Witamy ponownie w Messier Monday! W naszym hołdzie wielkiemu Tammy Plotner przyglądamy się galaktyce Andromeda, znanej również jako Messier 31. Ciesz się!
W XVIII wieku słynny francuski astronom Charles Messier zauważył obecność kilku „mglistych obiektów” na nocnym niebie. Pierwotnie myląc je z kometami, zaczął tworzyć ich listę, aby inni nie popełnili tego samego błędu, co on. Z czasem ta lista (znana jako katalog Messiera) obejmie 100 najbardziej bajecznych obiektów na nocnym niebie.
Jednym z tych obiektów jest słynna Galaktyka Andromeda, najbliższa galaktyka spiralna Drogi Mlecznej, której nazwa pochodzi od obszaru nieba, w którym się pojawia (w pobliżu gwiazdozbioru Andromedy). Jest to największa galaktyka w Grupie Lokalnej i wyróżnia się tym, że jest jednym z niewielu obiektów, który zbliża się do Drogi Mlecznej (i oczekuje się, że połączy się z nami za kilka miliardów lat!).
Opis:
Zbliżając się do nas z prędkością około 300 kilometrów na sekundę, nasz masywny galaktyczny sąsiad był przedmiotem badań struktury spiralnej, gromad kulistych i otwartych, materii międzygwiazdowej, mgławic planetarnych, pozostałości supernowych, jądra galaktycznego, galaktyk towarzyszących i tak długo, jak długo Spoglądałem przez teleskop. Jest częścią naszej Lokalnej Grupy Galaktyk, a jej dwa dobrze widoczne towarzysze są tylko częścią jedenastu innych, które ją otaczają.
Pewnego dnia ta galaktyka zderzy się z naszą, podobnie jak teraz pochłania swojego sąsiada - M32. Nie stanie się to jednak przez kilka miliardów lat, więc nie martw się o ogromne zakłócenia grawitacyjne! I nic dziwnego, że gigantyczna galaktyka, taka jak Andromeda, nie musi być tak duża, zachowując się sama. Ile razy Wielka Galaktyka Andromedy pochłonęła inną? Więcej niż raz!
W 1993 r. Kosmiczny Teleskop Hubble'a ujawnił, że M31 ma podwójne jądro - „resztki” z innego posiłku! Jak NASA i ESA stwierdziły w tym czasie o odkryciu:
„Każdy z dwóch jasnych szczytów zawiera kilka milionów gęsto upakowanych gwiazd. Jaśniejszym przedmiotem jest „klasyczne” jądro badane z ziemi. Jednak HST ujawnia, że prawdziwym centrum galaktyki jest naprawdę element ściemniacza. Jednym z możliwych wyjaśnień jest to, że jaśniejsza gromada jest pozostałością galaktyki kanibalizowanej przez M31. Innym pomysłem jest to, że prawdziwe centrum galaktyki zostało podzielone na dwie części przez głęboką absorpcję pyłu na środku, tworząc iluzję dwóch szczytów. To zdjęcie w zielonym świetle zostało wykonane aparatem szerokokątnym i planetarnym HST (WF / PC), w trybie wysokiej rozdzielczości, 6 lipca 1991 r. Dwa szczyty są oddzielone 5 latami świetlnymi. Obraz Hubble'a ma średnicę 40 lat świetlnych. ”
Być może jedno z najbardziej fascynujących odkryć ostatnich lat w Messier 31 dokonało orbitujące Obserwatorium Rentgenowskie Chandra. Poniższe zdjęcie rentgenowskie wykonane za pomocą zaawansowanego spektrometru obrazującego CCD (ACIS) Chandra X-Ray Astronomy Center pokazuje centralną część galaktyki Andromedy. Obserwatorium rentgenowskie Chandra jest częścią floty „Wielkich obserwatoriów” NASA wraz z Kosmicznym Teleskopem Hubble'a.
