Млечный Путь vs галактика Андромеды: столкновение уже началось!

Вы едете по шоссе, а сзади быстро приближается восемнадцатиколесный тягач с прицепом. Нужно перестроиться! Вы смотрите в зеркало. А хватит ли места? Тут вы замечаете слова на зеркале: «Объекты в зеркале ближе, чем кажутся». И это правда! То же самое и с галактикой Млечный Путь: на нас надвигается другая галактика, и, как и тягач, она ближе, чем кажется. Галактика Андромеды, или Эм тридцать один, как ее первоначально назвал Шарль Мессье в своем каталоге «Сто десять астрономических объектов» в тысяча семьсот семьдесят четвертом году. Теперь она официально называется Эн Джи Си сто двадцать два.

Будучи больше Млечного Пути, спиральная галактика Андромеды настолько велика и так близка, что ее можно увидеть без телескопа. Невооруженному глазу она кажется вдвое меньше Луны. В галактике Андромеды содержится один триллион звезд по сравнению с примерно тремястами-четырьмястами миллиардами звезд Млечного Пути. Чтобы увидеть галактику Андромеды, глаза должны привыкнуть к темноте. Придется подождать минут десять, пока зрачки не расширятся, чтобы впитывать как можно больше света. Эм тридцать один лучше всего видна с конца лета до зимы, когда над головой находится Большой квадрат Пегаса.

Проведите линию через Большой квадрат по диагонали вверх от звезды в нижнем углу, а затем пройдите немного дальше за пределы Квадрата. Вот она! Вы не сможете увидеть, насколько она велика, пока не взглянете на нее краем глаза. Если смотреть прямо на нее, галактика будет словно исчезать. Чтобы осознать масштабы, нужно использовать периферическое, или непрямое зрение, которое позволяет более отчетливо видеть свет ночью, но не различать цвета. Моряки использовали его веками, чтобы видеть слабые огни в океане или на суше. Аристотель использовал непрямое зрение для наблюдения за звездным скоплением Эм сорок один в Большом Псе, что он описал в своей книге «Метеорологика».

На телескопической фотографии галактика Андромеды кажется в шесть раз больше Луны, потому что невооруженным глазом видно только яркий центр галактики. Фото демонстрирует, насколько массивны на самом деле спиральные рукава Эм тридцать один. И она направляется в нашу сторону! Мы смотрим на будущее массовое столкновение галактического масштаба! Когда это произойдет, людям, скорее всего, придется переселиться в другую галактику.

Возможно, мы отправимся в галактику Вертушка в созвездии Большой Медведицы! Но откуда мы знаем, что на нас надвигается галактика Андромеды? Есть такой инструмент — спектроскоп. После камеры он является самым важным дополнением телескопа. Кроме человеческого глаза, конечно. Наши глаза видят только свет. Мы видим не сами объекты, а свет, который от них отражается. Точно так же это работает и с космическим пространством. Итак, если мы хотим понять космос, нам нужно понять свет. Для астрономов девятнадцатого века это было непростой задачей. Изобретение спектроскопа стало большим прорывом в понимании света, приходящего на Землю из космоса.

С помощью спектроскопа астрономы могут определить, в каком направлении движутся объекты в пространстве и какие элементы излучают свет! При приближении скорой помощи слышно, как сирена становится громче и ее тон становится выше. А когда она проезжает мимо и удаляется, звук сирены ослабевает и становится ниже. Изменение частоты основного тона зависит от движения источника. Это называется «эффект Доплера» в честь австрийского физика и математика Кристиана Иоганна Доплера, который впервые объяснил этот эффект в тысяча восемьсот сорок втором году. Звучание сирены скорой помощи не меняется. Это звуковые волны сжимаются по мере ее приближения и растягиваются по мере ее удаления.

