← All posts tagged галактики

The Avedisova catalog: A real Hitchhiker's Guide to the Galaxy?
This massive amount of information threatens to become a barrier to our understanding of our home galaxy, the Milky Way. We need something more detailed than the speculative schematic diagrams showing the bar, bulge and spiral arms, and yet more of a synthesis than is provided by a data dump of a billion objects.

We need a tour of the Milky Way by someone who has read all the major papers, studied all the major catalogs and can tell us what star cluster is part of what OB association which is embedded in what molecular clouds and ionises what nebulae. We need the highlights, and we need links to find more details if that interests us. We need, in short, a real Hitchhiker's Guide to the Galaxy.

While not as entertaining as Douglas Adam's fictional guide, there is at least the beginning of a detailed guide to the Milky Way, A Catalog of Star-Forming Regions in the Galaxy, released in 2002 and produced by Veta Avedisova and her colleagues at the Institute of Astronomy, Russian Academy of Sciences, in Moscow.

The Avedisova catalog contains information on about 3200 star formation regions. Quite a bit of information — it has over 66 thousand records listing observations of star clusters, molecular clouds, masers, nebulae, dust clouds and much more. Because it includes much of the latest data on infrared and radio sources, it is far more comprehensive than the Sharpless, Gum and RCW nebula catalogs compiled during the 1950s and complements and extends the optically visible OB associations studied by Ambartsumian, Ruprecht and Humphreys.

Небо чистое, потому на астроплощадке Московского планетария читаю сегодня в 21-00 лекцию про наш звездно-галактический адрес во Вселенной! Лекция под открытым небом, так что стоит одеться потеплее. Вход свободный!

Фото отсюда: ardexpert.ru

Прекрасный пример эффективности наблюдений с помощью небольших, диаметром 10-50 см, телескопов: 2010AJ, 140, 962, Martínez-Delgado, Gabany, Crawford et al. Статья посвящена изучению свидетельств приливного взаимодействия галактик Местного объема. Чтобы увидеть потоки вещества — самые красноречивые остатки от приливного взаимодействия — необходимо долго и достаточно кропотливо копить свет от галактики, складывая множество изображений в результирующий кадр. Суммарная экспозиция для каждого объекта на небольшом телескопе при этом составляет 6-11 часов. В результате становятся видны детали низкой поверхностной яркости, до 28.5 звездных величин на квадратную секунду дуги, и это при очень широком поле! Результат — here it is, на картинке.
Стать весьма цитируема, открытые приливные потоки уже во всю моделируют в 3D.
Современные ПЗС-матрицы вкупе с небольшими телескопами-роботами продолжают творить чудеса. Предыдущее: планетарная туманность в две полных луны #1930227 оказавшаяся, по-видимому, совсем другим объектом (возможно, старой головной ударной волной, arXiv:1407.4617), похоже изображение M101.

Узелки на память: Секстет Сейферта ru.wikipedia.org Эта удивительная группа галактик, известная под именем секстета Сейферта, находится в области "головы" созвездия Змеи. "Секстет", однако, содержит только четыре взаимодействующие галактики. В центре изображения, полученного космическим телескопом им.Хаббла, оказалась небольшая спиральная галактика, видимая "плашмя". Это галактика фона, она совершенно случайно лежит на луче зрения с основной группой галактик. Заметное "сгущение" на рисунке справа, скорее всего, не отдельная галактика, а приливный хвост из звезд, отброшенных гравитационными силами взаимодействующих галактик. Взаимодействующие галактики находятся от нас на расстоянии 190 миллионов световых лет и очень тесно сгруппированы: размер области, в которой они содержатся, 100000 световых лет, что сравнимо с размерами нашей галактики Млечный Путь. Таким образом, это одна из самых плотных групп галактик, известных в настоящее время. Эта тесная группа галактик, связанных силами гравитации, по прошествии нескольких миллиардов лет может слиться в одну большую галактику. astronet.ru
Эта группа вполне доступна астрофотографам-любителям: вот результат 6 минут экспозиции на светосильном 20см телескопе stardome.belastro.net

Конечно, тут же вспоминается известный квинтет Стефана — самая первая из всех обнаруженных групп галактик: ru.wikipedia.org

