M 32
M 32 (NGC 221) — карликовая эллиптическая галактика, самый близкий спутник галактики Андромеды и ближайшая к Земле эллиптическая галактика. Находится на расстоянии 770 килопарсеков от Млечного Пути, её диаметр составляет 2,5 килопарсека, масса ∼ 109 M⊙[8][9]. Абсолютная звёздная величина составляет −16,5m[7]. Относится к редкому подклассу — компактным эллиптическим галактикам[10].
Разные свойства M 32 — высокая металличность для её светимости и полное отсутствие шаровых звёздных скоплений — указывают на то, что она потеряла значительную часть своей массы из-за приливных взаимодействий с галактикой Андромеды и от неё осталась только центральная часть. В свою очередь, у галактики Андромеды из-за взаимодействия с M 32 искажена форма спиральных рукавов и искривлён диск[7][11].
Галактику M 32 открыл Гийом Лежантиль в 1749 году[9]. В 1944 году Вальтер Бааде при наблюдениях разделил её на отдельные звёзды и определил, что она находится на том же расстоянии, что и галактика Андромеды[12]. M 32 имеет видимую звёздную величину 8,1m, поэтому она заметна даже в бинокль[1].
Общие сведения
| M 32 | |
|---|---|
| Галактика | |
| История исследования | |
| Открыватель | Гийом Лежантиль[1] |
| Дата открытия | 29 октября 1749[1] |
| Обозначения | M 32, PGC 2555, UGC 452, 2MASX J00424182+4051546, MCG+07-02-015, IRAS 00399+4035, NGC 221, APG 168, Z 535-16, Z 0039.9+4036, UZC J004241.8+405154, AG+40 59, BD+40 147, PPM 43225, LEDA 2555 и RX J0042.6+4052 |
| Наблюдательные данные (Эпоха J2000.0) |
|
| Созвездие | Андромеда |
| Прямое восхождение | 0ч 42м 41,85с[2] |
| Склонение | 40° 51′ 51,80″[2] |
| Видимые размеры | 8,7'×6,5'[2] |
| Видимая зв. величина | +8,1m[3] |
| Характеристики | |
| Тип | Карликовая эллиптическая галактика[4] |
| Входит в | Местная группа[4] |
| Лучевая скорость | -196 км/c[5] |
| z | -0,000483[6] |
| Расстояние | 770 килопарсеков[4] |
| Абсолютная звёздная величина (V) | −16,5m[7] |
| Масса | ∼ 109[8] M☉ |
| Радиус | 1,25 килопарсека[9] |
| Информация в базах данных | |
| SIMBAD | M 32 |
Свойства
Основные характеристики
Расстояние между M 32 и галактикой Андромеды в проекции на картинную плоскость составляет 5,3 килопарсека. M 32 удалена на 770 килопарсеков от Млечного Пути[10], что делает её ближайшей к планете Земля эллиптической галактикой[9][13][14]. Различные признаки, например, отсутствие межзвёздных облаков, которые проецируются на галактики, говорят о том, что M 32 находится перед диском галактики Андромеды, а не за ним[15].
Диаметр галактики, измеренный по изофоте 25m на квадратную секунду дуги в фотометрической полосе B, составляет 2,5 килопарсека[16]. Масса M 32 составляет ∼109 M⊙[8], из этой массы на нейтральный атомарный водород приходится менее 1,5⋅106 M⊙. Абсолютная звёздная величина галактики в полосе V составляет −16,5m[7].
Разные свойства M 32 указывают на то, что она потеряла значительную часть своей массы из-за приливных взаимодействий с галактикой Андромеды, и что от неё осталась только центральная часть[14]. Хотя галактика является карликовой, её характеристики соответствуют некоторым масштабным соотношениям, присущим крупным эллиптическим галактикам, таким как соотношение Корменди, соотношение Фабер — Джексона и другим. Поэтому M 32 принято считать нормальной эллиптической галактикой, хотя и с небольшой светимостью[17].
