ОС 

Магеллановы облака. Большое и малое магеллановы облака Вращения Большого Магелланова Облака

Если вам когда-нибудь доведется провести ночь южнее экватора Земли, и южное бархатно-черное небо раскинет перед вами непривычные рисунки созвездий (почему-то всегда хочется верить, что где-то там, за морями, всегда стоит хорошая погода), обратите внимание на два небольших туманных облака на небе. Эти "ненормальные" облака не движутся относительно звезд и как бы "приклеены" к небу.

В Европе таинственные облака были известны еще в средние века, а коренные обитатели экваториальных областей и земель южного полушария знали о них, по-видимому, задолго до этого. В XV веке моряки называли облака Капскими (имя это сродни названию Капской колонии - средневековых британских владений в Южной Африке, располагавшихся на территории нынешней Южно-Африканской Республики).

Южный полюс мира, в отличие от северного, труднее найти на небе, так как рядом с ним нет таких ярких и приметных звезд, как Полярная. Капские Облака находятся неподалеку от южного полюса небесной сферы и образуют с ним почти равносторонний треугольник. Это свойство Облаков сделало их достаточно известными объектами, и поэтому они издавна применялись в навигации. Однако природа их оставалась загадкой для ученых того времени.

Во время кругосветного путешествия Фернана Магеллана в 1518 -1520 годах, его спутник и летописец Антонио Пигафетта описал облака в своих путевых заметках, что сделало факт их существования достоянием широкой европейской общественности. После того, как Магеллан погиб в 1521 году в вооруженном конфликте с местным населением на Филиппинах, Пигафетта предложил назвать облака Магеллановыми - Большим и Малым, соответственно их размерам.

Видимые глазом, размеры Магеллановых Облаков на небе одни из самых больших среди всех астрономических объектов. Большое Магелланово Облако (БМО) имеет протяженность более 5 градусов, т.е. 10 видимых диаметров Луны. Малое Магелланово Облако (ММО) немного поменьше - чуть более 2 градусов. На фотографиях же, где удается зафиксировать и слабые внешние районы, размеры Облаков - 10 и 6 градусов соответственно. Малое Облако расположено в созвездии Тукана, а Большое занимает часть Золотой Рыбы, а также Столовой Горы.

Еще в начале нашего века у ученых не было единого мнения о природе Облаков. В энциклопедии Брокгауза и Ефрона, например, говорится, что Облака - "не суть сплошные пятна, подобные другим; они представляют удивительнейшие скопления многих туманных пятен, звездных куч и отдельных звезд". И только после того, как в 20-х годах XX века астрономы измерили расстояния до некоторых туманностей, и стало ясно, что существуют звездные миры, лежащие далеко за пределами нашей Галактики, Магеллановы Облака заняли свою "нишу" среди небесных объектов.

Сейчас известно, что Магеллановы Облака - самые близкие соседи нашей Галактики во всей Местной Группе галактик. Свет от БМО идет к нам 230 тыс. лет, а от ММО и того меньше - "всего" 170 тыс. лет. Для сравнения, ближайшая гигантская спиральная галактика - Туманность Андромеды, почти в 10 раз дальше, чем БМО. Линейные размеры Облаков сравнительно невелики. Их поперечники составляют 30 и 10 тысяч световых лет (напомним, что наша Галактика имеет более 100 тысяч световых лет в поперечнике).

Облака имеют типичные для неправильных галактик форму и строение: на фоне клочковатой структуры выделяются нерегулярно распределенные области повышенной яркости. И все же порядок в строении этих галактик есть. В БМО, например, наблюдается упорядоченное движение звезд вокруг центра, что делает это Облако похожим на "правильные" спиральные галактики, звезды в галактике концентрируются к плоскости, называемой плоскостью галактики.

По движению вещества Облаков можно узнать, как расположены их галактические плоскости. Оказалось, что БМО лежит почти "плашмя" на небесной сфере (наклон меньше 30 градусов). Это означает, что вся сложная "начинка" Большого Облака - звезды, облака газа, скопления - находятся практически на одном и том же расстоянии от нас, и наблюдаемая разность в блеске различных звезд соответствует действительности и не искажена из-за разного расстояния до них. В нашей Галактике этим свойством обладают только звезды в скоплениях.

Удачная ориентация БМО, его "открытость", а также близость Магеллановых Облаков к нам сделало их настоящей астрономической лабораторией, "объектом номер 1" для физики звезд, звездных скоплений и многих других интересных объектов.

