Galaxia Andromeda -Andromeda Galaxy

„Galaxy M31” redirecționează aici. Pentru smartphone, consultați Samsung Galaxy M31 .

Galaxia Andromeda
Andromeda Galaxy 560mm FL.jpg
Galaxia Andromeda cu galaxiile satelit M32 (centru stânga deasupra nucleului galactic ) și M110 (centru stânga sub galaxie)
Date de observare ( epoca J2000 )
Pronunție / æ n ˈ d r ɒ m ɪ d ə /
Constelaţie Andromeda
Ascensiunea dreaptă 00 h 42 m 44,3 s
Declinaţie +41° 16′ 9″
Tura roșie z = -0,001004 (semnul minus indică deplasarea spre albastru )
Helio viteză radială −301 ± 1 km/s
Distanţă 765  kpc (2,50  Mly )
Magnitudine aparenta  (V) 3.44
Mărimea absolută  (V) −21,5
Caracteristici
Tip SA(s)b
Masa (1,5 ± 0,5) × 10 12  M ☉
Numărul de stele ~1 trilion (10 12 )
mărimea 46,56  kpc (152  kly )
(diametru; 25,0 mag/arcsec 2 izofot în bandă B)
Dimensiunea aparentă  (V) 3,167° × 1°
Alte denumiri
M 31, NGC 224, UGC 454, PGC 2557, 2C 56 (Core), CGCG 535-17, MCG +07-02-016, IRAS 00400+4059, 2MASX J00424433+4116074, hGC 51074 , hGC 51074 Flamsteed 58, Hevelius 32, Ha 3.3, IRC +40013

Galaxia Andromeda (IPA: / æ n ˈ d r ɒ m ɪ d ə / ), cunoscută și sub numele de Messier 31 , M31 sau NGC 224 și inițial Nebuloasa Andromeda , este o galaxie spirală barată cu un diametru de aproximativ 46,56 kiloparsecs (152,000) ani lumină) la aproximativ 2,5 milioane de ani lumină (765 kiloparsecs ) de Pământ și cea mai mare galaxie cea mai apropiată de Calea Lactee . Numele galaxiei provine din zona cerului Pământului în care apare, constelația Andromeda , care ea însăși poartă numele prințesei care a fost soția lui Perseus în mitologia greacă .

Masa virială a galaxiei Andromeda este de același ordin de mărime cu cea a Căii Lactee, la 1  trilion de mase solare (2,0 × 10 42 kilograme ). Masa fiecărei galaxii este dificil de estimat cu exactitate, dar s-a crezut mult timp că Galaxia Andromeda este mai masivă decât Calea Lactee cu o marjă de aproximativ 25% până la 50%. Acest lucru a fost pus sub semnul întrebării de un studiu din 2018 care a citat o estimare mai mică a masei Galaxiei Andromeda, combinată cu rapoarte preliminare ale unui studiu din 2019 care estimează o masă mai mare a Căii Lactee. Galaxia Andromeda are un diametru de aproximativ 46,56  kpc (152.000  l ), ceea ce o face cel mai mare membru al Grupului Local din punct de vedere al extinderii.

Se preconizează că galaxiile Calea Lactee și Andromeda se vor ciocni în aproximativ 4-5 miliarde de ani, fuzionandu-se pentru a forma o galaxie eliptică gigantică sau o galaxie lenticulară mare . Cu o magnitudine aparentă de 3,4, Galaxia Andromeda este printre cele mai strălucitoare dintre obiectele Messier și este vizibilă cu ochiul liber de pe Pământ în nopțile fără lună, chiar și atunci când este privită din zone cu poluare luminoasă moderată .

Istoricul observațiilor

Marea „Nebuloasă” Andromeda ( M110 în stânga sus), fotografiată de Isaac Roberts , 1899.

În jurul anului 964, astronomul persan Abd al-Rahman al-Sufi a fost primul care a descris oficial galaxia Andromeda. El s-a referit la ea în Cartea Stelelor Fixe ca la o „pătă nebuloasă” sau „un nor mic”.

Diagramele stelare din acea perioadă l-au etichetat drept Micul Nor . În 1612, astronomul german Simon Marius a oferit o descriere timpurie a galaxiei Andromeda pe baza observațiilor telescopice. Pierre Louis Maupertuis a presupus în 1745 că locul neclar era un univers insular. În 1764, Charles Messier a catalogat Andromeda drept obiect M31 și l-a creditat incorect pe Marius drept descoperitor, în ciuda faptului că este vizibil cu ochiul liber. În 1785, astronomul William Herschel a observat o nuanță roșiatică slabă în regiunea centrală a Andromedei. El a crezut că Andromeda este cea mai apropiată dintre toate „marile nebuloase ” și, pe baza culorii și mărimii nebuloasei, a ghicit în mod incorect că nu era mai mult de 2.000 de ori distanța lui Sirius , sau aproximativ 18.000  l (5,5  kpc ). . În 1850, William Parsons, al treilea conte de Rosse , a realizat primul desen al structurii spiralate a Andromedei .