Только четыре галактики из группы, расположенные в трехстах миллионах световых лет от нас, участвуют в космическом танце, то сближаясь, то удаляясь друг от друга. Лишнего найти довольно просто. Четыре взаимодействующие галактики – NGC 7319, NGC 7318A, NGC 7318B и NGC 7317 – имеют желтоватую окраску и искривленные петли и хвосты, форма которых обусловлена влиянием разрушительных приливных гравитационных сил. Голубоватая галактика NGC 7320, расположенная на картинке вверху слева, находится гораздо ближе остальных, всего в 40 миллионах световых лет от нас, и не является членом взаимодействующей группы. На этом четком изображении видны даже отдельные звезды этой галактики, что подтверждает ее относительную близость к нам. На небе Квинтет Стефана находится на территории "высоко летящего" созвездия Пегаса. astronet.ru
Наблюдения Чандры в рентгене, совмещенные с оптическим изображением: chandra.harvard.edu
Безумно цветастое совмещение ИК-наблюдений Спитцера и оптики: commons.wikimedia.org
Фото еще более причудливого расположения не связанных друг с другом галактик — в #2062756.
На картинке — более широкий взгляд на квинтет Стефана, захватывающий красочную спиральную галактику NGC7331 en.wikipedia.org и ее соседей. В этой галактике недавно вспыхнула сверхновая типа II — 2013bu rochesterastronomy.org Не самая яркая, но зато не Ia =)

Spheroidals are not dwarf ellipticals. They are structurally similar to late-type galaxies. Вот так. adsabs.harvard.edu Это краткое изложение adsabs.harvard.edu Из обзора препринтов: Суть состоит в том, что на т.н фундаментальной плоскости сфероидальные галакктики расположены совсем не так, как эллиптические галактики и балджи. Т.е., сфероидальные галактики — это не карликовые эллиптические. Это другой класс. Соответственно, у них были разные истории формирования. xray.sai.msu.ru
На статью, между прочим, куча ссылок.
На картинке — карлик в созвездии Печь en.wikipedia.org

Бобовые в далеком космосе.
В спектре излучения найденных галактик явственно присутствует линия дважды ионизированного кислорода с длиной волны 500.7 нм. Так как эта линия находится в зеленом регионе спектра, то новые галактики получили название "зеленый горошек" lenta.ru arxiv.org В общей сложности энтузиастам из Galaxy Zoo удалось собрать 250 образцов "зеленых горошин", что и позволило профессиональным астрономам выделить эти объекты в отдельный класс.
Обнаружен новый класс галактик "зеленой фасоли" lenta.ru eso.org
Галактики «зеленый горошек» рассказали о ранней Вселенной lenta.ru
arxiv.org В своей работе авторы статьи рассмотрели более удаленные галактики класса «зеленый горошек», которые напоминают по своему строению ранние галактики с интенсивным звездообразованием.
Такие галактики отличаются также большим количеством ионизированного кислорода в межзвездном пространстве. Наблюдая спектр кислорода, ученым удалось понять, какое количество излучения поглощалось самой галактикой. Затем, проанализировав возраст галактик и количество находящихся в них звезд, астрономы определили примерное количество исходного излучения, которое оказалось больше поглощаемого.
SDSS и Galaxy Zoo рулят, чего уж там.

В #2177409 я писал про яркие сверхновые, в особоенности про 2011fe, вспыхнувшую в M101 и достигшую яркости в максимуме блеска 9.9. В 2012 году рекорд побит не был и не будет побит, видимо, еще долго, но до величины 11.9 в максимуме добрались сразу две: rochesterastronomy.org 2012fr вспыхнула в NGC 1365, что в южном созвездии Печь, то есть ее с наших широт увидеть не получится. Зато можно полюбоваться на красочную астрокартинку astronet.ru последить за эволюцией ее блеска sites.google.com и спектра astrosurf.com Персональная страница сверхновой на сайте Дэвида Бишопа: rochesterastronomy.org Кстати, в честь этого самоотверженного "любителя сверхновых" назвали астероид 1999 RH241 (70401) Davidbishop!

Замечательная страница, посвященная скоплению в Деве, с фотками и картами: cloudynights.com Таблица координат и угловых размеров прилагается. Стоит сравнить КДПВ оттуда с глубоким фото VLT: eso.org Статья, суть которой излагает сей пресс-релиз, потрясла меня спектрами планетарных туманностей из M87 и межгалактического пространства этого скопления. Дело в том, что величина в фильтре m_5007 — от 26.1 до 27.3! Спектры были получены в 2006 году. Возможно, это и не рекорд (вроде как есть спектроскопически подтвержденные рекордсмены по z и слабее), но впечатляет.