Магеллановы Облака преподнесли несколько сюрпризов астрономам. Одним из них стали звездные скопления. Они были обнаружены в Магеллановых облаках, как и в нашей Галактике. В ММО их найдено около 2000, в БМО - более 6000, из которых около сотни - шаровые скопления. В нашей Галактике находится несколько сотен шаровых скоплений, и все они содержат аномально мало химических элементов тяжелее гелия. В свою очередь, содержание металлов однозначно зависит от возраста объекта - ведь чем дольше живут звезды, тем дольше они обогащают "окружающую среду" химическими элементами тяжелее гелия. Низкое содержание металлов в звездах шаровых скоплений нашей звездной системы говорит о том, что их возраст весьма преклонный - 10-18 млрд. лет. Это самые старые объекты в нашей Галактике.

Сюрприз ожидал астрономов, измеривших "металличность" скоплений в Облаках. В БМО было обнаружено более 20 шаровых скоплений, у которых содержание металлов такое же, как у совсем еще не старых звезд. Это означает, что по меркам астрономических объектов скопления родились не так давно. Таких объектов в нашей Галактике нет! Следовательно, в Магеллановых Облаках образование шаровых скоплений продолжается, тогда как в Галактике этот процесс прекратился много миллиардов лет назад. Вероятнее всего, гигантские приливные силы в нашей звездной системе успевают "растащить" еще не родившиеся шаровые скопления. В небольших же по размеру и массе Магеллановых Облаках, в более "вежливом" окружении, есть все условия для образования шаровых звездных скоплений.

Сами Облака не выделяются в мире галактик из-за своих скромных размеров и светимости. Однако в Большом Магеллановом Облаке есть объект, который является заметной фигурой среди себе подобных. Речь идет об огромном, горячем и ярком облаке газа, которое хорошо видно на фотографиях БМО. Называется оно "Туманность Тарантул", или, более официально, 30 Золотой Рыбы. Название Тарантул было дано туманности из-за ее внешнего вида, в котором человек с богатой фантазией может разглядеть сходство с большим пауком. Протяженность туманности - порядка тысячи световых лет, а общая масса газа в 5 миллионов раз превышает массу Солнца. Светится Тарантул как несколько тысяч звезд вместе взятых. Это происходит потому, что внутри туманности рождаются массивные горячие звезды, излучающие гораздо больше энергии, чем звезды типа нашего Солнца. Они нагревают окружающий их газ и заставляют его светиться. В нашей галактике есть лишь несколько похожих по размерам туманностей, но все они скрыты от нас плотной завесой галактической пыли. Если бы не пыль, они тоже представляли бы собой заметные и яркие небесные объекты.

Внутри туманности Тарантул находится множество очагов рождения звезд, где звезды рождаются "оптом". Молодые массивные звезды, возраст которых не превышает нескольких миллионов лет, показывают нам те области, где еще продолжается образование звезд из сгустков газа.

Внутри Тарантула также неоднократно взрывались сверхновые. Подобные взрывы звезд на конечной стадии их эволюции приводят к тому, что большая часть звезды разбрасывается по пространству со скоростями в несколько тысяч километров в секунду. Взрывы сверхновых сделали структуру туманности запутанной, хаотичной, наполненной пересекающимися газовыми волокнами и оболочками. Туманность Тарантул служит хорошим "полигоном" для проверки теорий рождения и гибели звезд.

Магеллановы Облака сыграли важную роль и в построении межгалактической шкалы расстояний. В Облаках найдено свыше 2000 переменных звезд, большинство из которых - цефеиды. Период изменения блеска цефеид тесно связан с их светимостью, что делает эти звезды одним из надежнейших индикаторов расстояния до галактик. На примере Облаков очень удобно сравнивать различные индикаторы расстояния, по которым строится межгалактическая "лестница" расстояний.

Если бы человеческий глаз был способен воспринимать радиоволны с длиной волны 21 см (на этой длине волны излучает атомарный водород), то он увидел бы удивительную картину на небе. Он разглядел бы плотные облака газа в плоскости нашей Галактики - Млечном Пути, и отдельные облака на различных широтах - близлежащие газовые туманности и облака, "блуждающие" на высоких широтах. Удивительно изменились бы Магеллановы Облака. Вместо двух разделенных объектов "длинноволновый" человек увидел бы одно большое облако с двумя яркими конденсациями там, где мы привыкли видеть Большое и Малое Магеллановы Облака.

Еще в 50-е годы было выяснено, что облака погружены в общую газовую оболочку. Газ оболочки непрерывно циркулирует: охлаждаясь в межгалактическом пространстве, он выпадает на Облака под действием силы гравитации и выталкивается обратно "поршнями" сверхновых, в результате взрыва которых возникает расширяющаяся оболочка горячего газа с избыточным давлением внутри (процесс этот напоминает перемещение воды в кастрюле, подогреваемой снизу газовой горелкой).