Niebieska kropka w środku obrazu to „chłodne” źródło promieniowania rentgenowskiego o milionach stopni, w którym znajduje się masywny obiekt centralny Andromedy o masie 30 milionów słońc, który wielu astronomów uważa za supermasywną czarną dziurę. Większość z nich prawdopodobnie wynika z podwójnych układów rentgenowskich, w których gwiazda neutronowa (lub być może gwiezdna czarna dziura) znajduje się na bliskiej orbicie wokół gwiazdy normalnej. ”
Z biegiem lat nasze badania posunęły się jeszcze bardziej w kierunku odkrycia zaćmieniającej gwiazdy podwójnej w Messier 31. Jak ujął to Ignasi Ribas (i in.) W 2005 r .:
„Prezentujemy pierwszą szczegółową analizę spektroskopową i fotometryczną pliku binarnego zaćmienia w Galaktyce Andromedy (M31). Jest to semidetached system 19,3 mag z późnymi składnikami typu widmowego O i wczesnego B. Na podstawie krzywych prędkości światła i promieni dokonaliśmy dokładnego określenia mas i promieni elementów. Ich efektywne temperatury zostały oszacowane poprzez modelowanie widm linii absorpcyjnej. Analiza daje zasadniczo kompletny obraz właściwości systemu, a zatem dokładne określenie odległości do M31. ”
W 2005 roku odkryliśmy więcej. W tym czasie Scott Chapman z Caltech, Rodrigo Ibata z Observatoire de Strasbourg i ich koledzy przeprowadzili szczegółowe badania dotyczące ruchów i metali prawie 10 000 gwiazd w Andromedzie, według których gwiezdna aureola galaktyki jest „uboga w metal”. Zasadniczo wskazało to, że gwiazdom leżącym w zewnętrznych granicach galaktyki brakuje pierwiastków cięższych niż wodór.
Według Chapmana było to zaskakujące, ponieważ jedną z kluczowych różnic, jakie istniały między Andromedą a Drogą Mleczną, było to, że gwiezdne halo tego pierwszego było bogate w metal, a drugie było ubogie w metal. Jeśli obie galaktyki są ubogie w metale, musiały mieć bardzo podobne ewolucje. Jak wyjaśnił Chapman:
„Prawdopodobnie obie galaktyki rozpoczęły się w ciągu pół miliarda lat od Wielkiego Wybuchu, a przez następne trzy do czterech miliardów lat obie powstawały w ten sam sposób przez protogalaktyczne fragmenty zawierające mniejsze grupy gwiazd wpadające do dwóch ciemnych materii halo. ”
Chociaż nikt jeszcze nie wie, z czego zbudowana jest ciemna materia, jej istnienie jest dobrze ustalone ze względu na masę, która musi istnieć w galaktykach, aby ich gwiazdy mogły okrążyć centra galaktyczne. W rzeczywistości obecne teorie ewolucji galaktyki zakładają, że studnie ciemnej materii działały jako swego rodzaju „nasienie” dzisiejszych galaktyk, a ciemna materia przyciągała mniejsze grupy gwiazd, gdy mijali je w pobliżu.
Co więcej, galaktyki takie jak Andromeda i Droga Mleczna prawdopodobnie pochłonęły około 200 mniejszych galaktyk i fragmentów protogalaktycznych w ciągu ostatnich 12 miliardów lat. Chapman i jego koledzy doszli do wniosku o halo Andromedy ubogim w metal, uzyskując dokładne pomiary prędkości, z jaką poszczególne gwiazdy zbliżają się bezpośrednio do Ziemi lub oddalają się od niej.
Miara ta nazywana jest prędkością radialną i można ją bardzo dokładnie określić za pomocą spektrografów głównych instrumentów, takich jak 10-metrowy teleskop Keck-II, który wykorzystano w badaniu. Spośród około 10 000 gwiazd Andromedy, dla których naukowcy uzyskali prędkości radialne, około 1 000 okazało się gwiazdami w gigantycznej aureoli gwiezdnej, która rozciąga się na zewnątrz o ponad 500 000 lat świetlnych.
Uważa się, że gwiazdy te z powodu braku metali uformowały się dość wcześnie, w czasie, gdy masywna halo ciemnej materii uchwyciło swoje pierwsze protogalaktyczne fragmenty. Natomiast gwiazdy dominujące bliżej środka galaktyki to te, które później powstały i połączyły się i zawierają cięższe pierwiastki w wyniku procesów ewolucji gwiazd. Oprócz tego, że są ubogie w metale, gwiazdy halo podążają losowymi orbitami i nie są w rotacji.
