Самый далекий объект космоса, видный невооруженным глазом. Самый близкий к нам галактический объект. Громадная галактика, которая  через пару миллиардов лет столкнется с Млечным Путем и поглотит его. Всё эти лавры носит галактика Андромеда М31 — первая открытая внешняя галактика во Вселенной, и наиболее хорошо изученная.

Основные черты Андромеды

Спиральная галактика Андромеды, в прошлом известная как туманность Андромеды или М31 (31-й номер по известному каталогу Мессье) — самый знаменитый из «звездных островов». Кроме всеобщего внимания, характерного для очередного «самого-близкого-большого-крутого» космического объекта, М31 выделяется еще и научной ценностью. Ведь существует мало галактик, в которых можно разглядеть миллионы отдельных звезд, пусть даже сквозь мощные телескопы. А еще меньше таких, которые приближаются к нам со скоростью около 110 км/с, как это делает Андромеда.

Кроме того, до поры до времени образ нашего дома, Млечного Пути, «рисовали» с Андромеды. Наша галактика пусть и меньше по размаху, но не намного легче, и М31 воспринималась как «зеркало» Млечного Пути. С развитием астрономии, когда ученые стали видеть и понимать больше, миф развеялся. Оказалось, что Млечный Путь и Андромеда принадлежат к разным подклассам спиральных галактик, да и рисунок их рукавов порядком отличается. Но все же они имеют много общего — например, «страсть» к поглощению своих карликовых галактик-спутников. Внутреннее устройство у них также похоже.

Но обо всем по порядку. Дабы лучше представить образ соседки Андромеды, рассмотрим основные ее детали — а чтобы не потеряться, сравним их с параметрами собственной галактики.

Класс галактики

Галактика Андромеды — типичная галактика класса Sb по классификации Хаббла. Это значит, что она выглядит как спираль, линии-рукава которой равномерно распределены вокруг шарообразного балджа — центральной яркой части галактики, полной ярких старых звезд. Млечный Путь же сегодня воспринимается как галактика класса SBbc — спиральная галактика с перемычкой. Разница между нашим «звездным островом» и М31 заключается как раз в перемычке — эта часть отходит от краев балджа и соединяет его с рукавами.

Вы можете посмотреть и сами на то, что видят ученые. Изображение  ниже состоит из около 600 миллионов пикселей, это крупнейшее и наиболее подробное изображение M31, которое охватывает всю галактику. Разрешение снимка 48327x12185px, а размер 717,2 Mb. Смотреть лучше всего в полноэкранном режиме!

Что правда, есть данные, что Андромеда тоже может обладать перемычкой. Доказательства предоставила программа исследования космоса в инфракрасном диапазоне «2MASS» (от англ. «2 Micron All-Sky Survey», «исследование всего неба в [световом] диапазоне 2 микронов»). Она показала, что балдж галактики Андромеды, скрытый газопылевыми облаками от всего, кроме инфракрасного излучения, имеет квадратную форму, чего вполне достаточно, чтобы считаться галактикой класса SB.

Но и без учета перемычки туманность Андромеды отличается от Млечного Пути. Рукава ее спирали отстоят дальше друг от друга, чем у нашей галактики. И хотя их линии редко обладают идеально-ровной формой, в галактики МЗ1 некоторые рукава сильно искажены. Это «пробоины» от галактики меньших размеров, которая пролетела сквозь диск Андромеды. Такие события нередки для нашей соседки — 10 миллиардов лет назад она сформировалась с нескольких протогалактик, и за время своего существования поглотила минимум три своих спутника.

Размеры галактики

В нашей статье о разнообразии галактик Вселенной мы упоминали о том, что существует сразу несколько факторов, определяющих масштабы того или иного «звездного острова». Газопылевой и звездный диски двух галактик могут иметь различные масштабы и концентрацию — соответственно, стоит учитывать не только линейные размеры, но и общее количество звезд. Не менее важным фактором в судьбе галактики является ее масса. Галактика туманность Андромеды обгоняет нашу по всем трем параметрам, однако степень ее превосходства разнится.

