ANDROMEDA: ODKRYCIE, POCHODZENIE, CHARAKTERYSTYKA, STRUKTURA - ARTE - 2025

Andromeda to galaktyka złożona z konglomeratu układów gwiezdnych, pyłu i gazu, które podlegają sile grawitacji. Znajduje się 2,5 miliona lat świetlnych od Ziemi i jest jedynym obiektem widocznym gołym okiem, który nie należy do Drogi Mlecznej.

Pierwsza wzmianka o galaktyce pochodzi z 961 roku, kiedy perski astronom Al-Sufi opisał ją jako niewielkie zachmurzenie w konstelacji Andromedy. Najprawdopodobniej udało się go rozpoznać innym starożytnym ludom.

Rysunek 1. Galaktyka Andromedy, podobna do Drogi Mlecznej, widziana w świetle ultrafioletowym. Źródło: Wikimedia Commons.

Później astronomowie, którzy śledzili Galileusza przy pomocy teleskopu, nazwali go po prostu „mgławicą”. W połowie XIX wieku najpotężniejszy teleskop miał 72 cale średnicy i został zbudowany przez irlandzkiego astronoma Williama Parsonsa, który bezpośrednio obserwował osobliwą strukturę spiralną niektórych mgławic.

W 1924 roku astronom Edwin Hubble zdał sobie sprawę, że Mgławica Spiralna Andromedy nie jest częścią Drogi Mlecznej. W tym celu wykorzystał właściwości cefeid, klasy gwiazd, których jasność regularnie zmienia się okresowo.

Wielkość i temperatura cefeid rośnie i maleje, bardzo precyzyjnie wiążąc jasność z ich okresem. W ten sposób Hubble był w stanie ustalić skalę odległości dla wszechświata i oszacować odległość między Andromedą a Drogą Mleczną. Potwierdziło to, że mgławica była w rzeczywistości niezależną galaktyką, a wszechświat był znacznie większym miejscem, niż sobie wyobrażali.

Funkcje Andromedy

Andromeda to galaktyka spiralna, której kształt jest podobny do naszej Drogi Mlecznej. Ma kształt płaskiej tarczy z wybrzuszeniem pośrodku i kilkoma spiralnymi ramionami. Nie wszystkie galaktyki mają ten projekt.

Hubble, który obserwował ich setki, sklasyfikował je jako eliptyczne (E), soczewkowe (L) i spiralne (S), w swoim słynnym schemacie kamertonu lub sekwencji Hubble'a, która jest nadal używana.

Rysunek 2. Kamertonowy Hubble. Źródło: Wikimedia Commons.

Z kolei galaktyki spiralne są podzielone na dwie grupy, te z centralnym paskiem i te bez.

Obecny konsensus jest taki, że nasza Droga Mleczna jest galaktyką spiralną z poprzeczką Sb, chociaż nie możemy jej zobaczyć z zewnątrz, ale Andromeda jest prostą lub pozbawioną barier galaktyką spiralną Sb, którą widzimy stąd prawie od krawędzi.

Najważniejsze dane Andromedy to:

-Ma podwójny rdzeń (patrz sekcja Struktura poniżej)

-Jego wymiary są porównywalne z Drogą Mleczną. Andromeda jest tylko nieznacznie większa, ale Droga Mleczna jest masywniejsza i zawiera więcej ciemnej materii.

-Andromeda ma kilka galaktyk satelitarnych, z którymi oddziałuje grawitacyjnie: eliptyczne galaktyki karłowate: M32 i M110 oraz małą galaktykę spiralną M33.

-Jego średnica wynosi 220 tysięcy lat świetlnych.

-Jest około dwa razy jaśniejszy niż Droga Mleczna, z 1 miliardem gwiazd.

-Blisko 3% energii emitowanej przez Andromedę znajduje się w obszarze podczerwieni, podczas gdy w Drodze Mlecznej ten procent wynosi 50%. Zwykle ta wartość jest związana z szybkością formowania się gwiazd, dlatego w Drodze Mlecznej jest wysoka, aw Andromedzie mniejsza.

Jak zobaczyć Andromedę?

Katalog Messiera, lista 110 obiektów astronomicznych z 1774 roku, nazywa galaktykę Andromedy, widoczną w konstelacji o tej samej nazwie, jako obiekt M31.

Ze swojej strony katalog NGC (New General Catalog of Nebulae and Clusters of Stars) nazywa go NGC 224.

