Серия «Вселенная и Человек»

Вид спиральной галактики во многом зависит от того, под каким углом мы на неё смотрим. Для эллиптических галактик такой разницы нет — всё равно, с какой стороны смотреть на шар. Но спиральная галактика по сути представляет собой диск, толщина которого плавно сходит на нет к его краям, а в середине этого диска есть некоторое вздутие — балдж — словно кабина летающей тарелки. Нет лучшей аллегории для спиральной галактики, чем "летающая тарелка", ведь и - плоская, как десертная тарелка, и - летает, причем, быстрее всех других физических образований нашей Вселенной.

Но, астрономы уже успели напридумывать для галактик странных имен. Впрочем, надо же было их как-то называть — каталожные номера безлики, и превращают астрономию (самую романтическую и возвышенную из наук) в бухгалтерксий учет. Астрономы, как могут, противостоят такому подходу, и по сей день выдумывают для небесных объектов оригинальные названия, одно другого остроумнее.

Галактика "Игла" была открыта Уильямом Гершелем в 1785 году, и никаких тогда каталогов, кроме каталога Мессье, в ходу не было. Гершель как раз составлял следующий. Разумеется, ни о каких галактиках тогда речи быть не могло — все, непохожие на планеты, звезды и скопления звезд, объекты астрономы относили к туманностям. Это тоже было отнесено к ним, и названо "Туманность Игла" — за продолговатый и исключительно тонкий, если не сказать — острый, внешний вид объекта. Какой номер был ему присвоен, это сейчас выяснить трудно, потому что каталог Уильяма Гершеля широкого распространения не получил. Столетие спустя объекту был присвоен номер 4565 в Новом Общем Каталоге, с пометкой "Игла". Номер мало кто помнит, а название "Игла" практически для каждого астронома поднимает из архивов памяти образ космического объекта, о котором идет речь — ни с чем другим его не перепутаешь.

Галактика "Игла" необыкновенно красива. Есть в её облике и изящество, гармоничность формы, и грандиозность космического масштаба, легкая иррациональность, выраженная легким изгибом краев, и хаотичность фактуры пылевого наполнения, расчерчивающая галактику вдоль диаметра небрежными линиями. Этот звездный остров, хоть и достаточно далек от нас, но доступен в любительские телескопы средней силы. Квалифицированные астрофотографы с удовольствием фотографируют "Иглу" и получают очень детальные снимки. Видеоролик в начале статьи сделан на основе любительского снимка этой галактики. Её сфотографировала итальянская любительница астрономии Николетта Гарньера 5 мая 2024 года. Это совсем свежий снимок. В сети можно отыскать еще множество изображений галактики NGC 4565, среди которых есть совершенно поразительные — от крупнейших телескопов Земли и Космоса. Орбитальный телескоп имени Хаббла тоже на эту галактику смотрел.

Столько внимания приковано к этой галактике не случайно. Её уникальная ориентация позволяет изучать спиральные ветви с редкого ракурса.. Существует не так много галактик, видимых точно с ребра. Даже знаменитая "Сомбреро" (тоже веселое название) на самом деле не столь точно ребром к нам ориентирована. Трудно было бы найти другую галактику, в системе координат которой наш Млечный путь попадал бы строго в галактический экватор... Да! Если переместиться в эту галактику, то окажется, что наша галактика для её жителей будет располагаться строго на линии их галактического экватора. Правда, это же обстоятельство сделает Млечный путь невидимым для большинства её наблюдателей — мы окажемся скрытыми за многочисленными пылевыми облаками, коих в галактике "Игле" предостаточно.

В это же самое время, в нашем небе "Игла" располагается практически точно в направлении галактического полюса Млечного пути. Это означает, что оттуда мы видны идеально плашмя.

Вот такая у нас невзаимность. Мы развернуты к Игле всей плоскостью, а она показывает нам лишь своё единственное ребро.

Галактический полюс Млечного пути расположен в пределах созвездия Волос Вероники. Именно в нем и находится галактика "Игла" — на расстоянии 56 миллионов световых лет. Долгое время расстояние до неё оценивалось в 40 миллионов световых лет, но потом оказалось, что "Игла" в полтора раза дальше, а следовательно заметно больше в линейных размерах и существенно ярче по абсолютной светимости. И последнее обстоятельство делает "Иглу" самой яркой галактикой среди относительно близких к нам звёздных городов.

Что подразумевается, когда говорится о необычно высокой яркости галактики "Игла"?

Ведь, увидеть её можно лишь в телескоп, да при том — не самый дешевый.

Астрономы разделяют понятия видимой яркости и светимости. Видимая яркость очень относительна. Всякая звезда, или галактика (являющаяся по сути скоплением большого количества звезд) может быть очень яркой, если находится поблизости, но может оказаться совершенно невидима с очень большого расстояния. Но светимость — некоторое абсолютное свойство, говорящее о том, сколько света во Вселенную испускает тот или иной источник. И чтобы сравнивать по абсолютной яркости — звезды, или галактики — не столь важно, что именно — необходимо поместить объекты сравнения в идентичные условия. Давайте проделаем такой фокус.

По видимой яркости на нашем небе (среди спиральных галактик) лидирует Галактика Андромеды. Она имеет интегральный блеск 3,5m. То есть сравнима по блеску с звездой 3-4 звездной величины.

Галактика "Игла" имеет видимую яркость 9,5m — на 6 звездных величин слабее Галактики Андромеды. Но она в 22 раза дальше.

Из физики (оптики) нам известно, что яркость объекта убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. То есть, приближая "Иглу" на расстояние Галактики Андромеды (ставя её в те же условия) мы бы увидели как она поярчала в 22 в квадрате раз = 484 раза (почти в 500 раз).

Но сколько это звёздных величин?

Перепад яркости в 1 звездную величину равен 2,5 раза. Сколько таких перепадов в 500-кратном различии — эта задача решается через логарифмирование и соответствует разнице в 7 звездных величин. Из этого следует, что оказавшись на месте Галактики Андромеда, "Игла" была бы на половину звездной величины ярче... как говорится, хорошо, но мало — что такое "половина звёздной величины"? — на глаз не всякий заметит разницу.