• Самая заметная и неоспоримая характеристика — это размах диска галактики. В М31 он простирается на 110 тысяч световых лет от центра. Это около 4 раз больше, чем у Млечного Пути: он может похвастаться только скромными 26 тысячами с.л. радиуса. И хотя существуют «звездные острова» в сотни раз больше Андромеды, она остается самой большой в местной группе галактик.
• Другой фактор — это количество звезд. В галактике Андромеды, которая находится на удалении и хорошо видна, их подсчитать легче, чем в Млечном пути: приблизительное число достигает 1 триллиона звезд, что равно 10¹² светил. Это лишь минимальная оценка — Андромеда находится в полуразвороте относительно Земли, некоторые звезды Млечного Пути закрывают ее части, и даже на самых детальных снимках среднего размера светила занимают 1-2 пикселя. Наша галактика тут отстает не так сильно, как в размахе — количество звезд Млечного Пути сегодня оценивается в 400 миллиардов.
• Похожая ситуация с массой Андромеды. Так как больше 95% вещества любой галактики составляет темная материя, ее процентную долю принято считать примерно одинаковой — следовательно, масса галактики должна коррелировать с массой видимых звезд и газа. Галактика Андромеды охватывает 1,5 триллиона масс Солнца — число в переводе на обычные измерения выглядит как 2900000000000000000000000000000000000000000 килограмм! Но Млечный Путь не уступает соседке — его масса составляет от 0,8 до 1,5 триллиона масс Солнца.

Точные цифры на современном этапе развития науки остаются неизвестны. Дело в том, что массу планет, звезд и астероидов можно более-менее точно определить, наблюдая за их вращением относительно друг друга, а затем используя гравитационные законы. У Андромеды есть спутники, по которым можно было бы совершить вычисления — но нужны тысячи лет, чтобы определить их орбиту. Галактика пока что наблюдается не настолько долго. Поэтому астрофизикам только и остается что делать допущения.

Движение галактики и ее спутники

Все во Вселенной взаимосвязано и находится в движении — это не философская сентенция, но банальный вывод из известных принципов гравитации. Галактика Андромеды также не стоит на месте. Разные ее части движутся с разной скоростью. Возле ядра звезды и газ вращаются со скоростью 225 км/сек, а на отдалении в 7 тысяч световых лет — 50 км/сек. Разгоняет объекты сосредоточение массы ядра — тяжелые звезды и сверхмассивная черная дыра, традиционное сердце галактики.

Также галактика Андромеда приводит в движение другие «звездные острова», конкретно — 14 карликовых галактик-спутников. Самые большие из них — М32 и М110 — без труда видны в телескоп, благодаря чему были открыты еще в XVIII веке. Также ученые подозревают, что именно М32 пробила «арку» в диске Андромеды. Еще Андромеда регулярно их поглощает — некоторые шаровые скопления светил в гало «звездного острова», которые отделены от общего звездного диска, являются остатками ядер поглощенных галактик.

Столкновение с нашей галактикой

Как самый большой участник Местной Группы галактик, Андромеда так или иначе взаимодействует с другими галактиками. К добру или к худу, но ее путь пересекает наш Млечный Путь — и через 3-4 миллиарда лет она сольется с нашей галактикой воедино. Несмотря на то что предсказать движение столь громадных объектов сложно, последние исследования считают столкновение неизбежным.

Как это произойдет? Когда галактики приблизятся на достаточное расстояние, их ядра начнут с громадной скоростью кружить друг возле друга. Во время этого «танца» звездные диски будут рассеяны силой гравитационных взаимодействий — они разлетятся в разные стороны, словно брызги воды. Ядра же будут кружиться все быстрее и быстрее, пока не сольются воедино в новый массивный балдж. Новая галактика будет линзовидной — не все звезды вернутся обратно после бурного соединения Млечного Пути и Андромеды, а рукава сотрутся.

Что ожидает наше Солнце и Землю? Они должны остаться невредимы — шансы столкновения звезд двух галактик весьма малы. Посмотрим на наглядном примере. Если Солнце ужать до размера мячика для настольного тенниса, диаметр Млечного Пути составит 30 миллионов километров. И даже если составить звезды обеих галактик, расстояние между каждым светилом-мячиком будет свыше 3 километров. Велики ли шансы того, что «мячики» столкнутся, учитывая то, что настоящие звезды, как и ядра галактик, при первом контакте будут отталкиваться, а не биться напрямую?

Поэтому существует почти 50% шанс того, что наше Солнце станет межгалактическим путешественником — во время слияния оно оторвется от Млечного Пути и полетит в бездну Вселенной. Планеты при этом не пострадают и не сменят своих орбит. Однако для Земли на тот момент будет представлять наибольшую опасность само Солнце — оно будет приближаться к стадии красного гиганта, предсмертной стадии эволюции.