În 1864 , Sir William Huggins a remarcat că spectrul Andromedei diferă de cel al unei nebuloase gazoase. Spectrele Andromedei afișează un continuum de frecvențe , suprapuse cu linii de absorbție întunecate care ajută la identificarea compoziției chimice a unui obiect. Spectrul Andromedei este foarte asemănător cu spectrul stelelor individuale și, din aceasta, s-a dedus că Andromeda are o natură stelară. În 1885, o supernova (cunoscută sub numele de S Andromedae ) a fost văzută în Andromeda, prima și până acum singura observată în acea galaxie. La acea vreme se numea „Nova 1885” – diferența dintre „ novae ” în sensul modern și supernove nu era încă cunoscută. Andromeda era considerată a fi un obiect din apropiere și nu s-a realizat că „nova” era mult mai strălucitoare decât nova obișnuită.

În 1888, Isaac Roberts a făcut una dintre primele fotografii ale Andromedei, despre care încă se credea că este o nebuloasă din galaxia noastră. Roberts a confundat Andromeda și „nebuloasele spirale” similare ca fiind sisteme stelare în curs de formare .

În 1912, Vesto Slipher a folosit spectroscopia pentru a măsura viteza radială a Andromedei în raport cu sistemul solar - cea mai mare viteză măsurată până acum, la 300 km/s (190 mi/s).

Universul insular

Locația galaxiei Andromeda (M31) în constelația Andromeda.

Încă din 1755, filozoful german Immanuel Kant a propus ipoteza că Calea Lactee este doar una dintre multele galaxii, în cartea sa Universal Natural History and Theory of the Heavens . Susținând că o structură precum Calea Lactee ar arăta ca o nebuloasă circulară privită de sus și ca o eliptică dacă este privită dintr-un unghi, el a concluzionat că nebuloasele eliptice observate precum Andromeda, care nu putea fi explicată altfel la acea vreme, erau într-adevăr galaxii. asemănătoare cu Calea Lactee.

În 1917, Heber Curtis a observat o nova în Andromeda. Căutând în înregistrarea fotografică, au fost descoperite încă 11 noi. Curtis a observat că aceste noi erau, în medie, cu 10 magnitudini mai slabe decât cele care au apărut în altă parte a cerului. Drept urmare, a reușit să vină cu o distanță estimată de 500.000 ly (3,2 × 10 10  AU). El a devenit un susținător al așa-numitelor „universuri insulare”, care susținea că nebuloasele spirale sunt de fapt galaxii independente.

Galaxia Andromeda, în partea din stânga sus a telescopului foarte mare . Galaxia Triangulum este vizibilă în partea de sus.

În 1920, a avut loc Marea Dezbatere între Harlow Shapley și Curtis cu privire la natura Căii Lactee, nebuloasele spirale și dimensiunile universului . Pentru a susține afirmația sa conform căreia Marea Nebuloasă Andromeda este, de fapt, o galaxie externă, Curtis a remarcat, de asemenea, apariția unor benzi întunecate în Andromeda, care semănau cu norii de praf din propria noastră galaxie, precum și observațiile istorice ale schimbării Doppler semnificative a Galaxiei Andromeda . În 1922 , Ernst Öpik a prezentat o metodă de estimare a distanței Andromedei folosind vitezele măsurate ale stelelor sale. Rezultatul său a plasat Nebuloasa Andromeda departe în afara galaxiei noastre, la o distanță de aproximativ 450 kpc (1.500 kly). Edwin Hubble a stabilit dezbaterea în 1925, când a identificat pentru prima dată stele variabile extragalactice Cefeide pe fotografiile astronomice ale Andromedei. Acestea au fost realizate folosind telescopul Hooker de 100 inchi (2,5 m) și au permis determinarea distanței de la Marea Nebuloasă Andromeda. Măsurătoarea sa a demonstrat în mod concludent că această caracteristică nu era un grup de stele și gaze în propria galaxie, ci o galaxie complet separată, situată la o distanță semnificativă de Calea Lactee.

În 1943, Walter Baade a fost prima persoană care a rezolvat stelele din regiunea centrală a Galaxiei Andromeda. Baade a identificat două populații distincte de stele pe baza metalității lor , denumind stele tinere, de mare viteză, de pe disc de tipul I și stele mai vechi, roșii, din tipul II. Această nomenclatură a fost adoptată ulterior pentru stelele din Calea Lactee și în alte părți. (Existența a două populații distincte fusese observată mai devreme de Jan Oort .) Baade a descoperit, de asemenea, că există două tipuri de stele variabile Cefeide, ceea ce a dus la dublarea distanței estimate până la Andromeda, precum și a restului universului.

În 1950, emisia radio din Galaxia Andromeda a fost detectată de Hanbury Brown și Cyril Hazard la Observatorul Jodrell Bank . Primele hărți radio ale galaxiei au fost realizate în anii 1950 de John Baldwin și colaboratorii Cambridge Radio Astronomy Group . Miezul galaxiei Andromeda este numit 2C 56 în catalogul de radioastronomie 2C . În 2009, este posibil ca prima planetă să fi fost descoperită în Galaxia Andromeda. Acest lucru a fost detectat folosind o tehnică numită microlensing , care este cauzată de devierea luminii de către un obiect masiv.

Observațiile emisiilor radio polarizate liniar cu radiotelescopul Westerbork Synthesis , radiotelescopul Effelsberg 100-m și Very Large Array au dezvăluit câmpuri magnetice ordonate aliniate de-a lungul „inelului de 10 kpc” al formării gazelor și stelelor. Câmpul magnetic total are o putere de aproximativ 0,5 nT, din care 0,3 nT sunt ordonate.