Тут мы вспоминаем, что "Игла", хоть и оказалась заметно ближе (в этом мысленном эксперименте), но по прежнему демонстрирует нам свое узкое запыленное ребро. А что будет если мы развернём её на 12,5 градусов, чтобы она была видна под тем же углом, как и Галактика Андромеды? И вдруг окажется, что нашему взору откроются светящиеся пространства "Иглы" в несколько раз более широкие, что еще в несколько раз повысит её видимую яркость (сейчас-то она — как кольцо Сатурна при исчезновении — почти невидима, а всё еще какая яркая!). И в итоге галактика "Игла" окажется по меньше мере на пару-тройку звездных величин ярче Галактики Андромеды. Её яркость на земном небе оказалась бы примерно 1m, будь галактика NGC 4565 в совершенно тех же условиях, как Галактика Андромеды (относительно наблюдателя, расположенного в Галактике Млечный путь).

При этом, по размерам и массе "Игла" вполне соответствует Млечному пути. И содержит столько же шаровых звездных скоплений — как-будто типичная спиральная галактика, только очень и очень яркая.

Что является причиной такой высокой светимости "Иглы"?

Прежде всего бурное звёздообразование, которое уже породило огромное количество ярких звезд-гигантов и несчетное количество молодых звезд средних масс. Причиной резкого всплеска рождения молодых звезд является поглощение небольшой галактики, неосторожно проплывавшей мимо "Иглы" от 300 до 500 млн.лет назад. Это "читается" по характерному искривлению плоскости диска галактики. Поглощение привнесло некоторое количество хаоса в размеренное движение звезд по их орбитам, и пробудило сверхмассивную черную дыру в ядре. И с тех пор ядро галактики NGC 4565 проявляет довольно высокою активность, что дает основания причислять галактику "Игла" к Сейфертовским галактикам (американский астроном Карл Сейферт положил начало изучения галактик с активными ядрами, и теперь этот класс носит его имя).

Хотелось надеяться, что с течением времени последствия слияния нивелируются, активность ядра угаснет, и галактика "Игла" сменит стиль жизни на менее расточительный. Но уже сейчас назревает новое слияние — к галактике NGC 4565 стремительно приближается карликовая галактика IC 3571, которая непременно повторит судьбу своей предшественницы.

Карликовая галактика IC 3571, которая обречена на слияние с Галактикой NGC 4565 в самой ближайшей перспективе. Это маленькое звездное облачко хорошо заметно на фотографии Николетты Гарньера, угадывается на историческом снимке Исаака Робертса, и присутствует даже на зарисовке Джона Гершеля, хотя официально эта галактика была открыта лишь в 1903 года немецким астрономом Максом Вольфом

Эти метагалактические просторы астрономы именуют как "Coma I" или галактическое облако "Волосы Вероники I". Это некоторый аналог Местной Группы Галактик, возглавляемой Галактикой Андромеды и Млечным Путем. Только там другие лидеры — спиральная галактика NGC 4274, эллиптическая галактика NGC 4278 и наша "Игла" — NGC 4565, а кроме того — еще пара десятков вполне солидных галактик, которые всем своим галактическим роем прямо сейчас вливаются в скопление Девы, совершая слияние более высокого порядка. Оказывается, сливаются между собой не только галактики, но и целые их скопления. Это гораздо более медленный и величественный процесс, таймлапс которого можно было бы заснять делая 1 кадр в миллион лет. Прокручивать же полученный ролик пришлось бы с умопомрачительным ускорением тока времени, в котором миллиард лет пронесся бы менее чем за минуту.

Чаще всего на поражающих воображение фотографиях, сделанных орбитальными телескопами, фигурируют спиральные галактики (если телескоп фотографирует что-то космологически далекое от нас). Спиральные галактики красивы, фактурны - в них прослеживается интересная структурность и детализация, они разноцветны - есть на что посмотреть. Да мы и сами живем практически в образцовой спиральной галактике, поэтому наши симпатии к подобным вселенским конструкциям понятны, а может быть даже подсознательны и очень глубоки в нас.

Но мир галактик не исчерпывается только звездными городами со спиральной архитектурой. Есть не менее многочисленный и не менее впечатляющий класс эллиптических галактик. Но поблизости от нас таких немного. Чаще всего мы даже путаем их с теми несчастными бедолагами, которые при неосторожном взаимодействии с более крупными и сильными жителями Вселенной лишились своих спиральных ветвей, обнажив беззащитный балдж. Яркий тому пример - спутники Галактики Андромеды, долгое время считавшиеся карликовыми эллиптическими галактиками, но теперь мы знаем, что перед нами разоренные спиральные галактики небольшого размера, не устоявшие перед гравитацией более крупной галактики.

Пришло время посмотреть на истинную эллиптическую галактику, чтобы понять, что представляет собой эта разновидность вселенских островов из триллионов звезд.

Снимок одной из очень крупных эллиптических галактик сделал космический телескоп имени Хаббла. Фотография была опубликована два года назад - 13 мая 2022 года. Правда, сейчас этот снимок переживает новый всплеск популярности.

Галактика с каталожным номером UGC 10143 (или - PGC 56784) расположена в созвездии Змеи. Змея - уникальное созвездие - единственное на звездной карте, разделенное на части - голову и хвост. Данная галактика находится в "Голове Змеи", на продолжении жала, выступающего из разинутой пасти небесного пресмыкающегося. Она очень далека от нас - почти 500 миллионов световых лет расстояние до этого огромного звёздного города. Но не только до него - до целого скопления галактик, в центральной части которого она оказалась, как можно догадаться, не случайно. Галактика UGC 10143 - не просто звездный город, она - столица целой метагалактической республики, которую астрономы нарекли Abell 2147. Это скопление, насчитывающее несколько десятков галактик среднего и небольшого размера, в свою очередь, погружено в середину сверхскопления Геркулеса, и вероятнее всего является его ядром. Само оно удаляется от нас со скоростью около 10 тысяч километров в секунду - это как раз то самое космологическое разбегание галактик. Но члены скопления, напротив, стягиваются друг к другу - сближаются, и в перспективе многие из них сольются в нечто очень большое.