Oznaczenia te są dobrym pomysłem do zapamiętania podczas znajdowania galaktyki na mapach nieba, ponieważ są używane w wielu astronomicznych aplikacjach na komputery i telefony.

Aby zwizualizować Andromedę, wygodnie jest najpierw zlokalizować konstelację Kasjopei, która ma bardzo charakterystyczny kształt w postaci litery W lub M, w zależności od tego, jak ją widzisz.

Cassiopea jest bardzo łatwa do wizualizacji na niebie, a galaktyka Andromedy znajduje się pomiędzy nią a właściwą konstelacją Andromedy, jak widać na poniższym diagramie:

Rysunek 3. Szczegół mapy nieba do lokalizacji galaktyki Andromedy. Źródło: F. Zapata.

Należy pamiętać, że aby zobaczyć galaktykę gołym okiem, niebo musi być bardzo ciemne i bez sztucznego światła w pobliżu.

Jednak galaktykę można zobaczyć nawet z zaludnionego miasta w pogodną noc, ale zawsze przynajmniej przez lornetkę. W tych okolicznościach we wskazanym miejscu wyróżnia się mały białawy owal.

Za pomocą teleskopu można rozróżnić znacznie więcej szczegółów galaktyki, a także zlokalizować dwie z jej małych galaktyk towarzyszących.

Najodpowiedniejsze pory roku do oglądania to:

- Półkula północna : choć jest mniej widoczna przez cały rok, optymalnymi miesiącami są sierpień i wrzesień.

- Półkula południowa : od października do grudnia.

Na koniec wskazane jest obserwowanie podczas nowiu księżyca, aby niebo było bardzo ciemne, a także noszenie odpowiedniego ubrania na porę roku.

Lokalna grupa galaktyk

Zarówno galaktyka Andromedy, jak i sama Droga Mleczna należą do Lokalnej Grupy galaktyk, która obejmuje łącznie 40 galaktyk. Galaktyka Droga Mleczna, Andromeda i Trójkąt to najwięksi członkowie tej grupy.

Reszta składa się z galaktyk karłowatych eliptycznych, spiralnych lub nieregularnych, do których należą Obłoki Magellana.

Struktura

Struktura Andromedy jest w zasadzie taka sama, jak wszystkich galaktyk spiralnych:

Rysunek 4. Struktura typowej galaktyki spiralnej. Źródło: University of Manitoba.

-Jądro, w którym znajduje się supermasywna czarna dziura.

-Żarówka, otaczająca jądro i pełna gwiazd zaawansowanych w swojej ewolucji.

-Dysk materii międzygwiazdowej.

-Halo, ogromna rozproszona kula, która otacza struktury już nazwane i jest mylona z aureolą sąsiedniej Drogi Mlecznej.

Pochodzenie i ewolucja Jak powstała Andromeda?

Galaktyki mają swój początek w protogalaktykach lub pierwotnych obłokach gazu, które organizowały się stosunkowo krótko po Wielkim Wybuchu, wielkiej eksplozji, która dała początek wszechświatowi.

Podczas Wielkiego Wybuchu powstały lżejsze pierwiastki, wodór i hel. W ten sposób pierwsze protogalaktyki musiały składać się z tych elementów.

Początkowo sprawa była równomiernie rozłożona, ale w niektórych punktach nagromadziła się nieco więcej niż w innych. W miejscach, gdzie gęstość była wyższa, siła grawitacji działała i powodowała gromadzenie się większej ilości materii. Z biegiem czasu skurcz grawitacyjny doprowadził do powstania protogalaktyk.

Andromeda może być wynikiem połączenia kilku protogalaktyk, które miały miejsce około 10 miliardów lat temu.

Biorąc pod uwagę, że szacowany wiek Wszechświata to 13,7 miliarda lat, Andromeda powstała wkrótce po Wielkim Wybuchu, podobnie jak Droga Mleczna.

W trakcie swojego istnienia Andromeda wchłonęła inne protogalaktyki i galaktyki, co pomogło nadać jej obecny kształt. Również tempo formowania się gwiazd zmieniało się w tym czasie, ponieważ podczas tych zbliżeń tempo formowania się gwiazd rośnie.