General

Distanța estimată a galaxiei Andromeda față de a noastră a fost dublată în 1953, când s-a descoperit că există un alt tip de stea variabilă Cepheid , mai slabă . În anii 1990, măsurătorile atât ale giganților roșii standard , cât și ale stelelor aglomerate roșii din măsurătorile satelitului Hipparcos au fost folosite pentru a calibra distanțele cefeidelor.

Formare și istorie

Galaxia Andromeda, așa cum este văzută de exploratorul de sondaj în infraroșu cu câmp larg al NASA .

Galaxia Andromeda s-a format cu aproximativ 10 miliarde de ani în urmă din ciocnirea și fuziunea ulterioară a protogalaxiilor mai mici .

Această coliziune violentă a format cea mai mare parte din haloul galactic (bogat în metale) și discul extins al galaxiei. În această epocă, rata sa de formare a stelelor ar fi fost foarte mare , până la punctul de a deveni o galaxie luminoasă în infraroșu pentru aproximativ 100 de milioane de ani. Andromeda și Galaxia Triangulum (M33) au avut o trecere foarte apropiată în urmă cu 2-4 miliarde de ani. Acest eveniment a produs rate mari de formare a stelelor pe discul galaxiei Andromeda – chiar și unele clustere globulare – și a perturbat discul exterior al lui M33.

În ultimele 2 miliarde de ani, se crede că formarea stelelor pe discul Andromedei a scăzut până la punctul de aproape inactivitate. Au existat interacțiuni cu galaxii satelit precum M32 , M110 sau altele care au fost deja absorbite de Galaxia Andromeda. Aceste interacțiuni au format structuri precum Fluxul Stellar Gigant al Andromedei . Se crede că o fuziune galactică cu aproximativ 100 de milioane de ani în urmă este responsabilă pentru un disc de gaz contrarotativ găsit în centrul Andromedei, precum și pentru prezența acolo a unei populații stelare relativ tânără (100 de milioane de ani).

Estimarea distantei

Cel puțin patru tehnici distincte au fost folosite pentru a estima distanțele de la Pământ la Galaxia Andromeda. În 2003, folosind fluctuațiile luminozității suprafeței infraroșii (I-SBF) și ajustând pentru noua valoare a luminozității perioadei și o corecție a metalicității de -0,2 mag dex -1 in (O/H), o estimare de 2,57 ± 0,06 milioane de lumină- ani (1,625 × 10 11  ± 3,8 × 10 9 unități astronomice ) a fost derivat. O metodă variabilă Cepheid din 2004 a estimat distanța la 2,51 ± 0,13 milioane de ani lumină (770 ± 40 kpc). În 2005, în Galaxia Andromeda a fost descoperită o stea binară eclipsă. Binara este două stele albastre fierbinți de tipurile O și B. Studiind eclipsele stelelor, astronomii au putut să le măsoare dimensiunile. Cunoscând dimensiunile și temperaturile stelelor, au putut să le măsoare magnitudinea absolută . Când se cunosc mărimile vizuale și absolute, se poate calcula distanța până la stea. Stelele se află la o distanță de 2,52 × 10 6  ± 0,14 × 10 6  ly (1,594 × 10 11  ± 8,9 × 10 9  AU) și întreaga Galaxie Andromeda la aproximativ 2,5 × 10 6  ly (1,6 × 10 11  AU). Această nouă valoare este în acord excelent cu valoarea distanței anterioară, independentă bazată pe Cefeide. Metoda TRGB a fost folosită și în 2005, dând o distanță de 2,56 × 10 6  ± 0,08 × 10 6  ly (1,619 × 10 11  ± 5,1 × 10 9  AU). Mediate împreună, aceste estimări ale distanței dau o valoare de 2,54 × 10 6  ± 0,11 × 10 6  ly (1,606 × 10 11  ± 7,0 × 10 9  AU). ^^^^^^^

Estimări de masă

Galaxia Andromeda ilustrată în ultraviolete de GALEX (2003).
Ilustrație care arată atât dimensiunea fiecărei galaxii, cât și distanța dintre cele două galaxii, la scară.
Aureolă uriașă în jurul galaxiei Andromeda.

Până în 2018, estimările de masă pentru haloul galaxiei Andromeda (inclusiv materia întunecată ) au dat o valoare de aproximativ 1,5 × 10.12  M ☉ , comparativ cu 8 × 1011  M ☉ pentru Calea Lactee. Acest lucru a contrazis măsurătorile anterioare care păreau să indice că Galaxia Andromeda și Calea Lactee sunt aproape egale ca masă.

În 2018, egalitatea masei a fost restabilită de rezultatele radio ca aproximativ 8 × 1011  M ☉ . În 2006, sferoida galaxiei Andromeda afost determinată a avea o densitate stelară mai mare decât cea a Căii Lactee, iar discul său stelar galactic a fost estimat la aproximativ de două ori diametrul celui al Căii Lactee. Masa totală a Galaxiei Andromeda este estimată a fi între 8 × 1011  M ☉ și 1,1 × 1012  M ☉ . Masa stelară a lui M31 este 10–15 × 1010  M ☉ , cu 30% din acea masă în umflătura centrală , 56% în disc , iar restul de 14% în haloul stelar . Rezultatele radio (masă similară cu Galaxia Calea Lactee) ar trebui luate la fel de probabil din 2018, deși în mod clar această problemă este încă sub investigație activă de către un număr de grupuri de cercetare din întreaga lume.