Судя по всему, центром тяжести скопления галактик Abell 2147, а может быть даже всего сверхскопления Геркулеса, является грандиозная эллиптическая галактика UGC 10143, о которой наш сегодняшний разговор.

Нетрудно догадаться, что эта галактика сама является результатом множества галактических слияний - не случайно она столь огромна. Она представляет собой сферу из звезд, в два раза превышающую поперечник галактики Андромеды. Но если галактика Андромеды - это в первую очередь тонкий диск из звезд, то галактика UGC 10143 - в первом приближении шар (точнее - эллипсоид вращения), и понятно, что её объем плотно населенный звездами, словно одно большое шаровое звёздное скопление, содержит в сотни или тысячи раз больше светил, чем любая из соразмерных с ней спиральных галактик. А сколько всего в ней звезд - сотни триллионов или квинтиллион звёзд? - этого астрономы пока еще не знают.

Все эти бесчисленные звезды достались галактике UGC 10143 от её предшественниц, которые слились между собой в далеком прошлом, и образовали вот такой исполинский звездный мегаполис. Среди тех галактик наверняка были и спиральные. Но в итоге все собралось в одну эллиптическую. И сам собой возникает вопрос: "В будущем все спиральные галактики обречены превратиться в эллиптические, утратив свои спиральные структуры?"

По всей видимости - да.

Спиральные галактики - молодые вселенские структуры. Они могут быть небольших или средних размеров. Вся их молодость заключена в спиральных ветвях - там преимущественно горят голубые новорожденные звезды, и на всех фотографиях спиральные ветви имеют белый или сине-голубой оттенок. Ядро и балдж спиральных галактик желтоватые или даже красно-оранжевые - там преимущественно живут старые звезды. По сути своей, когда галактика теряет свои спиральные ветви, от неё остается лишь ядро и балдж (сфероидальное уплотнение вокруг ядра), а это и есть основа эллиптической галактики.

Но куда же деваются спиральные ветви?

Существует несколько механизмов их потери.

Самый простой и понятный, это - слияние галактик. Уже само сближение массивных звездных островов вносит хаос в их симметрию, разрушает гармоничную динамику вращения звёздного диска. Часть звезд из ветвей начинает падать на ядро, а другие устремляются вдаль от него, и навсегда покидают окрестности своей галактики, в которой родились. Слияния и даже просто сближение галактик всегда сопровождаются значительным рассеянием населения спиральных ветвей. Но звезды галактического ядра и балджа как правило очень хорошо скреплены взаимной гравитацией - они там ближе друг к другу, и связь их прочнее - они не разбегаются. Поэтому, после слияния, ядра галактик и их балджи могут уцелеть, объединиться. А оставшемуся населению разрушенных спиральных ветвей ничего не остается, как влиться в этот звездный шар.

Второй механизм не подразумевает слияния сам по себе. Достаточно одной спиральной галактики, но с пробужденной сверхмассивной черной дырой в её центре, чтобы избавиться от спиральных ветвей. Дело в том, что галактический диск состоит не только из звезд. Значительную часть его массы составляет межзвездный газ. Он кажется прозрачным - как-будто невесомым. Но это не так. Масса газовой составляющей может превосходить звездную, или как минимум равняться ей. Потому что почти в каждой спиральной галактике в настоящую эпоху скрыт потенциал звёздообразования сравнимый с тем, что уже реализовалось в виде сияющих в ней звезд. Вот, сколько в галактике уже зажглось светил, еще столько же может с течением времени образоваться из наполняющего её спиральные ветви межзвездного газа... если только он куда-нибудь не денется...

А как он может пропасть?

Благодаря активности сверхмассивной черной дыры, которая пробудилась, начала поглощать газ и даже неосторожные звезды в своих окрестностях, разрывая их перед этим. А то, что в неё по каким-то причинам не попало, выбрасывать в виде звёздного ветра во все (или - некоторые) стороны, причем настолько интенсивно, что этот поток излучения и плазмы из ядра галактики буквально выдувает водород из галактического диска и гало.

Казалось бы, как можно выдуть столько газа, масса которого сравнима с массой звезд галактического диска? Ведь звезды не выдуваются...

Не забываем, что галактика вращается, и достаточно небольшого импульса, чтобы газовой составляющей пришлось покинуть свою устойчивую орбиту. А звезды не выдуваются, потому что они в галактических масштабах практически точечные - парусность у них нулевая.

И вот тогда, когда водород в галактике иссяк, вдруг выясняется, что равномерное и устойчивое вращение звездного галактического диска - и спиральных ветвей в его составе - поддерживать уже больше нечем. Масса газовой составляющей была слагаемым равновесия, без которой оставшиеся звезды частично выгорают от старости, а частично уходят вдаль от ядра, покидая пределы его гравитационного влияния (или, как альтернативный вариант, - падают на ядро, вливаясь в него).

Как говаривал один старый Джедай:

"Не дай Бог Вам родиться в галактике с активной черной дырой в ядре!"

Ну, а о банальном галактическом каннибализме, когда проходящая мимо массивная галактика просто забирает себе спиральные ветви меньшей по размеру и массе галактики, мы уже много раз говорили.

В итоге, рано или поздно, большинство спиральных галактик проэволюционируют в эллиптические - либо сбросят ветви, либо сольются.

Занятно, как одновременно во Вселенной работают два противоречивых механизма - разбегание галактик, и слияние галактик в нечто более крупное, чем привычный для нас звездный город. Результатом таких разнонаправленных тенденций станут огромные галактики-шары, из которых другие галактики в некоторый момент перестанут быть наблюдаемыми. И их жители (если таковые станут возможны) будут иметь все основания считать, что никаких других галактик в этом мире, кроме их собственной, более не существует.

Но вернемся в процветающее галактическое скопление Abell 2147, и к возглавляющей его галактике UGC 10143.

