Исследователи космоса

Вид спиральной галактики во многом зависит от того, под каким углом мы на неё смотрим. Для эллиптических галактик такой разницы нет — всё равно, с какой стороны смотреть на шар. Но спиральная галактика по сути представляет собой диск, толщина которого плавно сходит на нет к его краям, а в середине этого диска есть некоторое вздутие — балдж — словно кабина летающей тарелки. Нет лучшей аллегории для спиральной галактики, чем "летающая тарелка", ведь и - плоская, как десертная тарелка, и - летает, причем, быстрее всех других физических образований нашей Вселенной.

Но, астрономы уже успели напридумывать для галактик странных имен. Впрочем, надо же было их как-то называть — каталожные номера безлики, и превращают астрономию (самую романтическую и возвышенную из наук) в бухгалтерксий учет. Астрономы, как могут, противостоят такому подходу, и по сей день выдумывают для небесных объектов оригинальные названия, одно другого остроумнее.

Галактика "Игла" была открыта Уильямом Гершелем в 1785 году, и никаких тогда каталогов, кроме каталога Мессье, в ходу не было. Гершель как раз составлял следующий. Разумеется, ни о каких галактиках тогда речи быть не могло — все, непохожие на планеты, звезды и скопления звезд, объекты астрономы относили к туманностям. Это тоже было отнесено к ним, и названо "Туманность Игла" — за продолговатый и исключительно тонкий, если не сказать — острый, внешний вид объекта. Какой номер был ему присвоен, это сейчас выяснить трудно, потому что каталог Уильяма Гершеля широкого распространения не получил. Столетие спустя объекту был присвоен номер 4565 в Новом Общем Каталоге, с пометкой "Игла". Номер мало кто помнит, а название "Игла" практически для каждого астронома поднимает из архивов памяти образ космического объекта, о котором идет речь — ни с чем другим его не перепутаешь.

Галактика "Игла" необыкновенно красива. Есть в её облике и изящество, гармоничность формы, и грандиозность космического масштаба, легкая иррациональность, выраженная легким изгибом краев, и хаотичность фактуры пылевого наполнения, расчерчивающая галактику вдоль диаметра небрежными линиями. Этот звездный остров, хоть и достаточно далек от нас, но доступен в любительские телескопы средней силы. Квалифицированные астрофотографы с удовольствием фотографируют "Иглу" и получают очень детальные снимки. Видеоролик в начале статьи сделан на основе любительского снимка этой галактики. Её сфотографировала итальянская любительница астрономии Николетта Гарньера 5 мая 2024 года. Это совсем свежий снимок. В сети можно отыскать еще множество изображений галактики NGC 4565, среди которых есть совершенно поразительные — от крупнейших телескопов Земли и Космоса. Орбитальный телескоп имени Хаббла тоже на эту галактику смотрел.

Столько внимания приковано к этой галактике не случайно. Её уникальная ориентация позволяет изучать спиральные ветви с редкого ракурса.. Существует не так много галактик, видимых точно с ребра. Даже знаменитая "Сомбреро" (тоже веселое название) на самом деле не столь точно ребром к нам ориентирована. Трудно было бы найти другую галактику, в системе координат которой наш Млечный путь попадал бы строго в галактический экватор... Да! Если переместиться в эту галактику, то окажется, что наша галактика для её жителей будет располагаться строго на линии их галактического экватора. Правда, это же обстоятельство сделает Млечный путь невидимым для большинства её наблюдателей — мы окажемся скрытыми за многочисленными пылевыми облаками, коих в галактике "Игле" предостаточно.

В это же самое время, в нашем небе "Игла" располагается практически точно в направлении галактического полюса Млечного пути. Это означает, что оттуда мы видны идеально плашмя.

Вот такая у нас невзаимность. Мы развернуты к Игле всей плоскостью, а она показывает нам лишь своё единственное ребро.

Галактический полюс Млечного пути расположен в пределах созвездия Волос Вероники. Именно в нем и находится галактика "Игла" — на расстоянии 56 миллионов световых лет. Долгое время расстояние до неё оценивалось в 40 миллионов световых лет, но потом оказалось, что "Игла" в полтора раза дальше, а следовательно заметно больше в линейных размерах и существенно ярче по абсолютной светимости. И последнее обстоятельство делает "Иглу" самой яркой галактикой среди относительно близких к нам звёздных городов.

Что подразумевается, когда говорится о необычно высокой яркости галактики "Игла"?

Ведь, увидеть её можно лишь в телескоп, да при том — не самый дешевый.

Астрономы разделяют понятия видимой яркости и светимости. Видимая яркость очень относительна. Всякая звезда, или галактика (являющаяся по сути скоплением большого количества звезд) может быть очень яркой, если находится поблизости, но может оказаться совершенно невидима с очень большого расстояния. Но светимость — некоторое абсолютное свойство, говорящее о том, сколько света во Вселенную испускает тот или иной источник. И чтобы сравнивать по абсолютной яркости — звезды, или галактики — не столь важно, что именно — необходимо поместить объекты сравнения в идентичные условия. Давайте проделаем такой фокус.