Еще один свежий результат по ближайшим галактикам: по наблюдениям нейтрального водорода в радиодиапазоне с помощью 100-метрового радиотелескопа подтверждено наличие "следа взаимодействия" Андромеды и Треугольника, M31 и M33. В таких исследованиях меня впечатляет масштаб явления: надо представить, на каком угловом расстоянии, на небе, находятся эти галактики (см. #1915947) и насколько мала интенсивность регистрируемого излучения. В статье сказано, что наблюдения проводились на площади в 50 квадратных градусов: adsabs.harvard.edu
Интересно видеть, как все больше детализируется картина происходящих в Местной группе процессов. Почти одновременно с этим исследованием измерили скорости M31 и M33 (см. #1916051), а совсем недавно в архиве препринтов мелькнула статья о похожем хвосте взаимодействия системы Магеллановых облаков и Млечного пути. Но об этом как-нибудь потом ;)

В #1910568 я писал про викитворчество в отображении, визуализации последних исследований структуры Млечного Пути. Что делать — science art не так уж прост. Вот тут galaxymap.org подробно обсуждаются неточности той самой (претендующей как раз на точность изображения) картинки (и ее редакции, показанной выше). Основная проблема иллюстрации — ее ориентация. Поскольку споры по поводу количества основных спиральных рукавов не прекращаются galaxymap.org осуждать картинку за 2 (а не 4) основных рукава еще будут долго. В общем, неточностей перечислено много, одно из которых — то самое изменение "в фотошопе". Более корректное изображение этого места видно на иллюстрации Дайаны Маркес, см картинку поста #1993430.

К настоящему моменту удалось очень хорошо понять динамику галактик в Местной Группе. Это стало возможным только благодаря точным измерениям скоростей наиболее массивных членов группы (#1915991), оценкам масс (#1915947) и расстояниям, которые давно известны (#1540404) и измерены с высокой (~4%) точностью.
В итоге, мы имеем все параметры для моделирования прошлого и будущего местной группы галактик. Нет, почти все! Ведь мы стоим на Земле, вращающейся вокруг Солнца, которое в свою очередь движется вокруг центра Галактики, а значит все наблюдения надо привести к неподвижной точке. То есть, какими бы точными не были входные параметры, следует помнить о неопределенности параметров движения Солнца в Галактике. Наблюдения говорят, что Солнце находится на расстоянии 8.3 кпк от центра и движется вокруг него со скоростью 239±10 км/с. Эти цифры, конечно, могут меняться, но незначительно, на 2-4%. Стоило бы вспомнить и о кривых вращения галактик, но тут проще отослать к статьям со всеми подробностями ;) см. #1911904
В итоге, результаты самого современного моделирования предсказывают драматичное будущее Местной Группы. Скорее всего, M31 и Млечный путь столкнутся почти в лоб: при первом же приближении друг к другу они начнут активно обмениваться звездами и газом. M33, находясь поодаль, будет следить за развитием событий со стороны, но тоже в какой-то момент может оказаться достаточно близко для обмена массой. Видео с результатами моделирования можно посмотреть на Ютубе: youtube.com
Солнце к тому времени (а эти события будут происходить через 4-5 миллиардов лет) раздуется до красного сверхгиганта и, сбросив внешние слои, станет белым карликом. Конечно, от Земли к тому времени ничего не останется: еще раньше она поглотится раздувшейся атмосферой Солнца.
Пресс-релизы с картинками: nasa.gov science.nasa.gov И сами картинки: hubblesite.org