Космический телескоп не случайно сделал эту фотографию, и уж точно не ради наших лайков в соцсетях. Это часть большой исследовательской работы по изучению шаровых звездных скоплений в далеких галактиках. Дело в том, что с расстояния в пол-миллиарда световых лет разделить на отдельные звезды галактики ни в какой современный телескоп не получится. Но можно посчитать в них шаровые звездные скопления, которые с такого расстояния видны телескопу имени Эдвина Хаббла как звезды - можно даже исследовать их спектры и понять, какой процент тяжелых химических элементов присутствует в их звёздах.

Шаровые звездные скопления - своеобразные исторические маркеры внутри каждой галактики, который рассказывает нам о том, из чего данная галактика сложилась. А сложилась она из других галактик - путем слияния. Многие шаровые скопления являются ядрами тех самых галактических кирпичиков, их которых построены современные крупные галактики - как спиральные, так и эллиптические. Посчитайте, сколько в галактике шаровых скоплений и узнаете, сколько слияний она имела в своей истори (не ровно столько же, но близко к тому). Например, в нашей Галактике Млечный путь известно около 150 шаровых звездных сколплений. Не все из них являются бывшими ядрами галактик, но некоторая пропорциональная часть (предположим, что - половина). В галактике Андромеды нам известны 400 шаровых скоплений, хотя вероятно, что их немного больше - до пятисот. А в эллиптической галактике UGC 10143 астрономы насчитали порядка 20 тысяч шаровых звездных скоплений - в 40 раз больше, чем в самой крупной галактике Местной Группы Галактик.

Глядя на галактику UGC 10143 приходится удивляться тому, насколько насыщенной бывает жизнь некоторых галактик.

В 2010 году в этой галактике вспыхнула сверхновая звезда, предположительно II типа, но, к сожалению, астрономы пропустили это событие, и свидетельство этой вспышки было обнаружено сильно позже - на архивных фотоснимках Ликской обсерватории, сделанных примерно неделю спустя после максимума вспышки, и звезда уже почти угасла до уровня шумов и помех. Надеяться на скорую вспышку еще одной сверхновой не приходится - в спиральных галактиках они могут быть частыми, особенно на излете очередной волны активного звёздообразования. А в эллиптических галактиках звездообразование сошло на нет - здесь только старые звезды, которые медленно тлеют, но сверхновыми вспыхивают крайне редко. А молодым короткоживущим гигантам, завершающим свой звездный путь вспышкой сверхновой, здесь взяться не из чего - нет в этой галактике достаточного количества водорода - кончился. Разве что, пыль осталась. Но и той немного. Поэтому никаких, характерных для спиральный ветвей, темных пылевых полос в эллиптических галактиках как правило нет. В лучшем случае на фоне сияния этого звездного шара можно заметить лишь самые неуловимые неоднородности, но и те с течением времени рассеяться - покинут пределы этого звездного города - стерильного как больничная палата, где ни один из пациентов никогда не будет выписан.

Впрочем, такая безрадостная перспектива ждет всю нашу Вселенную, если в ней ничего не изменится. Но разве не для того в ней возникла жизнь, чтобы появился шанс переписать несколько скучный финал вселенской истории, или вовсе избавить её от какого бы то ни было однозначного финала.

За прошедшие пару суток (8 - 9 мая 2024) на Солнце произошла серия вспышек крайне высоких мощностей, но плюс к тому - прямо по центру диска, а это означает, что выброс плазмы летит прямо на нас. И достигнет 10 - 12 мая.

Подобное случалось многократно, но с той лишь разницей, что данный прецедент самый мощный за последние лет 200.

Вряд ли будут отказы в работе связи мирового масштаба, но локальные перебои вполне вероятны. Полярные сияния до субтропических широт тоже вполне возможны.

Метеозависимым и магнитозависимым людям (а есть такие, или это всё выдумки для оправдания естественных перепадов настроения и самочувствия?) рекомендуется соблюдать осторожность.

Космонавтам достанется сильнее всего. Нам грех жаловаться.

Если кто-то интересуется насчет связи этих вспышек с причудами погоды за последние дни, то - нет - это не связано. Погодная аномалия назревала сама по себе и довольно давно. А выбросы вспышек нас еще не накрыли. Но накроют - не переживайте.

На картинке странный фотоснимок участка солнечной фотосферы.

Кажется было такое популярное музыкальное шоу. Но сейчас речь об исполинских газовых шарах, крайне горячих, в которых сосредоточена значительная часть вселенского вещества, и внутри которых это вещество эволюционирует, обретая очень широкое разнообразие, охватывая чуть ли не половину периодической таблицы Менделеева. О таких звездах наш разговор, а не о каких-то других, хотя есть вненаучная идея о том, что душа, проходящая школу взросления в человеческом теле, когда-то была лишь атомом, но пройдя большую часть своей духовной эволюции — через миллионы воплощений — станет звездой...

Но вернемся к астрономии.

В предыдущем рассказе я уже говорил об относительно близкой к нам галактике M100, которую сфотографировал любитель астрономии Drew Evans, попав со своим прекрасным снимком на титульную страницу сайта APOD — Astronomy Picture of the Day 2 мая этого года. В галактике M100 был отмечен довольно высокий темп звёздообразования и многочисленные вспышки сверхновых звезд.

Сегодня мировая общественность уже обсуждает другую, но в чем-то похожую галактику — UGC 9684, и кое-где в заголовках статей упоминается вот такая о ней метафора: "A Star Forming Factory". Внимание приковано к снимку, отнюдь, уже не любительскому. Сфотографировал эту спиральную галактику космический телескоп имени Хаббла — любителям она недоступна. Или, как минимум, любителям не удалось бы запечатлеть её в таких подробностях.

Прежде всего, что за странное обозначение — UGC 9684?

Неравнодушные к небу люди хорошо представляют себе каталог Шарля Мессье — французского ловца комет XVIII века. Шарль сделал великое дело — он впервые собрал в одной таблице все объекты непонятной природы, большинство их которых имели диффузный облик. В него попали туманности, звездные скопления различных типов, галактики, а номера всех объектов этого каталога сопровождались латинской буквой "M". Но астрономы не осознавали всей пропасти различий между этими космическими образованиями.

