ANDROMEDA: OPDAGELSE, OPRINDELSE, KARAKTERISTIKA, STRUKTUR - ARTE - 2025

Andromeda er en galakse, der består af en konglomeration af stjernesystemer, støv og gas, alt underlagt tyngdekraften. Det ligger 2,5 millioner lysår langt fra Jorden og er det eneste objekt, der er synligt for det blotte øje, der ikke hører til Mælkevejen.

Den første registrering af galaksen stammer fra 961, hvor den persiske astronom Al-Sufi beskrev den som en lille uklarhed i stjernebilledet Andromeda. Mest sandsynligt lykkedes det også andre gamle folk at genkende det.

Figur 1. Andromeda-galaksen, der ligner Mælkevejen, set i ultraviolet lys. Kilde: Wikimedia Commons.

Senere kaldte astronomerne, der fulgte Galileo, med teleskopet det ganske enkelt "tåge." I midten af ​​det 19. århundrede var det mest kraftfulde teleskop 72 tommer i diameter og blev bygget af den irske astronom William Parsons, der direkte observerede den nysgerrige spiralstruktur i nogle tåger.

Det var i 1924, at astronom Edwin Hubble indså, at Andromedas spiralnebula ikke var en del af Mælkevejen. Til dette brugte han egenskaberne ved Cepheids, en klasse af stjerner, hvis lysstyrke regelmæssigt varierer regelmæssigt.

Størrelsen og temperaturen på Cepheids øges og mindskes, hvilket på en meget præcis måde relaterer lysstyrken til deres periode. På denne måde var Hubble i stand til at etablere en afstandsskala for universet og estimere afstanden mellem Andromeda og Mælkevejen. Dette bekræftede, at tågen faktisk var en uafhængig galakse og universet et meget større sted, end de havde forestillet sig.

Andromeda-funktioner

Andromeda er en spiralgalakse, hvis form ligner den på vores Mælkevej. Den er formet som en flad skive med en udbuning i midten og flere spiralarme. Ikke alle galakser har dette design.

Hubble, der havde observeret hundredvis af dem, klassificerede dem i elliptiske (E), linseformede (L) og spiral (S) i sit berømte indstillingsgaffeldiagram eller Hubble-sekvens, der stadig bruges i dag.

Figur 2. Hubble-indstillingsgaffel. Kilde: Wikimedia Commons.

Til gengæld adskilles spiralgalakser i to grupper, dem med en central bjælke og dem uden.

Den nuværende konsensus er, at vores Mælkevej er en spærret spiralgalakse Sb, selvom vi ikke kan se den udefra, men Andromeda er en simpel eller uhindret spiralgalakse Sb, som vi næsten ser kant fra herfra.

De mest markante data for Andromeda er:

-Den har en dobbelt kerne (se strukturen afsnit nedenfor)

-Dens dimensioner kan sammenlignes med Mælkevejen. Andromeda er kun lidt større i størrelse, men Mælkevejen er mere massiv med mere mørkt stof.

-Andromeda har adskillige satellitgalakser, som de interagerer med gravitationsmæssigt forhold: de elliptiske dværggalakser: M32 og M110 og den lille spiralgalakse M33.

-Dens diameter er 220 tusinde lysår.

-Det er omtrent dobbelt så lyst som Mælkevejen med 1 milliard stjerner.

- Luk for 3% af den energi, der udsendes fra Andromeda, er i det infrarøde område, mens denne procentdel for Mælkevejen er 50%. Normalt er denne værdi relateret til stjernedannelseshastigheden, derfor er den i Mælkevejen høj, og i Andromeda er den lavere.

Hvordan kan man se Andromeda?

Messier-kataloget, en liste med 110 astronomiske genstande, der dateres tilbage til 1774, navngiver Andromeda-galaksen, der er synlig i stjernebilledet med samme navn som objekt M31.

På sin side kalder NGC-kataloget (New General Catalog of Nebulae and Clusters of Stars) det NGC 224.

Disse betegnelser er en god ide at huske, når man finder galaksen på himmelkort, da de bruges i mange astronomiske applikationer til computere og telefoner.

For at visualisere Andromeda er det praktisk at først finde stjernebilledet Cassiopea, som har en meget karakteristisk form i form af bogstavet W eller M, afhængigt af hvordan du ser det.

Cassiopea er meget let at visualisere på himlen, og Andromeda-galaksen er mellem den og stjernebilledet Andromeda, som det ses i dette diagram:

Figur 3. Detalje af det himmelske kort for at lokalisere Andromeda-galaksen. Kilde: F. Zapata.

Husk, at himlen skal være meget mørk og uden kunstige lys i nærheden for at se galaksen med det blotte øje.

Det er dog muligt at se galaksen, selv fra en befolket by på en klar nat, men altid med hjælp af kikkert, i det mindste. Under disse omstændigheder skelnes en lille hvidlig oval på det angivne sted.

Med et teleskop kan mange flere detaljer om galaksen skelnes, og to af dens små ledsager-galakser kan også findes.

De mest passende tidspunkter af året til at se det er:

- Den nordlige halvkugle: skønt den er mere synlig gennem året, er de optimale måneder august og september.

- Den sydlige halvkugle: mellem oktober og december.

Endelig tilrådes det at observere under den nye måne, så himlen er meget mørk, samt at bære passende tøj til sæsonen.

Den lokale gruppe af galakser

Både Andromeda-galaksen og selve Mælkevejen hører til den lokale gruppe af galakser, der samlet grupperer 40 galakser. Mælkevejen, Andromeda og trekantgalaksen er de største medlemmer af denne gruppe.

Resten består af dværggalakser af den elliptiske, spiralformede eller uregelmæssige type, der inkluderer de magellanske skyer.

