Непростое прошлое Андромеды.

( Астрономия@Science_Newworld).

Как двигается человек, стоящий на месте? Лишь в том случае, если отбросить дрейф континентальных плит, это определяет в первую очередь вращение земли вокруг собственной оси, затем вращение земли вокруг солнца
. А что дальше? Звезды вращаются вокруг центра млечного пути, млечный путь вместе с еще примерно пятью десятками других галактик вращается в составе местной группы галактик, а она, в свою очередь, участвует в расширении вселенной в составе сверхскопления девы. Узнать механизмы эволюции каждого элемента этой цепочки важно, чтобы видеть всю картину - как за 13 миллиардов лет эволюции из горячего водорода и гелия получился наш шарик с пятью материками и четырьмя океанами.

Историю одного из элементов в этой цепочке удалось установить Клер дорман, аспирантке из университета Калифорнии. В своей новой статье, опубликованной в Astrophysical Journal, она исследовала кинематику звезд в отдельно взятой галактике Андромеды. Масштабы поскромнее, чем в недавней работе о влиянии темной материи на скорости 290 галактик, но уж больно любопытные результаты. У Андромеды, судя по полученным данным, оказалась крайне непростая судьба.

Как и всякая спиральная галактика, Андромеда (она же M31) состоит из центральной части (балджа), спиральных рукавов, образующих диск и сферического гало, где звезд относительно мало. Однако Андромеда, в отличие от млечного пути, обладает значительно утолщенным диском. Согласно стандартной космологической модели (так же известной как лямбда - CDM), большинство галактик было образовано в результате слияний или поглощений (привет, экономисты) мелких галактик - спутников. И наличие "Размытого" утолщенного диска в галактике - это признак именно таких слияний.

Вообще, есть три теории образования подобных дисков - звезды могут образовываться в изначально более толстых дисках пыли и газа; звезды в тонких дисках могут получить дополнительную скорость, взаимодействуя с падающим при поглощении из карликовых галактик веществом; и, наконец, популяция более динамически горячих звезд (то есть звезд с менее упорядоченным движением) может быть захвачена напрямую из другой галактики в процессе слияния.

Как всегда, теория очень красива, стройна и у нее лишь один недостаток - единственная подробно изученная галактика, наш млечный путь, вообще лишена толстого диска. А значит, в ее истории не было сколько-нибудь значительных столкновений с другими галактиками, даже с карликовыми спутниками.

И какой вывод следует делать - это наша галактика такая необычная или нужно перерабатывать модель, которая, вообще говоря, считается стандартной именно потому, что большинство специалистов ее принимают и с ее помощью трактуют все наблюдательные данные уже несколько десятилетий?

Что сделала Клер с коллегами: используя снимки телескопа "Хаббл" для определения цвета и яркости звезд (а значит - их массы и возраста), она разбила 5800 звезд на 4 подгруппы в зависимости от возраста. В них вошли 1) молодые сверхгиганты возрастом всего в несколько сотен миллионов лет, 2) старые и 3) молодые гиганты асимптотической ветви (маломассивные звезды в конце своей жизни), и 4) красные гиганты - самые старые звезды, средний возраст которых составляет миллиарды лет.

После этого, используя спектры этих звезд, полученные в ликской обсерватории, группа определила их скорости и рассчитала дисперсию, то есть установила, насколько скорость данной звезды отличается от средней скорости ближайших соседок. Результаты очень интересны - чем звезды старше, тем дисперсия их скоростей выше! То есть намного более вероятно, что молодые звезды спокойно вращаются вокруг центра Андромеды, в то время как звезды, в которых и ядерная реакция - то уже почти не идет, носятся как угорелые. Более того, даже для самых спокойных звезд в Андромеде дисперсия в три раза выше, чем у звезд млечного пути - это ясно указывает на то, что история у галактики М 31 намного более сложна и полна событиями.

Даже соотношение дисперсий скоростей в Андромеде неодинаково в разных точках: если в середине диска выведенное соотношение выполняется очень четко, то ближе к центру галактики есть участки - один из них даже получил специальное название Brick 9 - где у группы молодых звезд дисперсия такая же, как и везде, а у трех остальных групп более старых звезд - так и вовсе одна и та же. Будто там был какой-то механизм, который разгонял звезды несколько миллиардов лет назад, а потом очень быстро сошел на нет.

Возможных объяснений этих результатов несколько. По косвенным признакам понятно, что у Андромеды скорее всего не было единственного столкновения с другой галактикой, но имел место процесс постоянного перетягивания вещества из сателлитных галактик, который вносил всё большее возмущение в орбиты звёзд. А вот аномалию участка Brick 9 можно попытаться объяснить наличием в прошлом перемычки, позже разрушившейся (по непонятным пока причинам.

Итак, теория возникновения галактик в результате слияния, являющаяся частью стандартной космологической модели, получила хорошее подтверждение (50% из нашей выборки в 2 галактики - результат неплохой. Но появилось много новых вопросов - какие именно галактики поглотила Андромеда, когда этот процесс начался и закончился ли он? Какие силы разрушили перемычку, если она на самом деле была? Какова кинематика звезд в других частях галактики - ближе к черной дыре, в гало, во внешних частях диска? Насколько, наконец, важно для этого шарика с океанами и континентами, что наша собственная галактика развивалась совсем по-другому?