Дело Шарля Мессье продолжил Уильям Гершель, а позже его сын Джон Гершель — охват этих новых каталогов превосходил работу Мессье в десятки раз, но по структуре они оказались неудобны, и сейчас мы о них лишь иногда вспоминаем, но никогда не пользуемся. Дело исправил Джон Дрейер, переработав наследие Гершелей и добавив в него тысячи вновь открытых объектов. Так появился Новый Общий Каталог — NGC, ставший классическим — он по сей день используется и профессионалами и любителями, имеет ряд дополнений (IC — Индекс Каталог, ориентированный на объекты южного небесного полушария, исторически менее изученного). Но среди 14 тысяч объектов по прежнему не было морфологической разницы — здесь на равных правах присутствовали и туманности, и скопления звезд, и галактики. В прочем, в XIX веке любой астроном с удивлением переспросил бы Вас: "Что? Какие-такие галактики?!"

Очевидно, что новое время требовало создания новых каталогов.

UGC — один из таких фундаментальных каталогов, который собрал в себе только галактики, но только северного полушария.

UGC расшифровывается как Уппсальский Общий Каталог (галактик). Он создан сотрудниками Уппсальской Обсерватории (Швеция), но во многом опирается на фотографический обзор Паломарской Обсерватории (США) и "Каталог Галактик и их скоплений" швейцарского астронома Фрица Цвикки. UGC содержит без малого 15 тысяч галактик северного неба, интегральная яркость которых превышает 14,5 звездную величину.

Галактика, о которой сегодняшний рассказ, как раз близка к пределу яркости для каталога UGC. Её интегральный блеск составляет 14,4m — на самом краю видимости карт Паломарского Обзора. Любительскими средствами такую галактику красиво не заснять.

Но телескоп имени Хаббла может.

Что же он там увидел? Давайте тоже посмотрим.

На первый взгляд — обычная спиральная галактика, расположенная в созвездии Волопаса (вблизи направления на северный полюс Млечного пути, а это значит, что оттуда наша Галактика была бы видна практически плашмя). Она весьма далёкая — 250 млн.световых лет (впятеро дальше, чем M100 — о которой предыдущий рассказ), и в 100 раз дальше Галактики Андромеды, которая самая близкая к нам. А по размерам галактика UGC 9684 практически как M100 и как Млечный путь — это всё галактики примерно равных весовых категорий. Галактику Андромеды (M31) можно отнести к той же категории.

Но есть и некоторые отличительные особенности. UGC 9684 — галактика с "баром", или — с перемычкой. У Млечного пути такая есть. У М100 и M31 перемычки нет. И если вы посмотрите на спиральные ветви UGC 9684, то они обнаруживают довольно спутанную структуру в средней части галактического диска — неотчетливо выражены. Но есть и внешние спиральные ветви — тусклые, но размашистые. Выглядит это так, как-будто яркая и плотная по структуре спиральная галактика погружена в более объемную, но разреженную, и тоже спиральную галактику — Галактика-матрешка.

Есть предположение, что внешние спиральные ветви начали формироваться гораздо позже внутренних, и являются очень молодой частью галактики UGC 9684. Дело в том, что у каждой спиральной галактики есть хорошо видимая часть: ядро, балдж (сфероидальное уплотнение, окутывающее ядро галактики), спиральные ветви, перемычка между ветвями и ядром (если она вообще есть). Но есть и невидимая часть галактики — огромное сфероидальное гало — словно гигантский пузырь, окружающее всю галактику, и превышающее её по размеру в несколько раз. Вот так просто — на фотографии — галактическое гало не увидеть. Но сверхчувствительные фотометры выявляют его наличие практически у всех спиральных галактик.

Что содержится в гало?

Прежде всего — водород. Много водорода. Может оказаться так, что в гало столько же водорода, сколько в галактическом диске — в спиральных ветвях, ядре и балдже — в виде туманностей и в составе звезд. Фактически, галактическое гало — это как еще одна галактика, только непроявленная. А еще в гало блуждают редкие звезды. Плотность звёздного населения в галактическом гало довольно низкая, но ведь гало большое, и в итоге получается, что ощутимая часть звезд каждой спиральной галактики (от 10 до 30%) может находиться в Гало. И еще здесь же пролегают орбиты шаровых звёздных скоплений, которых не так много — несколько сотен или тысяч в каждой из галактик. Многие из таких скоплений являются остатками ядер тех галактик, которые слились и образовали ту, которую мы сейчас наблюдаем. Можно просто пересчитать шаровые скопления в некоторой галактике, и узнать приблизительное количество галактических слияний в её истории. Но конечно, наполненность гало у каждой спиральной галактики очень разная.

Судя по всему, у галактики UGC 9684 гало имеет значительный потенциал звёздообразования, и прямо на наших глазах из него рождается второй ярус спиральный ветвей. Это примерно как крупный мегаполис разрастается новыми микрорайонами вокруг своей кольцевой автодороги (это намек на всем известный город России).

Что послужило толчком для пробуждения столь бурного роста звездного населения — именно это и пытаются узнать астрономы, работающие с телескопом имени Хаббла. Плюс к тому, их озадачило то обстоятельство, что только за последние 18 лет в этой галактике вспыхнули 4 сверхновые звезды — в 2006, 2012, 2017, 2020. И конечно, теперь на эту галактику посматривают из Млечного пути очень часто, чтобы не пропустить еще одну сверхновую, потому что такая пулемётная очередь из сверхновых не может быть случайностью. Жаль лишь, что раньше сюда не смотрели — технических средств не было, да и как угадать, в какой из десятков тысяч доступных для наблюдений галактик происходит прямо сейчас нечто интересное... (хотя, выражение "прямо сейчас" тут вряд ли уместно).

Я упомянул о том, что гало спиральных галактик практически прозрачно и почти никак себя не выдает — сквозь него мы видим все, что происходит за ним. Но и спиральные ветви тоже — как легкая вуаль, почти не задерживают свет более далеких галактик. Конечно, в них достаточно пыли, но не настолько, чтобы быть преградой для излучения еще более далеких галактик. Посмотрите, как сквозь спиральные ветви галактики UGC 9684 прекрасно видны еще более далекие звездные города.