Структура
Светимость
M 32 имеет невысокую светимость, компактные размеры и высокую поверхностную яркость, поэтому её относят к компактным эллиптическим галактикам — редкому подклассу карликовых эллиптических галактик. Её морфологический тип — cE2. M 32 также является ближайшим представителем и прототипом класса компактных эллиптических галактик[17][4][18].
Профиль поверхностной яркости M 32 в целом описывается законом де Вокулёра, в то время как у многочисленных карликовых сфероидальных галактик в Местной группе он является экспоненциальным[19][20].
Ядро
В центре M 32 наблюдается яркое ядро, которое, в частности, проявляется как отклонение профиля поверхностной яркости от закона де Вокулёра в сторону более высокой поверхностной яркости. Показатель цвета внутри ядра практически постоянен. На угловом расстоянии в 10 секунд дуги, соответствующем 37 парсекам от центра, находится самый мощный источник рентгеновского излучения в галактике — по-видимому, рентгеновская двойная[21].
Ядро, судя по распределению в нём поверхностной яркости, имеет центральную плотность более 107 M⊙/пк3. Дисперсия скоростей в центре ядра составляет 92 км/с, что указывает на наличие в нём сверхмассивной чёрной дыры: её масса оценивается в (3,0 ± 0,5)⋅106 M⊙[22]. Она также является рентгеновским источником с мощностью излучения в 1036 эрг/с. Эта величина составляет лишь 3⋅10−9 от эддингтоновской светимости — одного из наиболее низких показателей для известных сверхмассивных чёрных дыр[23].
Звёздное население
Основное звёздное население M 32 — старые звёзды (8-10 миллиардов лет) и звёзды среднего возраста (2-8 миллиардов лет) с относительно высокой металличностью −0,2; также в галактике содержатся звёзды старше 10 миллиардов лет с низкой металличностью около −1,6. Исходя из доли переменных типа RR Лиры в звёздном населении галактики, доля по массе таких старых, бедных тяжёлыми элементами звёзд составляет 1-4,5 % всей массы звёзд[24]. Присутствует и относительно молодое звёздное население с высокой концентрацией к центру, состоящее из звёзд моложе 1 миллиарда лет с высокой металличностью, около +0,1[25][26].
Средняя металличность M 32 составляет −0,25, что заметно выше, чем у других галактик Местной группы со сравнимой светимостью. Это также свидетельствует в пользу того, что в прошлом M 32 была заметно крупнее, но потеряла часть своей массы[7][25].
Звёздные скопления
При наблюдаемой светимости M 32 можно ожидать, что в ней должно находиться 10-20 шаровых звёздных скоплений, однако ни один такой объект в этой галактике не был обнаружен. Считается, что в прошлом в M 32 было более 20 шаровых скоплений, но из-за приливных взаимодействий с галактикой Андромеды эти объекты частично были оторваны от M 32 вместе с её внешними частями, а те, которые находились вблизи центра M 32, из-за приливного трения попали в её центр и образовали яркое ядро[27]. Рассеянные звёздные скопления в галактике не наблюдаются[28].
Межзвёздная среда
Межзвёздная пыль в галактике практически отсутствует[29]. Масса нейтрального атомарного водорода в галактике составляет менее 1,5⋅106 M⊙, молекулярного водорода — менее 5⋅103 M⊙. По всей видимости, галактика лишилась большей части своего газа под воздействием лобового давления, когда проходила через плоскость диска галактики Андромеды[30].
В M 32 известно как минимум 27 планетарных туманностей[31]. Облака межзвёздного газа отсутствуют, звёзды в галактике не образуются[28].
Переменные звёзды
В галактике присутствуют переменные типа RR Лиры. Эти звёзды равномерно распределены в M 32, их средняя металличность значительно ниже, чем у остального звёздного населения и составляет (−1,42 ± 0,2) [32]. Также известно, что около 60 % ярких звёзд асимптотической ветви гигантов являются долгопериодическими переменными[33].