Недавно выяснилось также, что Облака связаны общей газовой перемычкой не только друг с другом. Найдено газовое волокно - тонкая полоса газа, начинающаяся на Облаках и идущая через все небо. Оно связывает Магеллановы Облака с нашей Галактикой и несколькими другими галактиками Местной Группы. Его назвали "Магеллановым Потоком". Как же образовался этот поток? Скорее всего, несколько миллиардов лет назад Магеллановы Облака сблизились с нашей Галактикой. Наша гигантская звездная система "вытянула" часть газа из Облаков своим гравитационным притяжейием, словно пылесосом. Газ этот частично обогатил нашу звездную систему. Остаток же его "расплескался" в межгалактическом пространстве, образовав Магелланов Поток.

Близость Магеллановых Облаков к нашей массивной Галактике не проходит для них даром. Возможно, что сближения Облаков и Млечного Пути, вызывающие обмен газом и звездами, происходили в прошлом не один раз. Если ближайшее из облаков - Малое, подойдет к нашей Галактике в 3 раза ближе, чем сейчас, приливные силы его полностью разрушат. В далеком будущем, возможно, произойдут подобные столкновения, и Магеллановы Облака будут полностью поглощены нашим Млечным Путем. Они не скоро "переварятся" в огромном чреве нашей Галактики, и активизируют рождение звезд в местах своего падения, как это в более сильной форме наблюдается при слиянии больших галактик.

Подобно планетам-гигантам Солнечной системы, наш Млечный путь обладает множеством спутников — небольших галактик, которые гравитационно с ним связанны. Наиболее известными подобными объектами являются Большое и Малое Магеллановы облака. Это две карликовые галактики, удаленные от нас на расстояние около 170 тысяч световых лет. Их можно увидеть невооруженным глазом на южном небе.
Астрономам давно известно, что часть светил в Большом Магеллановом облаке являются «неправильными». Их скорости, орбиты и химический состав существенно отличаются от большинства соседей. По мнению ученых, скорее всего эти звезды были украдены Большим Магеллановым облаком у другой галактики. Но какой именно?

До недавних пор в качестве основного кандидата на эту роль рассматривалось Малое Магелланова облака. Аномальные звезды его соседа имеют схожий с ним химический состав. Кроме того, обе галактики соединены , состоящим из водорода и цепочки светил. Предполагается, что он образовался 200 миллионов лет назад, когда обе галактики прошли на небольшом расстоянии друг от друга и гравитация Большого Магелланова облака буквально вырвала из своего соседа поток звезд и газа.

Однако в свежем выпуске журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society была , предполагающая иное происхождение аномальных светил. Ее автор, австралийский астроном Бенджамин Армстронг, провел компьютерное моделирование, показавшее что причиной всему могло стать поглощения Большим Магеллановым облаком соседней карликовой галактики, произошедшее 3 - 5 миллиарда лет назад. Подобный процесс должен привести к появлению в центре галактики большой группы звезд с ретроградными орбитами, что очень похоже на реально наблюдаемую картину.

По мнению Армстронга, такой сценарий может объяснить, почему звезды в шаровых скоплениях Большого Магелланова облака или очень старые или очень молодые без промежуточных по возрасту светил. Поглощение соседней галактики должно было спровоцировать мощную вспышку звездообразования, в результате которой одновременно сформировалось большое количество новых светил.

Краткое описание

Большое Магелланово Облако занимает область неба южного полушария в созвездиях Золотой Рыбы и Столовой Горы и с территории России никогда не видно. БМО приблизительно в 10 раз меньше по диаметру чем Млечный Путь и содержит приблизительно 30 миллиардов звёзд (1/20 от их числа в нашей Галактике), в то время как Малое Магелланово Облако содержит только 1,5 миллиарда звёзд. Масса БМО примерно в 300 раз меньше массы нашей галактики (Масса БМО = 10 10 масс Солнца). БМО является четвёртой по массе галактикой в Местной Группе (после Андромеды , Млечного Пути и Треугольника). По образному выражению Ф. Ю. Зигеля, Большое Магелланово Облако отдалённо напоминает сегнерово колесо .