Продолжая #1915947. Скорость галактик Местной Группы измеряется давно, но в основном поддается точному измерению лишь скорость вдоль луча зрения. Точность измерений лучевой скорости у M31 и M33 — лучше 1%. Гораздо сложнее со скоростью собственно движения по небу. Эта компонента скорости так и называется — собственное движение. И если у звезд ее измеряют давно, то с галактиками куда сложнее. Ведь они очень далеко и даже движение с, казалось бы, огромной скоростью 365 км/с на расстоянии до M31 (а это 770 кпк) на небе отражается в черепашьем передвижении на 0.1 миллисекунды дуги в год! (Оценка для скорости 100 км/с — 0.027 mas/год). К счастью, у астрономов последнее десятилетие есть приборы, способные зарегистрировать эти изменения. В первую очередь, это система радиотелескопов VLBA en.wikipedia.org и (куда ж без него!) космический телескоп имени Хаббла с последним комплектом аппаратуры.
Самые точные измерения собственных движений галактик сделаны с помощью VLBA. Главное — найти в галактике точечный, хорошо заметный радиоисточник, чтобы отслеживать его перемещение во времени. Для этой цели прекрасно подходят водяные мазеры. Наблюдение за ними позволило измерить собственное движение у галактик M33 adsabs.harvard.edu и IC10 adsabs.harvard.edu с точностью 0.01 mas/год, то есть 10 микросекунд дуги в год! (Для сравнения, при хорошей погоде звезды в телескоп видны кружками с диаметром в 1 угловую секунду; так атмосфера земли размывает точечный источник света).
Совсем недавно пришел черед M31. Хотя водяные мазеры в этой галактике уже отнаблюдали с помощью VLBA adsabs.harvard.edu требуется подождать несколько лет, чтобы повторить измерения и, сравнив положения мазеров с предыдущими, вычислить их смещения.
К счастью, для тех, кто не любит ждать, есть другой вариант. На КТХ пять-семь лет назад были получены глубокие снимки различных областей туманности Андромеды. Если повторить съемку этих областей сейчас, то можно попытаться увидеть сдвиг звезд из M31 по сравнению с далекими квазарами или фоновыми галактиками, тем самым вычислив собственное движение. Это было сделано и уже вышла статья (точнее, целых три статьи — #1911904) с результатами проделанной работы.
Авторы приводят следующие цифры астрометрических возможностей измерений на Хаббле. Абсолютная точность астрометрических измерений КТХ ограничена точностью каталога GSC (0.2" для GSC2.3). Относительная точность на приборах для регистрирования изображений, действующих на КТХ, для множества объектов в кадре составляет 0.5 mas. Используя алгоритмы, позволяющие точно привязываться к далеким (а значит неподвижным) галактикам фона, удалось дотянуть точность измерений до 12 микросекунд дуги/год. Это уже сравнимо с точностью измерений положений водяных мазеров с помощью VLBA (~0.01 mas/год, то есть 10 микросекунд дуги/год для M33 и IC10). Ссылки на картинки и пресс-релизы: www-int.stsci.edu

Мы живем в одной из двух самых массивных галактик Местной Группы (см #1858877), в галактике Млечный Путь (MW). Вторую массивную галактику, M31, почти каждый может увидеть на небе в созвездии Андромеды как слабое туманное пятно. Вместе, эти галактики управляют своим маленьким галактическим царством из нескольких десятков галактик-карликов. Как и у всяких уважающих себя правителей, у них есть небольшие помощники: галактика в Треугольнике, M33, у Андромеды и Большое и Малое Магеллановы облака en.wikipedia.org (LMC, SMC) у Млечного пути. Самые зоркие могут отыскать M33 на темном небе, смотря невооруженным глазом! А для того, чтобы увидеть Магеллановы облака, придется лететь в южное полушарие (или хотя бы в южную оконечность Индии).
В мире галактик самая важная характеристика — это масса. И чем больше она, тем весомее влияние на окружение. Масса Андромеды и Млечного пути сравнимы по порядку величины, так что и правят бал они наравне. А вот масса M33 в 10 раз меньше, так что хоть она и третья по влиянию в местной группе, все же может считаться галактикой-спутником M31. Магеллановы облака, в свою очередь — близкие (но не самые близкие!) спутники Галактики; Большое Магелланово облако en.wikipedia.org (LMC), кроме того, имеет массу примерно в 1/100 от массы Галактики и является четвертой по массе в Местной группе (разумеется, после MW, M31 и M33). Итого, примерные отношения масс крупнейших галактик местной группы: MW:M31:M33:LMC = 100:100:10:1.
Вот некоторые из, наверное, наиболее правдоподобных оценок масс. Галактика — масса звезд 6.43±0.63 × 10^10, вириальная масса 1.26±0.24 × 10^12 масс Солнца adsabs.harvard.edu Масса звезд M31 — 7.9±0.9 × 10^10, 1.50±0.38 × 10^12 M⊙. Масса звезд M33 — 3.2±0.4 × 10^9, вириальная масса — 0.148±0.058 × 10^12 M⊙ adsabs.harvard.edu Хотя эти точные значения ничего не значат (каждое новое измерение меняет все цифры, оставляя только порядок величины), все же они дают представление о современных оценках масс галактик и их погрешностей. Получается, что точность измерения масс наиболее изученных членов Местной Группы лежит между 20 и 40 процентами.
Источник фото: cloudynights.com И еще красивое фото: spaceweather.com

Про совсем недавно опубликованный в препринтах результат измерений собственного движения Андромеды (см. #1911904) сегодня вышла астрокартинка дня, а еще раньше — пресс-релиз с оригиналом картинки: astronet.ru и science.nasa.gov Еще утром была без перевода, кстати. Спасибо, Алина!