Они существенно отличаются по цвету — отчетливо оранжевые. Это, друзья, то самое красное смещение, которое свидетельствует о тотальном расширении Вселенной. Удаляющиеся от нас объекты шлют нам свои лучи в растянутом, как гармошка или пружина — виде. Частота этого излучения пониженная (длинна волны, соответственно, увеличенная), а значит само излучение смещено в красную сторону спектра. На таких расстояниях и спектрограф не нужен — все очевидно. 100 лет назад Эдвин Хаббл и его современники измеряли едва заметное смещение основных линий поглощения в галактических спектрах, и из с трудом наблюдаемого эффекта сделали грандиозные выводы. Но сейчас наблюдательная астрономия достигла такого рубежа, на котором красное смещение видно просто на фотокарточке глазом — галактика красная? — значит быстро удаляется, значит находится очень далеко от нас.

Можно иным способом прикинуть, насколько далеки те оранжево-красные звездные города. Примерно во столько раз они дальше, во сколько раз меньше по видимому размеру, чем галактика UGC 9684. Конечно, все галактики разные, и рассуждая так мы рискуем ошибиться в пару-тройку раз, но — не на порядок. К тому же, размер этой галактики, как и размер Млечного пути — 100 тысяч световых лет — довольно характерен для спиральных звёздных островов. А если какая-то галактика существенно меньше, то она и видна хуже — скорее всего с такой величиной красного смещения мы бы её и не увидели на этом фото.

По измерению красного смещения, галактика UGC 9684 удаляется от нас со скоростью порядка 5 тысяч километров в секунду. Скорости удаления галактик, видимых за ней существенно выше — в десятки раз.

По оценочным расчетам ученых, в галактике UGC 9684 — какой мы её сейчас видим — рождается в среднем одна звезда солнечной массы за несколько лет. Это довольно высокий темп звездообразования для спиральной галактики соответствующего размера. Но чтобы раз в несколько лет вспыхивала одна сверхновая (массой в несколько солнц), в прошлом темп звездообразования должен был бы быть существенно более высокий. Что же такое произошло там несколько сот миллионов лет назад? — это пока для астрономов загадка. Одним из наиболее понятных механизмов, активизирующих процесс рождения новых звезд, является слияние галактик. Но, возможно, в жизни каждой галактики есть какие-то дополнительные ритмы и циклы, влияющие на рождение и гибель звезд. Это и предстоит узнать.

Нашу собственную Галактику — Млечный путь — нам со стороны никак не увидеть, и с этим уж ничего не поделаешь. Но мы можем смотреть на другие галактики — более или менее похожие на наш звездный город, и делать косвенные выводы о его устройстве. Благо, подходящих для такого изучения, вокруг нас галактик предостаточно.

• https://www.youtube.com/watch?v=xymm8SCq-MM

Одной из таких галактик — очень похожих на Млечный путь, как минимум внешне, является галактика M100, известная еще и как NGC 4321, или как "Зеркальная галактика" ("Mirror Galaxy" — не путать с популярным смартфоном от Samsung!)

Если бы из галактики M100 кто-то разумный и оснащенный подходящим оптическим прибором взглянул в нашу сторону, то вполне возможно, увидел бы то же самое, что видим мы — практически собственное отражение (быть может потому и назвали эту галактику "Зеркальной"). Но стоит сделать уточнение, что наша Галактика чуть более населенная звёздами (более 200 млрд), чем её "зеркальное отражение" (около 100 млрд.звезд). Но по размерам обе галактики практически равны — около 100 тысяч световых лет в поперечнике.

M100 имеет промежуточное положение между теми галактиками, которые мы считаем близкими, и теми, которые считаются уже очень далекими. Между нами примерно 55 миллионов световых лет межгалактической пустоты. Но все же, с такого расстояния астрономом удалось разрешить внешние области спиральных рукавов на отдельные звёзды, и отыскать среди них несколько переменных звёзд — цефеид, а по цефеидам уже удалось определить расстояние до "Зеркальной галактики". Оно не соответствует тому, которое ранее было определено по её красному смещению — ошибка составляла примерно 2 раза. И это лишний раз предупреждает нас о том, что скорость разбегания галактики — это вселенская тенденция, а не строгий закон, и опираться на это удивительное явление можно лишь на метагалактических масштабах.

Глядя на галактику M100 мы видим одну из крупнейших галактик скопления Девы, хотя картографически эта галактика расположена в созвездии Волос Вероники, но недалеко от границы с Девой, а галактики и их скопления ничего не знают о наших созвездиях и их границах, ведь все звёзды наших созвездий принадлежат нашей Галактике — Млечному пути. Выходит так, что все прочие галактики расположены позади всех созвездий... но это — так — философское отступление.

В созвездии Волосы Вероники есть еще одно скопление галактик — его даже называют Сверхскоплением. Но оно в несколько раз дальше от нас, чем скопление Девы (в котором находится героиня сегодняшнего рассказа — галактика M100), и в несколько раз более населена галактиками, которые в наземные и космические телескопы уже не распадаются на отдельные звёзды — их изучать нам существенно сложнее. А галактики скопления Девы (и в частности — "Зеркальная галактика") — еще довольно просты в изучении. И это не удивительно, ведь и мы сами — Галактика Млечный путь, и окружающие её галактики Местной группы — тоже относимся к скоплению Девы. Правда, считается, что мы "живем" на самом краю этой агломерации звездных городов.

Известна Человечеству галактика M100 чуть более двух столетий. Первооткрывателем её считается французский астроном Пьер Мешен, который лишь на месяц опередил Шарля Мессье с обнаружением этого туманного на вид объекта. Для телескопов того времени это был объект, близкий к пределу видимости. И долгое время ничего, кроме туманного пятна астрономы здесь не различали. Ныне эта галактика доступна для наблюдений в самые простые телескопы. Но чтобы различить её спиральную структуру, нужен уже профессиональный инструмент, а разделить её на отдельные звезды (и то — лишь местами) возможно только для таких мощных наблюдательных средств, как телескоп имени Хаббла и телескоп имени Джеймса Уэбба.