Natomiast gwiazdy widocznego dysku Andromedy obracają się z prędkością do 200 kilometrów na sekundę. Według Ibaty badanie może doprowadzić do nowych wniosków na temat natury ciemnej materii. „Po raz pierwszy udało nam się uzyskać panoramiczny widok ruchów gwiazd w halo galaktyki” - mówi Ibata. „Te gwiazdy pozwalają nam zważyć ciemną materię i określić, jak maleje wraz z odległością.”
Historia obserwacji:
Andromeda była znana jako „Mała chmura” dla perskiego astronoma Abd-al-Rahmana Al-Sufiego, który opisał ją i przedstawił w 964 r. W swoim Księga stałych gwiazd. Ta wspaniała galaktyka została także skatalogowana przez Giovanniego Batistę Hodiernę w 1654 r., Edmunda Halleya w 1716 r., Bullialdusa 1664 i ponownie przez Charlesa Messiera w 1764 r.
Podobnie jak większość obiektów, które dodał do katalogu Messiera, pomylił początkowo galaktykę z mglistym obiektem. Jak pisał o obiekcie w swoich notatkach:
„Niebo było bardzo dobre w nocy z 3 na 4 sierpnia 1764 r .; a konstelacja Andromedy znajdowała się w pobliżu południka, zbadałem z uwagą piękną mgławicę w pasie Andromedy, która została odkryta w 1612 r. przez Szymona Mariusza i którą obserwowali z wielką starannością różni astronomowie, a w końcu M Le Gentil, który podał bardzo obszerny i szczegółowy opis w tomie Wspomnień Akademii z 1759 r., str. 453, wraz z rysunkiem jego wyglądu. Nie będę tutaj raportować tego, co napisałem w swoim czasopiśmie: do badania tej mgławicy użyłem różnych instrumentów, a przede wszystkim doskonałego teleskopu gregoriańskiego o ogniskowej 30 soczewek, duże lustro ma średnicę 6 soczewek i powiększenie 104 razy obiekty: środek tej mgławicy wydawał się dość jasny dzięki temu instrumentowi, bez żadnych gwiazd; światło zaczęło gasnąć; przypomina dwa stożki lub piramidy światła, naprzeciwko ich podstaw, których oś była skierowana w kierunku od północnego zachodu do południowego wschodu; dwa punkty świetlne lub dwa szczyty są oddalone o około 40 minut kątowych; Mówię o, z powodu trudności w rozpoznaniu tych dwóch kończyn. Wspólna podstawa dwóch piramid wynosi 15 minut: środki te zostały wykonane za pomocą teleskopu Newtona o długości 4 stóp i pół ogniskowej, wyposażonego w mikrometr z jedwabnych drutów. Tym samym instrumentem porównałem środek szczytów dwóch stożków światła z gwiazdą Gamma Andromedae czwartej wielkości, która jest bardzo blisko niej i niewiele od niej odległa. Na podstawie tych obserwacji doszedłem do prawidłowego wzniesienia środka tej mgławicy jako 7d 26 ′ 32 ″ i jej deklinacji jako 39d 9 ′ 32 ″ na północ. Od piętnastu lat, podczas których oglądałem i obserwowałem tę mgławicę, nie zauważyłem żadnej zmiany w jej wyglądzie; zawsze postrzegałem go w tym samym kształcie ”.
Bardzo wielu astronomów obserwowało Galaktykę Andromedy na przestrzeni lat, z których każdy barwnie ją opisuje. Jednak, jak wiemy z historii, minie sporo czasu, zanim odkryta zostanie jego prawdziwa natura jako galaktyki zewnętrznej. Tutaj musimy szanować Sir Williama Herschela, który wiedział znacznie przed wszystkimi innymi, że w Object 31 Messiera było coś zupełnie innego!