Începând cu 2019, calculele actuale bazate pe viteza de evacuare și măsurătorile dinamice a masei pun Galaxia Andromeda la 0,8 × 1012  M ☉ , care este doar jumătate din masa mai nouă a Căii Lactee, calculată în 2019 la 1,5 × 1012  M ☉ .

Pe lângă stele, mediul interstelar al galaxiei Andromeda conține cel puțin 7,2 × 109  M ☉ sub formă de hidrogen neutru , cel puțin 3,4 × 108  M ☉ ca hidrogen molecular(în cel mai interior 10 kiloparsecs) și 5,4 × 107  M ☉ de praf .

Galaxia Andromeda este înconjurată de un halou masiv de gaz fierbinte despre care se estimează că conține jumătate din masa stelelor din galaxie. Aureola aproape invizibilă se întinde la aproximativ un milion de ani lumină de la galaxia gazdă, la jumătatea distanței până la Galaxia noastră Calea Lactee. Simulările galaxiilor indică aureola formată în același timp cu galaxia Andromeda. Haloul este îmbogățit în elemente mai grele decât hidrogenul și heliul, formate din supernove , iar proprietățile sale sunt cele așteptate pentru o galaxie care se află în „valea verde” a diagramei culoare-magnitudine a Galaxiei (vezi mai jos ). Supernovele erup în discul plin de stele al galaxiei Andromeda și ejectează aceste elemente mai grele în spațiu. De-a lungul vieții galaxiei Andromeda, aproape jumătate din elementele grele produse de stelele sale au fost aruncate cu mult dincolo de discul stelar al galaxiei, cu un diametru de 200.000 de ani lumină.

Estimări de luminozitate

În comparație cu Calea Lactee, galaxia Andromeda pare să aibă predominant stele mai vechi, cu vârste >7 × 109 ani. Luminozitatea estimatăa galaxiei Andromeda, ~2,6 × 1010  L ☉ , este cu aproximativ 25% mai mare decât cea a propriei noastre galaxii. Cu toate acestea, galaxia are o înclinație mare așa cum este văzută de pe Pământ și praful său interstelar absoarbe o cantitate necunoscută de lumină, așa că este dificil de estimat luminozitatea reală și alți autori au dat alte valori pentru luminozitatea Galaxiei Andromeda (unii autori chiar propunem că este a doua cea mai luminoasă galaxie pe o rază de 10 megaparsecs a Căii Lactee, după Galaxy Sombrero , cu o magnitudine absolută de aproximativ -22,21 sau aproape).

O estimare realizată cu ajutorul telescopului spațial Spitzer publicat în 2010 sugerează o magnitudine absolută (în albastru) de −20,89 (care cu un indice de culoare de +0,63 se traduce într-o magnitudine vizuală absolută de −21,52, comparativ cu −20,9 pentru Calea Lactee) și o luminozitate totală în acea lungime de undă de 3,64 × 1010  L ☉ .

Rata de formare a stelelor în Calea Lactee este mult mai mare, galaxia Andromeda producând doar aproximativ o masă solară pe an, comparativ cu 3-5 mase solare pentru Calea Lactee. Rata de noi din Calea Lactee este, de asemenea, dublu față de cea a galaxiei Andromeda. Acest lucru sugerează că acesta din urmă a experimentat o fază mare de formare a stelelor, dar acum se află într-o stare relativă de repaus, în timp ce Calea Lactee se confruntă cu o formare de stele mai activă. Dacă acest lucru va continua, luminozitatea Căii Lactee o poate depăși în cele din urmă pe cea a galaxiei Andromeda.

Conform unor studii recente, Galaxia Andromeda se află în ceea ce în diagrama culoare-magnitudine a Galaxiei este cunoscută sub numele de „valea verde”, o regiune populată de galaxii precum Calea Lactee în tranziție de la „norul albastru” (galaxii formând activ noi stele). ) la „secvența roșie” (galaxii care nu au formarea stelelor). Activitatea de formare a stelelor în galaxiile de vale verde încetinește, deoarece acestea rămân fără gaz de formare a stelelor în mediul interstelar. În galaxiile simulate cu proprietăți similare galaxiei Andromeda, se așteaptă ca formarea stelelor să se stingă în aproximativ cinci miliarde de ani, chiar și ținând cont de creșterea așteptată, pe termen scurt, a ratei de formare a stelelor din cauza coliziunii dintre Galaxia Andromeda și Lăptoasa. Cale.