В M 32 периодически вспыхивают новые звёзды: например, наблюдались вспышки в 1998, 2004 и 2006 годах, а частота вспышек оценивается приблизительно как 2 в год[34]. Вспышек сверхновых за всю историю наблюдений в галактике не зафиксировано[3]. Согласно расчётам, сверхновые типа Ia в галактике вспыхивают раз в 104-105 лет[35].
Взаимодействие с другими галактиками и эволюция
M 32 является спутником галактики Андромеды, а значит, также состоит в Местной группе галактик. Радиус орбиты M 32 вокруг галактики Андромеды оценивается в 12 килопарсеков, один оборот по ней занимает 800 миллионов лет, а сама орбита является ретроградной[36]. Последнее означает, что M 32 не образовалась вместе с галактикой Андромеды, а была захвачена гравитацией последней[37].
Взаимодействие этих галактик заметно повлияло на каждую из них. Из-за приливных взаимодействий M 32 лишилась значительной части своей массы, в пользу чего свидетельствуют различные особенности M 32. Для галактики Андромеды это взаимодействие привело к искажению формы спиральных рукавов и к искривлению диска[38]. Столкновение этих галактик, возможно, произошло 2 миллиарда лет назад и в таком случае вызвало вспышку звездообразования в галактике Андромеды в это же время[39]. Неизвестно, какой именно галактикой была M 32 в прошлом, до того, как лишилась внешних частей: это могла быть как нормальная эллиптическая галактика относительно небольшой светимости, так и спиральная галактика раннего типа, от которой остался лишь балдж[17].
Изучение
Галактику M 32 открыл Гийом Лежантиль 29 октября 1749 года. Позже Шарль Мессье внёс её в свой каталог под номером 32. После этого, наблюдая галактику, Джон Гершель и Генрих Луи Д'Арре также отмечали, что в центре наблюдается ядро, выглядящее, как звезда 10-й звёздной величины[3].
В 1944 году Вальтер Бааде смог пронаблюдать отдельные звёзды в M 32, M 110 и в галактике Андромеды. Он обнаружил, что звёзды в M 32 и в M 110 относятся только к населению II и имеют тот же блеск, что и звёзды в галактике Андромеды, а значит, находятся на одинаковом расстоянии[28].
M 32 уникальна в том, что она является самой близкой к Земле эллиптической галактикой, и поэтому может быть изучена гораздо детальнее, чем другие подобные объекты. Поскольку по своим характеристикам M 32 похожа на крупные эллиптические галактики, некоторые выводы относительно M 32 могут быть применимы и к остальным объектам этого класса[8].
Наблюдения
M 32 имеет полный угловой размер 8,7×6,5 угловых минут и видимую звёздную величину 8,1m[3]. Наблюдается в созвездии Андромеды, лучший месяц для её наблюдения ― ноябрь[40].
Среди спутников галактики Андромеды M 32 наблюдается легче всего, её можно увидеть в бинокль 8×30 — тогда она выглядит как размытая звезда, как и при наблюдении в телескоп с небольшим увеличением. При использовании телескопа с диаметром объектива 350 мм M 32 видна как овальное пятно размером 4×3 угловых минуты, большая ось которого направлена с севера на юг. В M 32 становится различимо яркое ядро, выглядящее как звезда. Поскольку M 32 находится на ярком фоне галактики Андромеды, то видимый размер первой на глаз оценить нелегко. Если смотреть в телескоп с диаметром объектива 500 мм, то в 6,3 угловых минутах к северо-востоку от M 32 можно заметить шаровое звёздное скопление в галактике Андромеды — G 156, которое выглядит как звезда 15,6-й звёздной величины[3].
Примечания
- ↑ 1 2 3 Галактика M32. Spacegid. Дата обращения: 19 октября 2023.
- ↑ 1 2 3 Эллиптическая галактика M32 (NGC 221), спутник галактики в Андромеде. Российская Астрономическая Сеть. Дата обращения: 19 октября 2023.