Chociaż nigdy nie opublikował publicznie swoich notatek obserwacyjnych na temat odkryć innego astronoma, szkoda, że nie zrobił tego, ponieważ miał to do powiedzenia:
„.. Ale kiedy obiekt ma taką konstrukcję lub znajduje się w takiej odległości od nas, że najwyższa siła penetracji, która do tej pory była dla niego stosowana, pozostawia nieokreślone, czy należy do klasy mgławic czy gwiazd , można to nazwać niejednoznacznym. Ponieważ jednak istnieje znaczna różnica w niejednoznaczności takich obiektów, ułożyłem 71 z nich w następujących czterech kolekcjach. Pierwszy zawiera siedem obiektów, które mogą składać się z gwiazd, ale tam, gdzie dotychczasowe obserwacje, ich wyglądu lub formy, pozostawiają nierozstrzygnięte, do której klasy powinny zostać umieszczone. Connoiss. 31 [M31] to: Duże jądro z bardzo rozległymi mgławymi gałęziami, ale jądro jest bardzo stopniowo łączone z nimi. Rozrzucone nad nim gwiazdy wydają się znajdować za nim i wydają się tracić część swojego blasku w przejściu światła przez mgławicę; nie ma ich więcej w bezpośrednim sąsiedztwie. Obejrzałem go na południku z lustrem o średnicy 24 cali i zobaczyłem go w doskonałej jakości; ale jego natura pozostaje tajemnicza. Jego światło, zamiast wydawać się rozdzielalne przy tej aperturze, wydawało się bardziej mleczne. Obiekty w tej kolekcji muszą obecnie pozostać niejednoznaczne. ”
Lokalizowanie Messiera 31:
Nawet pod umiarkowanie zanieczyszczonym niebem Wielką Galaktykę Andromedy, znajdującą się w konstelacji Andromedy, można łatwo znaleźć gołym okiem - jeśli wiesz, gdzie patrzeć. Doświadczeni astronomowie amatorzy mogą dosłownie wskazywać niebo i wskazywać lokalizację M31, ale być może nigdy nie próbowaliście go znaleźć. Wierzcie lub nie, to łatwa do zauważenia galaktyka nawet w świetle księżyca.
Wystarczy zidentyfikować duży wzór gwiazd w kształcie rombu, który jest Wielki Plac Pegaza. Najbardziej wysuniętą na północ gwiazdą jest Alfa i właśnie tutaj zaczniemy nasz skok. Pozostań przy północnym łańcuchu gwiazd i spójrz na szerokość czterech palców od Alphy, aby zobaczyć dobrze widoczną gwiazdę. Następny wzdłuż łańcucha znajduje się w odległości około trzech kolejnych palców. Jeszcze dwie szerokości palców na północ, a zobaczysz ciemniejszą gwiazdę, która wygląda jakby miała coś rozmazanego w pobliżu.
Skieruj tam swoją lornetkę, bo to nie jest chmura - to Galaktyka Andromedy! Teraz skieruj swoją lornetkę lub mały teleskop na swoją drogę… Być może jedna z najwybitniejszych galaktyk dla początkującego obserwatora, M31 rozciąga się na tyle nieba, że zajmuje kilka pól widzenia w większym teleskopie, a nawet zawiera własne gromady i mgławice z nowymi oznaczeniami katalogu ogólnego.
Jeśli masz nieco większy teleskop, możesz także wybrać dwóch towarzyszy M31 - M32 i M110. Nawet bez lunety i lornetki to niesamowite, że możemy coś zobaczyć - cokolwiek! - to ponad dwa miliony lat świetlnych stąd!
Ciesz się tą cudowną i tajemniczą galaktyką przy każdej okazji! Nawet najskromniejsze pomoce optyczne ujawnią to, czym jest… Kolejny wszechświat wyspowy!
A oto krótkie fakty. Cieszyć się!
Nazwa obiektu: Messier 31
Alternatywne oznaczenia: M31, NGC 224, Galaktyka Andromedy
Rodzaj obiektu: Wpisz Sb Galaxy
Konstelacja: Andromeda
Właściwe Wniebowstąpienie: 00: 42,7 (h: m)
Deklinacja: +41: 16 (deg: m)
Dystans: 2900 (kly)
Jasność wizualna: 3,4 (mag)
Pozorny wymiar: 178 × 63 (min. Łuku)
W Space Magazine napisaliśmy wiele interesujących artykułów na temat Messier Objects. Oto Wprowadzenie Tammy Plotner do Messier Objects, M1 - Mgławica Kraba, M8 - Mgławica Laguna oraz artykuły Davida Dickisona na temat maratonów Messiera 2013 i 2014.
Koniecznie sprawdź nasz pełny katalog Messiera. Aby uzyskać więcej informacji, sprawdź bazę danych SEDS Messier.
Źródła:
- Wikipedia - Galaktyka Andromedy
- Messier Objects - Messier 31 - Andromeda Galaxy
- SEDS - Messier 31