Structura

Galaxia Andromeda ( M110 de mai jos) văzută în infraroșu de Telescopul Spațial Spitzer , unul dintre cele patru Mari Observatoare Spațiale ale NASA .
Imagine a galaxiei Andromeda realizată de Spitzer în infraroșu, 24 de micrometri (Credit: NASA / JPL – Caltech /Karl D. Gordon, Universitatea din Arizona ).
Un tur rapid al galaxiei Andromeda.
O imagine Galaxy Evolution Explorer a galaxiei Andromeda. Benzile de alb-albastru care formează inelele izbitoare ale galaxiei sunt cartiere care adăpostesc stele fierbinți, tinere și masive. Pe aceste inele strălucitoare se afișează linii albastru-gri închis de praf mai rece, urmărind regiunile în care are loc în prezent formarea stelelor în coconuri dense înnorate. Când sunt observate în lumină vizibilă, inelele galaxiei Andromeda arată mai mult ca niște brațe spiralate. Viziunea ultravioletă arată că aceste brațe seamănă mai mult cu structura sub formă de inel observată anterior în lungimi de undă în infraroșu cu telescopul spațial Spitzer de la NASA . Astronomii care le-au folosit pe acesta din urmă au interpretat aceste inele ca o dovadă că galaxia a fost implicată într-o coliziune directă cu vecinul său, M32, acum mai bine de 200 de milioane de ani.

Pe baza aspectului său în lumina vizibilă, Galaxia Andromeda este clasificată ca o galaxie SA(s)b în sistemul de clasificare extins de Vaucouleurs–Sandage a galaxiilor spirale. Cu toate acestea, datele în infraroșu din sondajul 2MASS și de la Telescopul Spațial Spitzer au arătat că Andromeda este de fapt o galaxie spirală barată , ca Calea Lactee, cu axa majoră a barei Andromedei orientată la 55 de grade în sens invers acelor de ceasornic față de axa majoră a discului.

Există diferite metode utilizate în astronomie pentru a defini dimensiunea unei galaxii și fiecare metodă poate da rezultate diferite în raport cu cealaltă. Cel mai des folosit este standardul D 25 - izofotul în care luminozitatea fotometrică a unei galaxii în banda B (445 nm lungime de undă a luminii, în partea albastră a spectrului vizibil ) atinge 25 mag/sec 2 . Al treilea catalog de referință al galaxiilor strălucitoare (RC3) a folosit acest standard pentru Andromeda în 1991, obținând un diametru izofotal de 46,56 kiloparsecs (152.000 de ani lumină) la o distanță de 2,5 milioane de ani lumină. O estimare anterioară din 1981 a dat un diametru pentru Andromeda la 54 kiloparsecs (176.000 de ani lumină).

Un studiu realizat în 2005 de telescoapele Keck arată existența unei stropi subțiri de stele, sau halou galactic , extinzându-se în exterior din galaxie. Stelele din acest halou se comportă diferit față de cele din discul galactic principal al Andromedei, unde prezintă mișcări orbitale destul de dezorganizate, spre deosebire de stelele din discul principal având orbite mai ordonate și viteze uniforme de 200 km/s. Acest halou difuz se extinde spre exterior, departe de discul principal al Andromedei, cu un diametru de 67,45 kiloparsecs (220.000 de ani-lumină).

Galaxia este înclinată cu aproximativ 77° față de Pământ (unde un unghi de 90° ar fi la margine). Analiza formei secțiunii transversale a galaxiei pare să demonstreze o deformare pronunțată, în formă de S, mai degrabă decât doar un disc plat. O posibilă cauză a unei astfel de deformări ar putea fi interacțiunea gravitațională cu galaxiile satelit din apropierea galaxiei Andromeda. Galaxy M33 ar putea fi responsabil pentru unele deformari în brațele Andromedei, deși sunt necesare distanțe și viteze radiale mai precise.

Studiile spectroscopice au oferit măsurători detaliate ale vitezei de rotație a galaxiei Andromeda în funcție de distanța radială de la miez. Viteza de rotație are o valoare maximă de 225 km/s (140 mi/s) la 1.300  ly (82.000.000  UA ) de miez și are minimul ei, posibil, la 50 km/s (31 mi/s) la 7.000. ly (440.000.000 AU) din nucleu. Mai departe, viteza de rotație se ridică la o rază de 33.000 ly (2,1 × 10 9  AU), unde atinge un vârf de 250 km/s (160 mi/s). Vitezele scad încet dincolo de această distanță, scăzând la aproximativ 200 km/s (120 mi/s) la 80.000 ly (5,1 × 10 9  AU). Aceste măsurători de viteză implică o masă concentrată de aproximativ 6 × 109  M ☉ în nucleu . Masa totală a galaxiei crește liniar până la 45.000 ly (2,8 × 10 9  UA), apoi mai lent dincolo de această rază.

Brațele spiralate ale galaxiei Andromeda sunt conturate de o serie de regiuni HII , studiate pentru prima dată în detaliu de Walter Baade și descrise de acesta ca fiind asemănătoare cu „mărgele pe un sfoară”. Studiile sale arată două brațe spiralate care par a fi bine înfășurate, deși sunt mai distanțate decât în ​​galaxia noastră. Descrierile sale ale structurii spiralate, pe măsură ce fiecare braț traversează axa majoră a galaxiei Andromeda, sunt următoarele §pp1062 §pp92 :

Brațele spiralate ale lui Baade ale M31
Brațe (N = traversează axa principală a M31 la nord, S = traversează axa principală a M31 la sud) Distanța față de centru (minute de arc ) (N*/S*) Distanța față de centru (kpc) (N*/S*) Note
N1/S1 3,4/1,7 0,7/0,4 Brațe de praf fără asocieri OB ale regiunilor HII .
N2/S2 8.0/10.0 1.7/2.1 Brațe de praf cu unele asociații OB.
N3/S3 25/30 5.3/6.3 Conform N2/S2, dar și cu unele regiuni HII.
N4/S4 50/47 11/9.9 Număr mare de asociații OB, regiuni HII și puțin praf.
N5/S5 70/66 15/14 Conform N4/S4, dar mult mai slab.
N6/S6 91/95 19/20 Asocieri OB libere. Fara praf vizibil.
N7/S7 110/116 23/24 Conform N6/S6, dar mai slab și discret.