Struktur

Strukturen i Andromeda er dybest set den samme som i alle spiralgalakser:

Figur 4. Struktur af en typisk spiral galakse. Kilde: University of Manitoba.

-En kerne, der huser et supermassivt sort hul.

-Pæren, der omgiver kernen og er fuld af stjerner, der var fremskredet i dens udvikling.

-En disk med interstellært materiale.

-Haloen, en enorm diffus sfære, der omgiver strukturer, der allerede er navngivet, og som er forvekslet med haloen på den tilstødende mælkevej.

Oprindelse og evolution Hvordan opstod Andromeda?

Galakserne har deres oprindelse i protogalakser eller uregasskyer, der organiseredes relativt kort efter Big Bang, den store eksplosion, der gav anledning til universet.

Under Big Bang blev de lettere elementer, brint og helium, dannet. På denne måde var de første protogalaksier nødvendigvis sammensat af disse elementer.

Først blev sagen homogent fordelt, men på nogle punkter akkumulerede det lidt mere end i andre. På steder, hvor densiteten var højere, sparkede tyngdekraften ind og fik mere stof til at ophobes. Over tid gav gravitationssammentrækningen protogalaksier.

Andromeda kan være resultatet af fusionen af ​​flere protogalaksier, der fandt sted for omkring 10 milliarder år siden.

Under hensyntagen til, at universets estimerede alder er 13,7 milliarder år, dannedes Andromeda kort efter Big Bang, ligesom Mælkevejen.

I løbet af sin eksistens har Andromeda optaget andre protogalakser og galakser, hvilket hjalp med at give det sin nuværende form. Også dens stjernedannelseshastighed har varieret i løbet af denne tid, da stjerneformationshastigheden under disse tilnærmelser stiger.

På trods af det faktum, at universet vides at udvide sig, nærmer Andromeda-galaksen sig i øjeblikket Mælkevejen med en hastighed på 300 km / s, så i en fjern fremtid forventes en "kollision" mellem de to eller mindst en tilgang. sådan at begge er meget deformeret.

Sådanne begivenheder er ikke ualmindelige og er ikke nødvendigvis voldelige eller destruktive i betragtning af den store afstand mellem stjernerne.

Hvis de kolliderende galakser har samme størrelse, mister de sandsynligvis deres form og danner en elliptisk galakse eller en uregelmæssig galakse. Hvis en er mindre, vil den større beholde sin form ved at absorbere den, eller vil opleve en mere eller mindre mærkbar deformation.

Cepheider og astronomiske afstande

Edwin Hubble brugte Cepheiderne til at bestemme afstanden til Andromeda og for at vise, at det var en galakse bortset fra Mælkevejen.

Cepheider er ekstremt lyse stjerner, meget lysere end solen, så de kan ses selv fra meget langt væk. Polaris, polstjernen er et eksempel på en Cepheid.

De er kendetegnet ved det faktum, at de gennemgår periodiske udvidelser og sammentrækninger, hvor deres lysstyrke øges og mindskes med regelmæssige intervaller. Derfor er de kendt som pulserende stjerner.

Astronomen Henrietta Leavitt (1868–1921) fandt, at enhver Cepheid med samme periode T har den samme lysstyrke eller indre størrelse Mv i henhold til ligningen:

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

Dette gælder for enhver Cepheid, uanset hvor langt væk det er. Derfor, når man identificerer en Cepheid i en fjern galakse, vil undersøgelsen af ​​dens periode også vise dens størrelse, da der tidligere er kalibreret styrke og periode kurver.

Nu har enhver lyskilde en indre styrke og tilsyneladende størrelse.

Når to lige så klare lys ses om natten på afstand, kan de begge have den samme iboende lysstyrke, men en af ​​kilderne kan også være mindre lys og tættere og ser derfor ens ud.

En stjernes indre størrelse er relateret til dens lysstyrke: det er tydeligt, at jo større størrelsesorden, jo større er lysstyrken. På sin side er forskellen mellem den tilsyneladende og den iboende størrelse relateret til afstanden til kilden.

Forholdet mellem størrelse og afstand

Astronomer bruger følgende ligning, der angår de tre nævnte variabler; iboende størrelse, tilsyneladende størrelse og afstand:

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

Hvor m _v er den tilsyneladende størrelse, er M _v den absolutte størrelse og d er afstanden fra lyskilden (i parsecs *), i dette tilfælde stjernen.

På denne måde fandt Hubble Cepheids i Andromeda-tågen med meget små størrelser, hvilket betyder, at de var meget langt væk.

Afstanden mellem os og Andromeda, som Hubble bestemte med denne metode, var 285 kiloparsek, lidt over 929 tusinde lysår. Den aktuelt accepterede værdi er 2,5 millioner lysår, lidt mere end det dobbelte af Hubble.

Det viser sig, at på det tidspunkt, hvor Hubble foretog sit skøn, var det ukendt, at der var to klasser af Cepheids, og derfor undervurderede han afstanden. På trods af dette lykkedes han at bevise, at den var så stor, at Andromeda bestemt ikke var en del af Mælkevejen.

* 1 parsec = 3,26 lysår.

Referencer

1. Taylor, N. Andromeda Galaxy (M31): Beliggenhed, egenskaber og billeder. Gendannes fra: space.com.
2. Manitoba University. Forskningsprojekt 1: Spiral Galaxies. Gendannes fra: physics.umanitoba.ca.
3. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the New Millenium. Tredje udgave. Thomson-Brooks / Cole.
4. Seeds, M. 2011. Foundations of Astronomy. Syvende udgave. Cengage Learning.
5. Wikipedia. Andromeda Galaxy. Gendannet fra: es.wikipedia.org.