По видимой яркости на нашем небе (среди спиральных галактик) лидирует Галактика Андромеды. Она имеет интегральный блеск 3,5m. То есть сравнима по блеску с звездой 3-4 звездной величины.

Галактика "Игла" имеет видимую яркость 9,5m — на 6 звездных величин слабее Галактики Андромеды. Но она в 22 раза дальше.

Из физики (оптики) нам известно, что яркость объекта убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. То есть, приближая "Иглу" на расстояние Галактики Андромеды (ставя её в те же условия) мы бы увидели как она поярчала в 22 в квадрате раз = 484 раза (почти в 500 раз).

Но сколько это звёздных величин?

Перепад яркости в 1 звездную величину равен 2,5 раза. Сколько таких перепадов в 500-кратном различии — эта задача решается через логарифмирование и соответствует разнице в 7 звездных величин. Из этого следует, что оказавшись на месте Галактики Андромеда, "Игла" была бы на половину звездной величины ярче... как говорится, хорошо, но мало — что такое "половина звёздной величины"? — на глаз не всякий заметит разницу.

Тут мы вспоминаем, что "Игла", хоть и оказалась заметно ближе (в этом мысленном эксперименте), но по прежнему демонстрирует нам свое узкое запыленное ребро. А что будет если мы развернём её на 12,5 градусов, чтобы она была видна под тем же углом, как и Галактика Андромеды? И вдруг окажется, что нашему взору откроются светящиеся пространства "Иглы" в несколько раз более широкие, что еще в несколько раз повысит её видимую яркость (сейчас-то она — как кольцо Сатурна при исчезновении — почти невидима, а всё еще какая яркая!). И в итоге галактика "Игла" окажется по меньше мере на пару-тройку звездных величин ярче Галактики Андромеды. Её яркость на земном небе оказалась бы примерно 1m, будь галактика NGC 4565 в совершенно тех же условиях, как Галактика Андромеды (относительно наблюдателя, расположенного в Галактике Млечный путь).

При этом, по размерам и массе "Игла" вполне соответствует Млечному пути. И содержит столько же шаровых звездных скоплений — как-будто типичная спиральная галактика, только очень и очень яркая.

Что является причиной такой высокой светимости "Иглы"?

Прежде всего бурное звёздообразование, которое уже породило огромное количество ярких звезд-гигантов и несчетное количество молодых звезд средних масс. Причиной резкого всплеска рождения молодых звезд является поглощение небольшой галактики, неосторожно проплывавшей мимо "Иглы" от 300 до 500 млн.лет назад. Это "читается" по характерному искривлению плоскости диска галактики. Поглощение привнесло некоторое количество хаоса в размеренное движение звезд по их орбитам, и пробудило сверхмассивную черную дыру в ядре. И с тех пор ядро галактики NGC 4565 проявляет довольно высокою активность, что дает основания причислять галактику "Игла" к Сейфертовским галактикам (американский астроном Карл Сейферт положил начало изучения галактик с активными ядрами, и теперь этот класс носит его имя).

Хотелось надеяться, что с течением времени последствия слияния нивелируются, активность ядра угаснет, и галактика "Игла" сменит стиль жизни на менее расточительный. Но уже сейчас назревает новое слияние — к галактике NGC 4565 стремительно приближается карликовая галактика IC 3571, которая непременно повторит судьбу своей предшественницы.

Карликовая галактика IC 3571, которая обречена на слияние с Галактикой NGC 4565 в самой ближайшей перспективе. Это маленькое звездное облачко хорошо заметно на фотографии Николетты Гарньера, угадывается на историческом снимке Исаака Робертса, и присутствует даже на зарисовке Джона Гершеля, хотя официально эта галактика была открыта лишь в 1903 года немецким астрономом Максом Вольфом

Эти метагалактические просторы астрономы именуют как "Coma I" или галактическое облако "Волосы Вероники I". Это некоторый аналог Местной Группы Галактик, возглавляемой Галактикой Андромеды и Млечным Путем. Только там другие лидеры — спиральная галактика NGC 4274, эллиптическая галактика NGC 4278 и наша "Игла" — NGC 4565, а кроме того — еще пара десятков вполне солидных галактик, которые всем своим галактическим роем прямо сейчас вливаются в скопление Девы, совершая слияние более высокого порядка. Оказывается, сливаются между собой не только галактики, но и целые их скопления. Это гораздо более медленный и величественный процесс, таймлапс которого можно было бы заснять делая 1 кадр в миллион лет. Прокручивать же полученный ролик пришлось бы с умопомрачительным ускорением тока времени, в котором миллиард лет пронесся бы менее чем за минуту.