В 2013 году международной группой астрономов было измерено наиболее точное расстояние до БМО. Оно составляет 163 тысячи световых лет или 49,97 (± 0,19 (статистическая погрешность) ± 1,11 (систематическая погрешность)) килопарсек . Наблюдения проводились за затменными двойными звёздами в галактике на протяжении почти десяти лет. Такие звёзды обращаются очень близко друг к другу вокруг общего центра масс , заслоняя одна другую. При этом их общий блеск падает. Так, отслеживая пульсации этих звёзд, можно определить их массы, размеры и расстояние до них. По словам Вольфганга Гирена (Wolfgang Gieren, Universidad de Concepción, Чили), одного из руководителей коллектива, «астрономы в течение ста лет пытались точно измерить расстояние до Большого Магелланова Облака, и это оказалось крайне трудной задачей. И вот теперь мы решили эту задачу, достигнув убедительной точности измерений в 2 %» .

История наблюдений

Первое письменное упоминание о Большом Магеллановом Облаке содержится в «Книге созвездий неподвижных звёзд » персидского астронома Абдуррахмана ас-Суфи аш-Ширази (964 г), позже известного в Европе как «Azophi» .

Следующее документированное наблюдение было зарегистрировано в 1503-1504 годах Америго Веспуччи .

Большое Магелланово Облако названо в честь Фернана Магеллана , наблюдавшего эту галактику в 1519 году во время кругосветного путешествия .

Измерения, проведённые на космическом телескопе Хаббл, объявленные в 2006 году, показывают, что Большие и Малые Магеллановы Облака могут двигаться слишком быстро, чтобы вращаться вокруг Млечного Пути . В 2014 году измерения космического телескопа Хаббл позволили определить, что БМО имеет период вращения 250 миллионов лет .

В результате наблюдений 2018-2019 годов команда астрономов-любителей получила рекордное в своём роде (не принимая во внимание профессиональную астрономию) изображение Большого Магелланова Облака. Суммарное разрешение изображения достигает 14 400 × 14 200 точек .

Объекты

Самая массивная и яркая звезда БМО - R136a1 , расположенная в компактном звёздном скоплении R136 . Это голубой гипергигант, имеющий массу, равную 265 массам Солнца . Температура поверхности звезды составляет более 40 000 кельвинов , она в 8,7 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 . Если WOH G64 поместить в центре Солнечной системы , то поверхность достигнет орбиты Сатурна . Звезда также окружена плотным тором из пыли и газа.

  • БМО светит в 10 раз слабее, чем Млечный Путь, однако является самым ярким его компаньоном из двух десятков галактик-спутников. За счёт своей гравитации БМО перетягивает к себе миллионы звёзд из Малого Магелланова облака (ММО). В галактике присутствует несколько тысяч оранжевых и красных гигантов, стареющих звёзд, которые больше, ярче и холоднее, чем Солнце. Около 5 % этих звёзд имеют совершенно особенные скоростные характеристики: они вращаются под углом 54 градуса к плоскости БМО, а также в другую сторону по сравнению с основной массой звёзд. Отличается и химический состав данных звёзд: по процентному содержанию железа они соответствуют ММО.
  • В отличие от большинства объектов далёкого космоса БМО не является отдельным объектом NGC .
  • Согласно опубликованном данным, по одной из моделей, через 4 млрд лет Млечный Путь «поглотит» Большое и Малое Магеллановы Облака, а через 5 млрд лет сам Млечный Путь будет поглощён Туманностью Андромеды . По расчётам учёных из Института вычислительной космологии Даремского университета, Большое Магелланово облако, которое сейчас отдаляется от Млечного пути, и примерно через 1 млрд лет развернётся и направится к центру нашей Галактики, где в течение примерно 1,5 млрд лет будет происходить их слияние. При этом центральная сверхмассивная чёрная дыра нашей Галактики Стрелец А* увеличится в размерах в 10 раз. В результате столкновения через 2 млрд лет Солнечная система может быть вытолкнута из нашей Галактики в межгалактическое пространство .
  • По расчётам учёных из Калифорнийского университета в Риверсайде (США), 1 миллиард лет назад карликовая галактика в Киле , Карликовая галактика в созвездии Печь и ещё несколько ультраслабых карликовых галактик были спутниками Большого Магелланова Облака, а не Млечного Пути .