- ↑ 1 2 3 4 5 Stoyan R., 2008, с. 152.
- ↑ 1 2 3 4 Sarajedini A., Yang S.-C., 2012, с. 1460.
- ↑ Tully R. B., Courtois H. M., Sorce J. G., 2016, с. 1.
- ↑ Smith R. J., Lucey J. R., Hudson M. J., Schlegel D. J., Davies R. L., 2000, с. 469.
- ↑ 1 2 3 4 5 Sidney van den Bergh, 2000, с. 168.
- ↑ 1 2 3 4 Monachesi A., Trager S. C., 2011, с. 25.
- ↑ 1 2 3 4 M32 (NGC 221). David Darling. Дата обращения: 18 октября 2023.
- ↑ 1 2 Sarajedini A., Yang S.-C., 2012, с. 1466.
- ↑ Monachesi A., Trager S. C., 2011, с. 15, 24.
- ↑ Baade W., 1944, с. 141.
- ↑ Monachesi A., Trager S. C., 2011, с. 11.
- ↑ 1 2 Sidney van den Bergh, 2000, с. 163, 168—169.
- ↑ Dierickx M., Blecha L., Loeb A., 2014, с. 1.
- ↑ Results for object MESSIER 032 (M 32). NASA/IPAC Extragalactic Database. Дата обращения: 23 октября 2023.
- ↑ 1 2 3 Monachesi A., Trager S. C., 2011, с. 2.
- ↑ Howley K. M., Guhathakurta P., van der Marel R., Geha M., Kalirai J., 2013, с. 1.
- ↑ Sidney van den Bergh, 2000, с. 163.
- ↑ Sarajedini A., Yang S.-C., 2012, с. 1468.
- ↑ Sidney van den Bergh, 2000, с. 164—165.
- ↑ Sidney van den Bergh, 2000, с. 163—165.
- ↑ Peng S., Li Z., 2020, с. 6.
- ↑ Sarajedini A., Yang S.-C., 2012, с. 1459.
- ↑ 1 2 Monachesi A., Trager S. C., Lauer T. R., 2012, с. 1.
- ↑ Jones O. C., Nally C., 2021, с. 1.
- ↑ Sidney van den Bergh, 2000, с. 168—169.
- ↑ 1 2 3 Messier 32. University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory на Wayback Machine. Дата обращения: 19 октября 2023.
- ↑ Sarajedini A., Yang S.-C., 2012, с. 1471.
- ↑ Sidney van den Bergh, 2000, с. 164, 168.
- ↑ Sidney van den Bergh, 2000, с. 133, 167.
- ↑ Sarajedini A., Yang S.-C., 2012, с. 1467.
- ↑ Monachesi A., Trager S. C., Lauer T. R., 2012, с. 8.
- ↑ Neill J. D., Shara M. M., 2005, с. 1873.
- ↑ Welch G. A., Sage L. J., 2001, с. 676.
- ↑ Sidney van den Bergh, 2000, с. 163—164, 205.
- ↑ Sidney van den Bergh, 2000, с. 163—164, 169.
- ↑ Sidney van den Bergh, 2000, с. 163, 168.
- ↑ D’Souza R., Bell E. F., 2018, с. 737.
- ↑ Messier 32. NASA Science. Дата обращения: 19 октября 2023.
Литература
- Sidney van den Bergh. The Galaxies of the Local Group (англ.). — Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press, 2000. — 348 p. — ISBN 0-511-65181-6.
- Monachesi A., Trager S. C., Lauer T. R., Freedman W., Dressler A., Grillmair C., Mighell K. J. The Deepest Hubble Space Telescope Color-Magnitude Diagram of M32. Evidence for Intermediate-age Populations (англ.) // The Astrophysical Journal. — The American Astronomical Society, 2011. — Т. 727, вып. 1. — С. 28. — doi:10.1088/0004-637X/727/1/55.