Тем не менее, за последнее столетие эта галактика порадовала астрономов многочисленными вспышками сверхновых, что дало дополнительную информацию об этой галактике, позволило уточнить расстояние до неё. По разным данным, за этот период здесь наблюдалось от 5 до 7 сверхновых — это практически рекордная частота вспышек... хотя, быть может это лишь везение.

В то же самое время, у галактики M100 выявлена очень высокая активность ядра, что по всей видимости свидетельствует о наличии сверхмассивной черной дыры. По ряду оценок её масса может составлять около 5 млн. масс Солнца — это практически соответствует массе черной дыры, которая есть и в центре Млечного пути. Но наша галактическая черная дыра "дремлет", а "зеркальная" пробудилась, и активно поглощает межзвёздный газ и пыль, частично извергая его во вне, создавая сильный "звездный ветер", который гонит впереди себя ударную волну. Ближайшими последствиями такой активности становится очень активное звёздообразование (может оттого и много сверхновых подряд — это эхо его начала, когда множество внезапно рожденных звёзд-гигантов уже завершили свой звёздный путь). Более далекие последствия активности галактического ядра приведут к исчерпанию водорода в "Зеркальной галактике", и звёздообразование в ней сойдет на нет.

Галактика M100 имеет по меньшей мере два спутника — карликовые эллиптические галактики, что делает её похожей и на Галактику Андромеды. Хотя, и в этом случае, вероятнее всего, эти спутники в прошлом имели свои спиральные ветви, но оказались безжалостно обглоданы сильной гравитацией "Зеркальной галактики".

Видеоролик, прикрепленный к этой публикации, сделан на основе любительского астрофотоснимка Дрю Эванса (Drew Evans). Этот снимок признан "лучшим астрофотоснимком дня" 2 мая 2024 года.

Жемчужина весеннего звездного неба, классический и очень красивый объект, с которого многие любители астрономии, только что вооружившиеся своим первым телескопом, начинают познания звёздных глубин нашей Галактики. В безлунную ночь за городом его можно увидеть глазом — просто как очень слабую или слегка туманную звезду. Именно так его и открыл Эдмунд Галлей (предсказавший возвращение кометы, которую позже назвали его именем). Это открытие случилось в 1714 году, но еще более полустолетия у астрономов не было оптических средств, чтобы разделить скопление на отдельные звезды. Впервые это удалось Уильяму Гершелю в 1779 году. А сейчас это поразительное звездное семейство разделяется на отдельные звезды в самый простой и доступный телескоп.

Конечно, речь идет о его краях. А уверенно заглянуть в центр этого "звёздного шара" под силу только самым зорким инструментам ученых, таким, как телескоп имени Эдвина Хаббла

Шаровые звёздные скопления — самые старые звездные образования во Вселенной. Например, возраст этого скопления оценивается в 13,5 млрд.лет — оно лишь на 300 млн.лет младше всей нашей Вселенной — можно сказать, что родилось оно почти одновременно с ней, когда еще не успели сформироваться или зародиться знакомые нам галактики. Да и нашей Галактики — Млечного пути — тогда еще тоже не было.

Есть предположение, что шаровые звёздные скопления — ядра первичных карликовых галактик, которые сливаясь сформировали большие спиральные галактики. Они очень устойчивы и гравитационно внутри себя крепко связаны — это позволило шаровым скоплениям существовать не распадаясь миллиарды лет. А если вокруг них когда-то и существовали спиральные ветви и плоский диск из звёзд, то всё это было пожертвовано в пользу более крупных галактик.

Интересно, что все шаровые скопления Млечного пути распределены в его сфероидальном гало, а в спиральных ветвях их практически не встречается. Аналогичная тенденция наблюдается и в других спиральных галактиках, в которых тоже есть шаровые скопления. И движутся они по своим собственным, как-будто бы не совпадающим с общегалактическим течением, орбитам, что и наводит на мысль об их самостоятельном прошлом.

Скопление M13 не исключение. Находясь в созвездии Геркулеса — недалеко от точки Апекса (направления, в котором движется Солнце со всеми своими планетами) — оно демонстрирует встречную скорость около 300 километров в секунду, двигаясь в противоположном, по отношению к большинству звезд, направлении.

Но это скопление довольно далеко от нас — 25 тысяч световых лет. Столкновение с ним в обозримом будущем не случится. Хотя, оказаться внутри него было бы очень интересно — увидеть небо, усеянное сотнями тысяч звёзд, по яркости не уступающих Венере, можно только с одной из планет, обращающихся вокруг звезды в шаровом скоплении.

Астрономы пока точно не знают, могут ли существовать обитаемые планеты у звезд в шаровых скоплениях. Но на всякий случай в 1974 году в направлении скопления M13 при помощи крупнейшего на тот момент радиотелескопа Аресибо был отправлен сигнал, в котором сообщалось, что — Мы, Люди Земли, очень хотим общаться и дружить. В таком послании есть смысл: Отправляешь всего один сигнал, а получить его могут обитатели нескольких сотен тысяч планет.

Правда, на скорый ответ рассчитывать не приходится — 50 тысяч лет — это самое короткое время отклика. Но нам обязательно надо его дождаться, не потерять себя и свою прекрасную Землю за это долгое по человеческим меркам время. Ну, а для нашей Галактики это всего лишь миг.

Видеоролик, прикрепленный к этому рассказу, создан на основе фотографии шарового звездного скопления M13, итальянского астрофотографа Массимилиано Педерсоли (Massimiliano Pedersoli), сделанной буквально вчера — 2 мая 2024 года.

Исходный снимок

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Он был бы самым ярким на ночном небе (после Луны), если бы не близкая к Земле и к Солнцу Венера. Когда на небе нет ни Луны, ни Венеры, но есть Юпитер, он привлекает внимание всех от мала до велика, включая очень далеких от астрономии людей, представляя собой очень яркое светило — ярче любой из звезд.