Deoarece galaxia Andromeda este văzută aproape de margine, este dificil să-i studiezi structura spirală. Imaginile rectificate ale galaxiei par să arate o galaxie spirală destul de normală, prezentând două brațe continue care sunt separate unul de celălalt cu un minim de aproximativ 13.000  ly (820.000.000  UA ) și care pot fi urmărite spre exterior de la o distanță de aproximativ 1.600 ly ( 100.000.000 AU) din nucleu. Au fost propuse structuri spiralate alternative, cum ar fi un singur braț spiralat sau un model floculant de brațe spiralate lungi, filamentare și groase.

Se crede că cea mai probabilă cauză a distorsiunilor spiralei este interacțiunea cu sateliții galaxii M32 și M110 . Acest lucru se poate observa prin deplasarea norilor neutri de hidrogen de la stele.

În 1998, imaginile de la Observatorul spațial în infraroșu al Agenției Spațiale Europene au demonstrat că forma generală a galaxiei Andromeda ar putea fi în tranziție într-o galaxie inelară . Gazul și praful din galaxie sunt, în general, formate în mai multe inele suprapuse, cu un inel deosebit de proeminent format la o rază de 32.000 ly (9,8 kpc) de la miez, poreclit de unii astronomi inelul de foc . Acest inel este ascuns de imaginile cu lumină vizibilă ale galaxiei, deoarece este compus în principal din praf rece, iar cea mai mare parte a formării stelare care are loc în galaxie Andromeda este concentrată acolo.

Studiile ulterioare cu ajutorul telescopului spațial Spitzer au arătat cum structura în spirală a galaxiei Andromeda în infraroșu pare să fie compusă din două brațe spiralate care ies dintr-o bară centrală și continuă dincolo de inelul mare menționat mai sus. Aceste brațe, însă, nu sunt continue și au o structură segmentată.

O examinare atentă a regiunii interioare a Galaxiei Andromeda cu același telescop a arătat, de asemenea, un inel de praf mai mic despre care se crede că a fost cauzat de interacțiunea cu M32 cu mai bine de 200 de milioane de ani în urmă. Simulările arată că galaxia mai mică a trecut prin discul galaxiei Andromeda de-a lungul axei polare a acesteia din urmă. Această coliziune a îndepărtat mai mult de jumătate din masa M32 mai mică și a creat structurile inelare din Andromeda. Coexistența cunoscutei trăsături asemănătoare unui inel mare din gazul lui Messier 31, împreună cu această structură asemănătoare inelului interior recent descoperită, compensată de baricentru , a sugerat o coliziune aproape frontală cu satelitul. M32, o versiune mai blândă a întâlnirii Cartwheel .

Studiile asupra halou-ului extins al galaxiei Andromeda arată că este aproximativ comparabil cu cel al Căii Lactee, stelele din halou fiind în general „ sărace în metal ”, și din ce în ce mai mult cu o distanță mai mare. Aceste dovezi indică faptul că cele două galaxii au urmat căi evolutive similare. Este posibil să fi acumulat și asimilat aproximativ 100–200 de galaxii de masă mică în ultimii 12 miliarde de ani. Stelele din halourile extinse ale galaxiei Andromeda și Calea Lactee se pot extinde cu aproape o treime din distanța care separă cele două galaxii.

Nucleu

Imaginea Hubble a nucleului galaxiei Andromeda care arată o posibilă structură dublă.  Foto NASA / ESA .
Conceptul artistic al nucleului galaxiei Andromeda, arătând o vedere peste un disc de stele tinere, albastre, care înconjoară o gaură neagră supermasivă.  Foto NASA / ESA .

Galaxia Andromeda este cunoscută că adăpostește un grup de stele dens și compact în centrul său. Într-un telescop mare, acesta creează o impresie vizuală a unei stele încorporate în umflătura din jur mai difuză. În 1991, telescopul spațial Hubble a fost folosit pentru a vizualiza nucleul interior al galaxiei Andromeda. Nucleul este format din două concentrații separate de 1,5  pc (4,9  ly ). Concentrația mai strălucitoare, desemnată ca P1, este compensată de centrul galaxiei. Concentrația dimmerului, P2, cade în centrul adevărat al galaxiei și conține o gaură neagră măsurată la 3–5 × 10 7 M ☉ în 1993 și la 1,1–2,3 × 10 8 M ☉ în 2005. Viteza de dispersie a materialului în jurul său se măsoară a fi ≈ 160  km/s (100  mi/s ).

Imaginea telescopului cu raze X Chandra a centrului galaxiei Andromeda. Un număr de surse de raze X, probabil stele binare cu raze X, din regiunea centrală a galaxiei apar ca puncte gălbui. Sursa albastră din centru se află în poziția găurii negre supermasive .