Спектроскоп показывает, что световые волны тоже проявляют эффект Доплера: они сжимаются, когда звезда или галактика приближается, и кажутся растянутыми, когда объект удаляется. Поэтому свет от приближающейся галактики будет казаться более синим за счет голубого сдвига, небольшого увеличения частоты, а свет от удаляющейся галактики будет казаться краснее из-за красного смещения — небольшого уменьшения частоты света. В тысяча девятьсот двадцать девятом году Эдвин Хаббл, в честь которого назвали космический телескоп, опубликовал спектроскопическое исследование сорока шести галактик, свет от которых, кроме одной, удалялся.

Исследование Хаббла подтвердило, что Вселенная расширяется! Чем дальше галактика находилась от Млечного Пути, тем быстрее она удалялась. Это стало первым доказательством, что Вселенная началась с Большого взрыва. Единственной галактикой, чей свет имел голубой сдвиг и двигался в сторону Млечного Пути, была Эм тридцать один, галактика Андромеды, ближайшая к нам! Четыреста тысяч километров в час — довольно высокая скорость для столкновения. Это скорость, на которую указывают измерения синего сдвига Андромеды. Когда это случится, начнется большой переполох! Но когда это произойдет? Чтобы понять, нужно определить расстояние между галактиками. И здесь нам нужен взрыв! То есть сверхновые!

Сверхновые типа «один А» имеют наиболее универсальные кривые блеска, что позволяет использовать их в качестве «стандартных свечей» — индикаторов расстояний во Вселенной. Сверхновая типа «один А» появляется, когда белый карлик разрушается под давлением всего газа, который он гравитационно поглощал от своей звезды. Глядя на галактику Андромеды и измеряя видимую яркость сверхновой в галактике, можно рассчитать расстояние до нее. Поскольку интенсивность света обратно пропорциональна квадрату расстояния от его источника, что называется Законом обратных квадратов, можно сравнить видимую яркость сверхновой в галактике Андромеды с ее абсолютной яркостью. Так мы получаем примерное расстояние в два с половиной миллиона световых лет.

Один световой год — это девять с половиной триллионов километров, а галактика Андромеды находится от нас на расстоянии два с половиной миллиона световых лет. И хотя она несется к нам со скоростью четыреста тысяч километров в час, у нас есть примерно четыре миллиарда лет до Большого столкновения! В общем, есть еще время, чтобы собрать вещи. Но если мы видим галактику Андромеды такой, какой она была два с половиной миллиона лет назад, и всё это время она двигалась к Млечному Пути, то насколько же большой она должна казаться в небе сейчас? Такой же большой, как тягач в зеркале заднего вида! Интересно, у нас правда осталось четыре миллиарда лет до столкновения? Тут есть и другие факторы, которые нужно учитывать.

Малые галактики, гравитационно связанные как с Млечным Путем, так и с галактикой Андромеды, будут поглощены. Учитывая возникающее неравномерное распределение массы, это повлияет на столкновение Млечного Пути и Андромеды. Некоторые ученые говорят, что галактики ждет не прямое столкновение, а скорее боковой удар. А еще у каждой из галактик есть гало. Вот что удалось выяснить проекту «АМИГА» о гало из звезд и газа, которые окружают галактику Андромеды. С помощью телескопа «Хаббл» исследователи смогли наблюдать, как свет от далеких ярких квазаров поглощается невидимым газом вокруг галактики Андромеды. Взгляните на результаты и обратите внимание на Эм тридцать один в центре.

Если то же относится и к Млечному Пути, а причин думать иначе пока нет, то гало двух галактик уже соприкасаются! То есть столкновение уже началось. А еще есть вопрос, какое влияние облака темной материи вокруг каждой галактики могут оказать на грядущее столкновение — или уже оказывают! Гадать можно долго. В любом случае через четыре миллиарда лет Солнце увеличит яркость и начнет превращаться в красного гиганта... и людям придется найти себе другую галактику! Счастливого путешествия, дорогие люди!