Случаются периоды, когда Юпитер особенно ярок — это противостояния. Вблизи противостояний между Землей и Юпитером расстояние минимально, располагается он почти точно напротив Солнца (отсюда и название этой конфигурации — “противостояние”), и виден всю ночь от заката до рассвета.

Орбиты планет не являются круговыми — это показал еще Иоганн Кеплер 4 столетия назад. И это обстоятельство имеет свое следствие — от противостояния к противостоянию эта минимально короткая дистанция между планетами бывает разной.

У всех на слуху Великие противостояния Марса, которые случаются раз в 15 — 17 лет. О противостояниях Юпитера раньше так не говорили, но теперь их тоже различают как более близкие или далекие. И, по аналогии с марсианскими, тоже называют Великими такие противостояния Юпитера, когда Земля и Юпитер сближаются до рекордно малого за 13 лет расстояния. Как можно заметить, Великие противостояния Юпитера случаются немного чаще, чем Великие противостояния Марса, — 1 раз в 13 лет.

Предыдущее противостояние Юпитера (произошедшее 26 сентября 2022 года) как раз было великим (даже можно сказать — величайшим, так как минимальная дистанция между планетами оказалась самой короткой за 60 прошедших лет, но это все пища для ума любителей едва заметных отличий).

Тем не менее, противостояние этого года, наступающее 3 ноября, тоже очень благоприятное, ведь Юпитер ушел от перигелия своей орбиты не слишком далеко (в угловом выражении). Правда, теперь каждое следующее противостояние будет случаться все дальше от Земли, пока через 6,5 лет Юпитер не достигнет афелия своей орбиты (самой далекой от Солнца точки). Но до этого еще далеко.

В ночь со 2 на 3 ноября Юпитер будет располагаться в созвездии Овна относительно недалеко от ярчайших звезд этого созвездия — Альфа Овна (Гамаль) и Бета Овна (Шератан). Гораздо более заметным будет его соседство с ярчайшей звездой созвездия Тельца — Альфа Тельца “Альдебаран”, и рассеянными звездными скоплениями Плеяды и Гиады.

Имея блеск -2,9m, Юпитер станет самым ярким звездообразным светилом ночного неба поздней осени. Его свет будет ровным — планеты не мерцают, в отличие от звезд. И лишь стареющая Луна в созвездии Близнецов будет немного отвлекать внимание наблюдателя. Ближе к утру над восточным горизонтом взойдет Венера, но будет располагаться существенно ниже Юпитера, и будет казаться примерно одинаковой с ним яркости.

Видимый размер Юпитера составит 50 угловых секунд. Это существенно больше характерных для него 40-45. И это хороший повод посмотреть на планету в телескоп, и рассмотреть многочисленные подробности её облика — темные и светлые полосы в его атмосфере, Большое красное пятно — исполинских вихрь, живущий как минимум со времен Галилео Галилея, хотя и несколько угасающий от столетия к столетию.

Расстояние до Юпитера в ночь противостояния составит 3,98 астрономических единиц, или — 596 млн.км. Напомню, что во время предыдущего (Великого) противостояния оно были лишь немного меньшим: 3,95 ае или 593 млн.км — разница менее 1%. Лично я бы и это противостояние считал бы Великим. Но, поскольку само представление о Великих противостояниях довольно условно и размыто, спорить об этом бессмысленно.

Для сравнения приведу значения блеска, видимого диаметра и расстояния до Юпитера в эпоху самого дальнего из ближайших его противостояний — 13 апреля 2029 года:

• Блеск: -2,5m

• Угловой диаметр 44 секунды дуги

• Расстояние: 4,45 ае или 666 млн.км

Но это тоже будет противостояние со всеми соответствующими ему условиями для прекрасной видимости Юпитера, который и тогда будет ярко блистать на земном небосводе, хотя, конечно, чуть слабее, чем в этот раз:

• Блеск: -2,9m

• Угловой диаметр 50 секунд дуги

• Расстояние: 3,98 ае или 596 млн.км

В ночь противостояния будут прекрасно видны все 4 крупных спутника Юпитера, открытых Галилео Галилеем в 1609 году. Они видимы даже в бюджетный бинокль или небольшую трубу. В телескоп средней силы можно заметить, как спутники иногда отбрасывают тени на планету — маленький черный кружочек бежит по облачной атмосфере Юпитера — его перемещение буквально видно в реальном времени.Так, вскоре после восхода Юпитера вечером 3 ноября 2023 можно будет наблюдать очень интересное прохождение его третьего спутника — Ганимеда — перед диском Юпитера, и его тени по облачной юпитерианской атмосфере. Особенность данного явления еще и в том, что Ганимед буквально “чиркнет” по южному краю Планеты, и будет оставаться видимым одновременно с тенью. Обычно спутники, отбрасывающие тень на Юпитер, теряются на его фоне. Но — не в этот раз.

Вместе с Юпитером в созвездии Овна располагается Уран — его противостояние состоится 13 ноября 2023 — всего лишь 10 дней спустя. Вполне можно считать, что противостояние этих планет произошли почти синхронно.

Но бывает и синхроннее.

Например, в ту же дату — 3 ноября 2023 — произойдет противостояние малой планеты Лютеция (21), которая будет расположена тоже в созвездии Овна — на 3 градуса южнее Юпитера (Юпитер поможет её отыскать). Правда, яркость Лютеции совсем небольшая: +9,8m, и для её уверенного наблюдения вам потребуется телескоп (бинокли и трубы здесь бессильны).

Прекрасная видимость Юпитера продлится до конца зимы. В начале весны он будет виден вечерами, а с середины апреля спрячется в вечерней заре, чтобы в середине лета появиться над восточным горизонтом в предрассветный час, стремясь к своему следующему противостоянию, которое произойдет 8 декабря 2024 года — оно будет несколько более далекое, но все равно очень благоприятное для наблюдений величайшей из планет Солнечной системы, поскольку Юпитер сейчас поднимается по эклиптике, и к следующему противостоянию практически достигнет высшей её точки, что сделает продолжительность его видимости в северном полушарии максимальной из возможных.

Все иллюстрации получены при использовании программы Stellarium