S-a propus că nucleul dublu observat ar putea fi explicat dacă P1 este proiecția unui disc de stele într-o orbită excentrică în jurul găurii negre centrale. Excentricitatea este de așa natură încât stelele persistă în apocentrul orbital , creând o concentrație de stele. P2 conține, de asemenea, un disc compact de stele fierbinți, de clasă spectrală A. Stelele A nu sunt evidente în filtrele mai roșii, dar în lumina albastră și ultravioletă ele domină nucleul, ceea ce face ca P2 să pară mai proeminent decât P1.

În timp ce la momentul inițial al descoperirii sale s-a emis ipoteza că porțiunea mai strălucitoare a nucleului dublu este rămășița unei mici galaxii „canibalizate” de Galaxia Andromeda, aceasta nu mai este considerată o explicație viabilă, în mare parte pentru că un astfel de nucleu ar avea o durată de viață extrem de scurtă din cauza perturbării mareelor ​​de către gaura neagră centrală. Deși acest lucru ar putea fi parțial rezolvat dacă P1 ar avea propria sa gaură neagră pentru a o stabiliza, distribuția stelelor în P1 nu sugerează că există o gaură neagră în centrul său.

Surse discrete

Galaxia Andromeda în raze X de înaltă energie și lumină ultravioletă (lansat pe 5 ianuarie 2016).

Aparent, până la sfârșitul anului 1968, nu fuseseră detectate raze X din Galaxia Andromeda. Un zbor cu balonul pe 20 octombrie 1970 a stabilit o limită superioară pentru razele X dure detectabile din Galaxia Andromeda. Sondajul Swift BAT pe tot cerul a detectat cu succes razele X dure provenind dintr-o regiune centrată la 6 secunde de arc distanță de centrul galaxiei. Emisia de peste 25 keV s-a constatat mai târziu că provine dintr-o singură sursă numită 3XMM J004232.1+411314 și identificată ca un sistem binar în care un obiect compact (o stea neutronică sau o gaură neagră) adună materie dintr-o stea.

De atunci, mai multe surse de raze X au fost detectate în galaxia Andromeda, folosind observații de la observatorul orbital XMM-Newton al Agenției Spațiale Europene (ESA) . Robin Barnard și colab. a emis ipoteza că acestea sunt găuri negre candidate sau stele neutronice , care încălzesc gazul primit la milioane de kelvin și emit raze X. Stelele neutronice și găurile negre pot fi distinse în principal prin măsurarea maselor lor. O campanie de observare a misiunii spațiale NuSTAR a identificat 40 de obiecte de acest fel în galaxie. În 2012, în Galaxia Andromeda a fost detectat un microquasar , o explozie radio care emană dintr-o gaură neagră mai mică. Gaura neagră progenitoare este situată în apropierea centrului galactic și are aproximativ 10 M ☉ . A fost descoperit prin intermediul datelor culese de sonda XMM-Newton a Agenției Spațiale Europene și a fost observat ulterior de Misiunea Swift Gamma-Ray Burst a NASA și de Observatorul Chandra X-Ray , Very Large Array și Very Long Baseline Array . Microquasarul a fost primul observat în galaxia Andromeda și primul în afara galaxiei Căii Lactee.

Ciorchinii globulari

Grupuri de stele din galaxia Andromeda.

Există aproximativ 460 de clustere globulare asociate cu Galaxia Andromeda. Cel mai masiv dintre aceste clustere, identificat ca Mayall II , supranumit Globular One, are o luminozitate mai mare decât orice alt cluster globular cunoscut din Grupul Local de galaxii. Conține câteva milioane de stele și este de aproximativ două ori mai luminos decât Omega Centauri , cel mai strălucitor cluster globular cunoscut din Calea Lactee. Globular One (sau G1) are mai multe populații stelare și o structură prea masivă pentru un globular obișnuit. Drept urmare, unii consideră că G1 este nucleul rămășiță al unei galaxii pitice care a fost consumată de Andromeda în trecutul îndepărtat. Globularul cu cea mai mare luminozitate aparentă este G76 care este situat în jumătatea de est a brațului de sud-vest. Un alt cluster globular masiv, numit 037-B327 și descoperit în 2006, ca fiind puternic înroșit de praful interstelar al galaxiei Andromeda , s-a considerat a fi mai masiv decât G1 și cel mai mare cluster al Grupului Local; cu toate acestea, alte studii au arătat că este de fapt similar în proprietăți cu G1.

Spre deosebire de clusterele globulare ale Căii Lactee, care prezintă o dispersie relativ scăzută în vârstă, clusterele globulare ale galaxiei Andromeda au o gamă mult mai mare de vârste: de la sisteme vechi precum galaxia însăși până la sisteme mult mai tinere, cu vârste cuprinse între câteva sute de milioane de ani. la cinci miliarde de ani.

În 2005, astronomii au descoperit un tip complet nou de cluster stelar în galaxia Andromeda. Noile clustere descoperite conțin sute de mii de stele, un număr similar de stele care pot fi găsite în clustere globulare. Ceea ce le deosebește de clusterele globulare este că sunt mult mai mari - cu diametrul de câteva sute de ani lumină - și de sute de ori mai puțin dense. Distanțele dintre stele sunt, prin urmare, mult mai mari în cadrul clusterelor extinse recent descoperite.

Cel mai masiv cluster globular din galaxia Andromeda, B023-G078, are probabil o gaură neagră intermediară centrală de aproape 100.000 de mase solare.