Pomimo faktu, że wszechświat jest znany z rozszerzania się, galaktyka Andromedy zbliża się obecnie szybko do Drogi Mlecznej z prędkością 300 km / s, więc w odległej przyszłości spodziewane jest „zderzenie” między tymi dwoma lub co najmniej jednym podejściem. tak, że oba są mocno zdeformowane.

Takie wydarzenia nie są rzadkie i niekoniecznie są gwałtowne lub destrukcyjne, biorąc pod uwagę dużą odległość między gwiazdami.

Jeśli zderzające się galaktyki są tej samej wielkości, prawdopodobnie stracą swój kształt i utworzą galaktykę eliptyczną lub nieregularną. Jeśli jeden jest mniejszy, większy zachowa swój kształt, wchłaniając go, lub dozna mniej lub bardziej znaczącej deformacji.

Cefeidy i odległości astronomiczne

Edwin Hubble użył cefeid do określenia odległości do Andromedy i wykazania, że ​​jest to galaktyka znajdująca się poza Drogą Mleczną.

Cefeidy to niezwykle jasne gwiazdy, znacznie jaśniejsze od Słońca, dzięki czemu można je zobaczyć nawet z bardzo dużej odległości. Polaris, gwiazda polarna, jest przykładem cefeidy.

Charakteryzują się tym, że ulegają okresowym rozszerzeniom i skurczom, podczas których ich jasność wzrasta i maleje w regularnych odstępach czasu. Dlatego są znane jako pulsujące gwiazdy.

Astronom Henrietta Leavitt (1868–1921) odkrył, że każda cefeida z tym samym okresem T ma taką samą jasność lub wielkość wewnętrzną Mv, zgodnie z równaniem:

Mv = -1,43 - 2,81 log T

Dotyczy to każdej cefeidy, bez względu na to, jak daleko jest. Dlatego podczas identyfikacji cefeidy w odległej galaktyce zbadanie jej okresu również pokaże jej wielkość, ponieważ istnieją wcześniej skalibrowane krzywe wielkości w zależności od okresu.

Otóż ​​każde źródło światła ma swoją własną i pozorną wielkość.

Kiedy dwa równie jasne światła są widoczne w nocy z daleka, mogą one mieć tę samą wewnętrzną jasność, ale jedno ze źródeł może być również mniej jasne i bliżej, a zatem wyglądać tak samo.

Wewnętrzna wielkość gwiazdy jest związana z jej jasnością: jasne jest, że im większa wielkość, tym większa jasność. Z kolei różnica między wielkością pozorną a wewnętrzną jest związana z odległością od źródła.

Związek między wielkością a odległością

Astronomowie używają następującego równania, które odnosi się do trzech wymienionych zmiennych; wielkość wewnętrzna, wielkość pozorna i odległość:

m _v - M _v = -5 + 5 log d

Gdzie m _v to pozorna wielkość gwiazdowa, M _v to wielkość bezwzględna, ad to odległość od źródła światła (w parsekach *), w tym przypadku gwiazdy.

W ten sposób Hubble znalazł w mgławicy Andromedy cefeidy o bardzo małej wielkości, co oznacza, że ​​były bardzo daleko.

Odległość między nami a Andromedą, którą Hubble określił tą metodą, wynosiła 285 kiloparseków, czyli nieco ponad 929 tysięcy lat świetlnych. Obecnie przyjęta wartość wynosi 2,5 miliona lat świetlnych, nieco ponad dwukrotnie więcej niż szacuje Hubble.

Okazuje się, że w czasie, gdy Hubble dokonywał szacunków, nie było wiadomo, że istnieją dwie klasy cefeid, więc nie docenił odległości. Mimo to udało mu się udowodnić, że była tak duża, że ​​Andromeda zdecydowanie nie była częścią Drogi Mlecznej.

* 1 parsek = 3,26 lat świetlnych.

Bibliografia

1. Taylor, N. The Andromeda Galaxy (M31): Lokalizacja, charakterystyka i obrazy. Odzyskany z: space.com.
2. Uniwersytet Manitoba. Projekt badawczy 1: galaktyki spiralne. Odzyskane z: physics.umanitoba.ca.
3. Pasachoff, J. 2007. Kosmos: astronomia w nowym milenium. Trzecia edycja. Thomson-Brooks / Cole.
4. Seeds, M. 2011. Podstawy astronomii. Wydanie siódme. Cengage Learning.
5. Wikipedia. Galaktyka Andromedy. Odzyskane z: es.wikipedia.org.