- Sarajedini A., Yang S.-C., Monachesi A., Lauer T. R., Trager S. C. An ancient metal-poor population in M32, and halo satellite accretion in M31, identified by RR Lyrae stars (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — Royal Astronomical Society, 2012. — Т. 425, вып. 2. — С. 1459—1472. — doi:10.1111/j.1365-2966.2012.21609.x.
- Peng S., Li Z., Sjouwerman L. O., Yang Y., Xie F., Yuan F. Resolving the Nuclear Radio Emission from M32 with the Very Large Array (англ.) // The Astrophysical Journal. — The American Astronomical Society, 2020. — Т. 894, вып. 1. — С. 7. — doi:10.3847/1538-4357/ab855d.
- Monachesi A., Trager S. C., Lauer T. R., Hidalgo S. L., Freedman W., Alan D., Carl G., Kenneth J.M. The Star Formation History of M32 (англ.) // The Astrophysical Journal. — The American Astronomical Society, 2012. — Т. 745, вып. 1. — С. 20. — doi:10.1088/0004-637X/745/1/97.
- Jones O. C., Nally C., Sharp M. J., McDonald I., Boyer M. L., Meixner M., Kemper F., Ferguson A. M. N., Goldman S. R., Rich R. M. Infrared variable stars in the compact elliptical galaxy M32 (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — Royal Astronomical Society, 2021. — Т. 504, вып. 1. — С. 565—575. — doi:10.1093/mnras/stab923.
- Baade W. The Resolution of Messier 32, NGC 205, and the Central Region of the Andromeda Nebula. (англ.) // Astrophysical Journal. — American Astronomical Society, 1944. — Т. 100. — С. 137—146. — doi:10.1086/144650.
- Neill J. D., Shara M. A Possible High Nova Rate for Two Local Group Dwarf Galaxies: M32 and NGC 205 (англ.) // Astrophysical Journal. — The American Astronomical Society, 2005. — Т. 129, вып. 4. — С. 1873—1885. — doi:10.1086/428482.
- Stoyan R., Binnewies S., Friedrich S., Schroeder K. Atlas of the Messier Objects: Highlights of the Deep Sky (англ.). — Cambridge University Press, 2008. — Vol. 2. — 370 p. — ISBN 978-0-521-89554-5.
- Welch G. A., Sage L. J. The Interstellar Medium of M32 (англ.) // Astrophysical Journal. — The American Astronomical Society, 2001. — Т. 557, вып. 2. — С. 671—680. — doi:10.1086/322266.
- D’Souza R., Bell E. F. The Andromeda galaxy’s most important merger about 2 billion years ago as M32’s likely progenitor (англ.) // Nature Astronomy. — Nature, 2018. — Вып. 2. — С. 737–743.
- Dierickx M., Blecha L., Loeb A. Signatures of the M31-M32 Galactic Collision (англ.) // The Astrophysical Journal Letters. — The American Astronomical Society, 2014. — Т. 788, вып. 2, № L38. — С. 6. — doi:10.1088/2041-8205/788/2/L38.
- Howley K. M., Guhathakurta P., van der Marel R., Geha M., Kalirai J. Internal Stellar Kinematics of M32 from the SPLASH Survey: Dark Halo Constraints (англ.) // The Astrophysical Journal. — The American Astronomical Society, 2013. — Т. 765, вып. 1, № 65. — С. 22. — doi:10.1088/0004-637X/765/1/65.
- Tully R. B., Courtois H. M., Sorce J. G. COSMICFLOWS-3 (англ.) // The Astrophysical Journal. — The American Astronomical Society, 2016. — Т. 152, вып. 50. — С. 21. — doi:10.3847/0004-6256/152/2/50.
- Smith R. J., Lucey J. R., Hudson M. J., Schlegel D. J., Davies R. L. Streaming motions of galaxy clusters within 12 000 km s−1 — I. New spectroscopic data (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — Royal Astronomical Society, 2000. — Т. 313, вып. 3. — С. 469–490. — doi:10.1046/j.1365-8711.2000.03251.x.