Galaxii din apropiere și satelit

Articolul principal: Galaxiile satelit ale Andromedei
Messier 32 este în stânga centrului, Messier 110 este în partea dreaptă jos a centrului.

La fel ca Calea Lactee, Galaxia Andromeda are galaxii satelit , formate din peste 20 de galaxii pitice cunoscute . Populația galaxiei pitice a Galaxiei Andromeda este foarte asemănătoare cu cea a Căii Lactee, dar galaxiile sunt mult mai numeroase. Cele mai cunoscute și mai ușor de observat galaxii satelit sunt M32 și M110 . Pe baza dovezilor actuale, se pare că M32 a suferit o întâlnire apropiată cu Galaxia Andromeda în trecut. Este posibil ca M32 să fi fost odată o galaxie mai mare căreia i-a fost îndepărtat discul stelar de către M31 și a suferit o creștere bruscă a formării de stele în regiunea centrală, care a durat până în trecutul relativ recent.

M110 pare să interacționeze, de asemenea, cu galaxia Andromeda, iar astronomii au găsit în haloul acesteia din urmă un flux de stele bogate în metale care par să fi fost desprinse din aceste galaxii satelit. M110 conține o bandă prăfuită, ceea ce poate indica formarea stelar recentă sau în desfășurare. M32 are și o populație stelară tânără.

Galaxia Triangulum este o galaxie non-pitică care se află la 750.000 de ani lumină de Andromeda. În prezent, nu se știe dacă este vorba despre un satelit al Andromedei.

În 2006, s-a descoperit că nouă dintre galaxiile satelit se află într-un plan care intersectează nucleul galaxiei Andromeda; ele nu sunt aranjate aleatoriu așa cum ar fi de așteptat din interacțiuni independente. Acest lucru poate indica o origine comună a mareelor ​​pentru sateliți.

Evenimentul PA-99-N2 și posibilă exoplanetă în galaxie

Articolul principal: PA-99-N2
Galaxy Andromeda cu suprapunere DESI.

PA-99-N2 a fost un eveniment de microlensare detectat în galaxia Andromeda în 1999. Una dintre explicațiile pentru aceasta este lentila gravitațională a unei gigante roșii de către o stea cu o masă între 0,02 și 3,6 ori mai mare decât cea a Soarelui, ceea ce sugerează că steaua este probabil orbitată de o planetă. Această posibilă exoplanetă ar avea o masă de 6,34 ori mai mare decât a lui Jupiter. Dacă în cele din urmă ar fi confirmată, ar fi prima planetă extragalactică găsită vreodată . Cu toate acestea, mai târziu au fost găsite anomalii în eveniment.

Ciocnire cu Calea Lactee

Articol principal: Ciocnirea Andromeda – Calea Lactee

Galaxia Andromeda se apropie de Calea Lactee cu aproximativ 110 kilometri (68 mile) pe secundă. A fost măsurată apropiindu-se de Soare la aproximativ 300 km/s (190 mi/s), în timp ce Soarele orbitează în jurul centrului galaxiei cu o viteză de aproximativ 225 km/s (140 mi/s). Acest lucru face din Galaxia Andromeda una dintre cele aproximativ 100 de galaxii observabile cu deplasare în albastru. Viteza tangențială sau laterală a galaxiei Andromeda în raport cu Calea Lactee este relativ mult mai mică decât viteza care se apropie și, prin urmare, este de așteptat să se ciocnească direct cu Calea Lactee în aproximativ 2,5-4 miliarde de ani. Un rezultat probabil al coliziunii este că galaxiile se vor fuziona pentru a forma o galaxie eliptică gigantică sau poate chiar o galaxie cu disc mare . Astfel de evenimente sunt frecvente printre galaxiile din grupuri de galaxii . Soarta Pământului și a Sistemului Solar în cazul unei coliziuni este momentan necunoscută. Înainte ca galaxiile să fuzioneze, există o mică șansă ca Sistemul Solar să fie ejectat din Calea Lactee sau să se alăture galaxiei Andromeda.

Observator amator

Imagine suprapusă care arată dimensiunile Lunii și ale galaxiei Andromeda observate de pe Pământ. Deoarece galaxia nu este foarte strălucitoare, dimensiunea ei nu este evidentă.

În cele mai multe condiții de vizualizare, Galaxia Andromeda este unul dintre cele mai îndepărtate obiecte care pot fi văzute cu ochiul liber ( M33 și M81 pot fi văzute pe cer foarte întunecat ). Galaxia este situată în mod obișnuit pe cer cu referire la constelațiile Cassiopeia și Pegasus . Andromeda este văzută cel mai bine în nopțile de toamnă din emisfera nordică , când trece sus, atingând punctul cel mai înalt în jurul miezului nopții în octombrie și cu două ore mai devreme în fiecare lună succesivă. La începutul serii, răsare în est în septembrie și apune în vest în februarie. Din emisfera sudică , galaxia Andromeda este vizibilă în perioada octombrie-decembrie, cel mai bine văzută din cât mai nord. Binoclul poate dezvălui unele structuri mai mari ale galaxiei și cele mai strălucitoare galaxii satelit ale sale , M32 și M110 . Un telescop amator poate dezvălui discul Andromedei, unele dintre cele mai strălucitoare clustere globulare ale sale, benzi de praf întunecate și norul mare de stele NGC 206 .

Vezi si

Note

Referințe

linkuri externe