Перепост из обзора препринтов xray.sai.msu.ru С помощью новых измерений на Космическом телескопе им. Хаббла существенно уточнено движение Туманности Андромеды относительно нас. Собственно, впервые надежно измерено собственное движение М31 arxiv.org
Дальнейшие результаты представлены в работах arxiv:1205.6864, arxiv:1205.6865. В первой из них даны оценки масс галактик Местной группы. А во второй представлены результаты численного моделирования будущего взаимодействия. Близкий проход Галактики и М31 произойдет примерно через 4 миллиарда лет, а еще через пару миллиардов слияние завершится. Тот белый карлик, в который превратится Солнце, скорее всего будет дальше от центра новой системы, чем сейчас от центра Галактики.

Необычайно выразительный портрет эксцентричного астрофизика Фрица Цвикки: physicsgg.files.wordpress.com Необрезанная версия: tomnaples.tumblr.com
Цвикки обычно называл других астрономов обсерватории Маунт Вилсон круглыми ублюдками ("Spherical bastards"). Почему круглыми? "Да потому, что они ублюдки, с какой стороны на них ни посмотри". В Техасском университете в Остине рассказывают такую историю, что семья Цвикки однажды пригласила на обед студентов-дипломников. Когда студенты позвонили в дом, жена Цвикки Доротея открыла им и на полном серьезе позвала мужа: "Фриц, ублюдки уже пришли!". metodolog.ru
Однако именно этот человек первым, почти что "на кончике пера" обнаружил темную материю во Вселенной! В начале 30-х годов он с помощью математических расчетов получил массу галактик в скоплении в 160 раз больше той, которая оценивается из их светимости; то есть масса скопления никак не согласовывалась с массой отдельных галактик. Получая столь неожиданные результаты, ученые не спешат их публиковать. Но Цвикки опубликовал результаты в 1933 году adsabs.harvard.edu Разумеется, никто не поверил ему, зная эксцентричность Цвикки и проблеме темной материи суждено было ждать разгадки несколько десятилетий.

Продолжаю картографирование окружающего нас (вместе с Землей, Солнцем и вообще Солнечной системой) мира (начало про звезды — #1857377, про галактики — #1853556). Как подметил Дмитрий Вибе (см. #1853603), наш "вселенский" адрес звучит достаточно уныло: Местный объём, Местная группа, Местное облако... Третья планета справа. Что же понимают под этими "местечковыми" названиями? За определением Местного объема никакой физики не стоит: это просто сфера радиусом 10 мегапарсек, а мы в центре этой сферы. Расстояние до галактики, даже близкой, измерить не так уж просто, а зачастую можно только грубо оценить. Так что часто о принадлежности к какой-либо группе судят по скорости по лучу звения. Косвенным указанием на принадлежность к Местному объему является скорость меньше 600 км/с.
Местная группа — уже физически обоснованное понятие. Это гравитационно связанная группа галактик, в которой самыми тяжелыми (а значит и "влиятельными") являются наша Галактика и Андромеда, M31. Размеры такой гравитационно связанной области определяются радиусом поверхности нулевой энергии и это где-то до 3 Мпк. Центр Местной группы находится между Млечным путем и Андромедой на расстоянии 0.55 Мпк от нас. Кстати, термин был предложен Эдвином Хабблом в 1936 году en.wikipedia.org Еще подробнее — тут arxiv.org ;) Гравитационно связанная область большего масштаба, куда входит Местная группа — это уже Местное сверхскопление Девы (диаметр 33 Мпк) en.wikipedia.org
Дальше в адресе, по-хорошему, должна следовать запись о галактике Млечный путь (Местная галактика!) диаметром 30-37 килопарсек, а следом — Местный рукав, называющийся рукавом Ориона или даже Ориона-Лебедя en.wikipedia.org Длина его — примерно 3 килопарсека. В рукаве Ориона находится Местный пузырь поперечником 300 световых лет (это 92 парсека), в котором межзвездная среда примерно в 10 раз более разреженная, нежели в Галактике в целом en.wikipedia.org А вот уже в нем находится Местное межзвездное облако поперечником 30 световых лет и с плотностью в одну пятую от плотности Галактической межзвездной среды en.wikipedia.org Через него и движется в настоящий момент Солнечная система. Вместе с нами в Местном облаке находятся близкие яркие звезды Альфа Центавра, Альтаир, Вега, Фомальгаут и Арктур.
Так что "мой адрес не дом и не улица, мой адрес примерно такой": Вселенная, Местное сверхскопление (Девы), Местная группа, Галактика (Млечный путь), Местный рукав (Ориона-Лебедя), Местный пузырь, Местное облако, Солнечная система, третья планета от Солнца!
Наглядное сравнение масштабов по объему — en.wikipedia.org (начиная с 10 в 39 степени кубических метров)