль закручивается не очень туго, звёзды свободно перемещаются из одной её части в другую. Почему рукава не закручиваются больше ещё не известно. Одной из версий является то, что спираль закручивается под влиянием волн плотности, сжимающие пылевые и газовые облака, попадающие в галактические рукава. В результате активируется образование звёзд, в основном массивных и ярких, жизненный срок которых составляет несколько миллионов лет. При этом они находятся практически всегда в фиксированном положении, что обеспечивает стабильность спиралей.
Но эта гипотеза так и остаётся предположением без доказательств, потому что длительное изучение развития галактических систем невозможно из-за их сложной структуры. Самая известная галактика, относящаяся к этому типу – Млечный Путь. -
Неправильная.
Очень редкая разновидность звёздных островков. Состоит из газа, пыли, звёздных скоплений, но в них отсутствуют основные структурные элементы, такие как балдж, рукава. По структуре и внешнему виду неправильная галактика похожа на рваные облака. Такой формой она часто обязана воздействию гравитационных полей. Но иногда приобретает рваный вид сама по себе.
Интересными, с точки зрения, астрономии является карликовая неправильная галактика. Она наполнена газом – необходимым элементом для образования новых звёзд. В ней мало металлов и они очень компактные по размеру. Всё это в совокупности создаёт оптимальные условия для зарождения ярких, огромных звёзд, которые очень быстро гаснут. К неправильной системе относится NGC 4449, располагающаяся 12 млн световых лет от Земли.
Бар (перемычка) проходит от внутренних концов спиральных ветвей (голубые) к центру галактики. NGC 1300.
Планета Земля входит в Млечный Путь, это спиральная галактика с перемычкой. Включает более 150 млрд звёзд, световой луч с одной стороны Млечного Пути до другого проходит за сотню тысяч лет. Солнечная система располагается на краю нашей галактики. Расстояние от Солнца до ядра Млечного Пути составляет 30 000 световых лет.
Особенности строения неправильных галактик
Неправильные галактики – общее название для совершенно разных космических образований, не вписывающихся в последовательность Хаббла.
В отличие от эллиптических или спиральных галактик, имеющих четкую структуру, неправильные галактики никакой четко выраженной структуры не имеют. Они не обладают ни диском (спиральные галактики), ни однородностью структуры (эллиптические галактики), не имеют ярко выраженного галактического ядра, рукавов и т.п., зато почти всегда наличествует нескольких очагов звездообразования.
Слева неправильная галактика NGC 1569, а справа спиральная M31. Как говорится – найди три отличия
В процентном отношении неправильные галактики составляют примерно четверть от общего числа галактик во Вселенной. Совершенно очевидно, что некоторые неправильные галактики в прошлом имели вполне традиционную форму спиральных или эллиптических, но были деформированы под гравитационным воздействием других галактик.
Большинство неправильных галактик имеют совсем небольшой размер: с диаметром 1,5—3 кпс и умеренной или малой светимостью. Масса наиболее крупных из них едва ли достигает 1/10 массы Млечного пути. Из-за своих небольших размеров они больше подвержены влиянию окружающей среды, в том числе столкновению с большими галактиками и межгалактическими облаками космической пыли.
Упрощенная схема классификации галактик по Хабблу. Неправильные (или иррегулярные галактики (Irr)) стоят особняком
Интересные факты
Магеллановы облака над телескопами на плато Паранал, Чили
По версии ученых соединение двух карликовых галактик – Большого и Малого Облака – произошло почти 300 млн. лет назад. От этого столкновения значительно пострадало ММО – оно лишилось 5% своих звезд. Изучению космических объектов, наполняющих эту маленькую галактику, не препятствует эффект поглощения света, поэтому постичь загадки ее звезд проще, чем наших собственных. Системе Магеллановых Облаков земные ученые пророчат печальное будущее: через 4 млрд. лет ее поглотит Млечный Путь и она прекратит свое существование. Наблюдать за ММО в Северном полушарии невозможно, чтобы его увидеть, необходимо пересечь экватор.
Материалы по теме
Катаклизмы, сопровождающие конец жизненного цикла звезд, нередкое явление в туманности. Такой выброс энергии астрономы зафиксировали в 1987 году – это была самая близкая к Земле вспышка из всех отмеченных. известна находящимся здесь уникальным объектом, названным R131a1. Он представлен массивнейшей из изученных звезд, которая превосходит Солнце по весу в 265 раз, а по световому потоку – в 10 млн. раз.
Одна из уникальных звезд Большого Магелланова Облака стала родоначальницей отдельного класса светил. S Золотой Рыбы – гипергигант, довольно редкий, имеющий огромную массу и светимость, существующий непродолжительный срок. Его имя использовалось для названия класса голубых переменных звезд. Излучаемый им световой поток превосходит солнечный в 500 тыс. раз. Кроме перечисленных голубых гигантов, необходимо выделить крупнейшую звезду БМО WHO G64. Это красный сверхгигант, его температура невысока – 3200 K, радиус равен 1540 радиусов нашего светила, а яркость – выше в 280 тыс. раз.