Галерея

См. также

Примечания

  1. Pietrzyński, G; D. Graczyk; W. Gieren; I. B. Thompson; B. Pilecki; A. Udalski; I. Soszyński et al. An eclipsing-binary distance to the Large Magellanic Cloud accurate to two per cent (англ.) // Nature: journal. - 2013. - 7 March (vol. 495 , no. 7439 ). - P. 76-79 . - DOI :10.1038/nature11878 . - Bibcode : 2013Natur.495...76P . - arXiv :1303.2063 . - PMID 23467166 .
  2. SIMBAD Astronomical Database
  3. R. Brent Tully, Courtois H. M., Sorce J. G. Cosmicflows-3 // Astron. J. / J. G. III - IOP Publishing , 2016. - Vol. 152, Iss. 2. - P. 50–50. - ISSN 0004-6256 ; 1538-3881 - doi:10.3847/0004-6256/152/2/50
  4. Genevieve; Shattow; Loeb, Abraham. Implications of recent measurements of the Milky Way rotation for the orbit of the Large Magellanic Cloud (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters: journal. - 2009. - Vol. 392 . - P. L21 . - DOI :10.1111/j.1745-3933.2008.00573.x . - Bibcode : 2009MNRAS.392L..21S . - arXiv :0808.0104 .
  5. Macri, L. M. et al. A New Cepheid Distance to the Maser-Host Galaxy NGC 4258 and Its Implications for the Hubble Constant (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. - IOP Publishing , 2006. - Vol. 652 , no. 2 . - P. 1133-1149 . - DOI :10.1086/508530 . - Bibcode : 2006ApJ...652.1133M . - arXiv :astro-ph/0608211 .
  6. Freedman, Wendy L; Madore, Barry F. The Hubble Constant (неизв.) // Annual Review of Astronomy and Astrophysics. - 2010. - Т. 48 . - С. 673-710 . - DOI :10.1146/annurev-astro-082708-101829 . - Bibcode : 2010ARA&A..48..673F . - arXiv :1004.1856 .
  7. Majaess, Daniel J.; Turner, David G.; Lane, David J.; Henden, Arne; Krajci, Tom. Anchoring the Universal Distance Scale via a Wesenheit Template (англ.) // Journal of the American Association of Variable Star Observers: journal. - 2010. - Bibcode : 2011JAVSO..39..122M . - arXiv :1007.2300 .
  8. Peterson, Barbara Ryden, Bradley M. Foundations of astrophysics. - New York: Pearson Addison-Wesley, 2009. - P. 471. -

> Большое Магелланово Облако

Большое Магелланово Облако – карликовая галактика и ближайший спутник Млечного Пути: расстояние, созвездие Золотой Рыбы, обнаружение, рождение звезд, вращение.

Большое Магелланово Облако (БМО) – карликовая галактика, выступающая спутником для Млечного Пути (одна из ближайших к нашей планете). Удалена на 163000 световых лет (между созвездиями и ) и напоминает слабую туманность в южной сфере.

Вместе с наименованы в честь Фердинанда Магеллана. Однако, астрономы из южного полушария обнаружили эти явления еще до кругосветного путешествия в 1519 году. Сам Магеллан умер во время поездки, но команда оставила записи после возвращения.

Местоположение Большого Магелланова Облака

Облака заметны невооруженным глазом, поэтому их обнаружение опередило изобретение телескопа. Но понадобилось еще много веков, чтобы точно вычислить удаленность. До 1994 года считался ближайшим галактическим объектом, пока не проявилась карликовая эллиптическая галактика в . Но и она продержалась на пьедестале лишь до 2003 года, когда нашли Карликовую галактику в Большом Псе.

Большое Магелланово Облако состоит в . Наиболее известный член – (в северном полушарии), наблюдаемая без использования техники. Она удалена на 2.5 миллионов световых лет и приближается к нам для финального столкновения.

Звездообразование в Большом Магеллановом Облаке

Здесь также заметно рождение новых звезд. Удалось запечатлеть в некоторых участках огромные газовые скопления, которые подготавливают условия для «рождения».

В туманности Тарантула были замечены признаки активности и радиации. Это показало, что в центральной части сосредоточены тысячи массивных звезд, которые сдувают материал и создают интенсивное излучение с мощными ветрами. Можете полюбоваться на звезды галактики Большое Магелланово Облако на фото.

На снимке отображена молодая звездная группа в Большом Магеллановом Облаке.

Небольшая зона формирования звезд находится на участке LHA 120-N 11. Расположен далеко от плоскости , но этой дистанции хватает, чтобы изучать «новорожденных». Тем более, что область повернута «лицом», что только упрощает наблюдение.

Вращения Большого Магелланова Облака

Небольшая удаленность от Земли также помогла изучить Большое Магелланово Облако детальнее, чтобы осознать модель поведения других галактик. Стоит обратить внимание на вращение, которое способствует пониманию внутренней структуры дисковых галактик. Если у нас есть скорость вращения, то можно вычислить массу.

На вращение БМО уходит 250 миллионов лет. Это выяснили благодаря отслеживанию звездного передвижения относительно небесной плоскости (впервые этот метод применили на галактике). Если провести подобный эксперимент на Малом, то можно выяснить, как они движутся, а потом применить эту схему и к другим объектам в Местной Группе.