АНДРОМЕДА: ОТКРЫТИЕ, ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРОЕНИЕ - ARTE - 2025

Андромеда - это галактика, состоящая из скопления звездных систем, пыли и газа, подверженных действию силы тяжести. Он находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от Земли и является единственным видимым невооруженным глазом объектом, не принадлежащим Млечному Пути.

Первое упоминание о галактике относится к 961 году, когда персидский астроном Аль-Суфи описал ее как небольшое облако в созвездии Андромеды. Скорее всего, его успели узнать и другие древние народы.

Рисунок 1. Галактика Андромеды, похожая на Млечный Путь, видимая в ультрафиолетовом свете. Источник: Wikimedia Commons.

Позже, благодаря телескопу, астрономы, следовавшие за Галилеем, назвали это просто «туманностью». В середине 19 века самый мощный телескоп имел 72 дюйма в диаметре и был построен ирландским астрономом Уильямом Парсонсом, который непосредственно наблюдал любопытную спиральную структуру некоторых туманностей.

Это было в 1924 году, когда астроном Эдвин Хаббл понял, что Спиральная туманность Андромеды не является частью Млечного Пути. Для этого он использовал свойства цефеид, класса звезд, яркость которых периодически меняется на регулярной основе.

Размер и температура цефеид увеличиваются и уменьшаются, очень точно связывая светимость с их периодом. Таким образом, Хаббл смог установить шкалу расстояний до Вселенной и оценить расстояние между Андромедой и Млечным путем. Это подтвердило, что туманность на самом деле была независимой галактикой, а Вселенная - гораздо большим местом, чем они предполагали.

Особенности Андромеды

Андромеда - спиральная галактика, форма которой похожа на форму нашего Млечного Пути. Он имеет форму плоского диска с выпуклостью в центре и несколькими спиральными рукавами. Не все галактики имеют такой дизайн.

Хаббл, наблюдавший сотни из них, классифицировал их на эллиптические (E), линзовидные (L) и спиральные (S) в своей знаменитой диаграмме камертона или последовательности Хаббла, которая используется до сих пор.

Рис. 2. Камертон Хаббла. Источник: Wikimedia Commons.

В свою очередь, спиральные галактики делятся на две группы: с центральной перемычкой и без нее.

Сегодняшний консенсус состоит в том, что наш Млечный Путь представляет собой спиральную галактику Sb с перемычкой, хотя мы не можем видеть ее снаружи, но Андромеда - это простая спиральная галактика Sb или без перемычки, которую мы видим отсюда почти с ребра.

Наиболее значимые данные Андромеды:

-Он имеет двойное ядро ​​(см. Раздел Структура ниже)

-Его размеры сопоставимы с Млечным путем. Андромеда лишь немного больше по размеру, но Млечный Путь массивнее, с большим количеством темной материи.

-Андромеда имеет несколько спутниковых галактик, с которыми она взаимодействует гравитационно: эллиптические карликовые галактики: M32 и M110 и небольшая спиральная галактика M33.

- Его диаметр составляет 220 тысяч световых лет.

-Он примерно в два раза ярче Млечного Пути с 1 миллиардом звезд.

- Примерно 3% энергии, излучаемой Андромедой, приходится на инфракрасную область, тогда как для Млечного Пути этот процент составляет 50%. Обычно эта величина связана со скоростью звездообразования, поэтому в Млечном Пути она высокая, а у Андромеды ниже.

Как увидеть Андромеду?

В каталоге Мессье, списке из 110 астрономических объектов, датируемых 1774 годом, галактика Андромеды, видимая в одноименном созвездии, названа объектом M31.

Со своей стороны, каталог NGC (Новый общий каталог туманностей и скоплений звезд) называет ее NGC 224.

Эти обозначения следует помнить при поиске галактики на картах звездного неба, поскольку они используются во многих астрономических приложениях для компьютеров и телефонов.

Чтобы визуализировать Андромеду, удобно сначала найти созвездие Кассиопеи, которое имеет очень характерную форму в виде буквы W или M, в зависимости от того, как вы его видите.

Кассиопею очень легко визуализировать на небе, а галактика Андромеды находится между ней и собственно созвездием Андромеды, как показано на этой диаграмме:

Рисунок 3. Фрагмент карты звездного неба для определения местоположения галактики Андромеды. Источник: Ф. Сапата.

Имейте в виду, что для того, чтобы увидеть галактику невооруженным глазом, небо должно быть очень темным и без искусственного освещения поблизости.

Однако увидеть галактику можно даже из населенного города ясной ночью, но всегда, по крайней мере, в бинокль. При этом в указанном месте выделяется небольшой беловатый овал.

С помощью телескопа можно различить гораздо больше деталей галактики, а также определить местонахождение двух ее небольших галактик-компаньонов.

Наиболее подходящее время года для просмотра:

- Северное полушарие : хотя в течение года видно меньше, оптимальные месяцы - август и сентябрь.

- Южное полушарие : с октября по декабрь.

Наконец, желательно наблюдать во время новолуния, чтобы небо было очень темным, а также носить соответствующую по сезону одежду.

Местная группа галактик

И галактика Андромеды, и сам Млечный Путь принадлежат к Местной группе галактик, которая объединяет в общей сложности 40 галактик. Млечный Путь, Андромеда и галактика Треугольник являются крупнейшими членами этой группы.

Остальная часть состоит из карликовых галактик эллиптического, спирального или неправильного типа, включая Магеллановы Облака.

Структура

Структура Андромеды в основном такая же, как у всех спиральных галактик:

Рис. 4. Структура типичной спиральной галактики. Источник: Университет Манитобы.

-Ядро, в котором находится сверхмассивная черная дыра.

-Лампочка, окружающая ядро ​​и полная звезд, продвинулась в своем развитии.

-Диск из межзвездного материала.

-Ореол, огромная диффузная сфера, которая окружает уже названные структуры и которую путают с нимбом соседнего Млечного Пути.

Происхождение и эволюция Как возникла Андромеда?

Галактики происходят из протогалактик или первичных газовых облаков, которые формировались относительно вскоре после Большого взрыва, великого взрыва, породившего Вселенную.

Во время Большого взрыва образовались более легкие элементы - водород и гелий. Таким образом, первые протогалактики обязательно состояли из этих элементов.

Сначала вещество было распределено однородно, но в одних точках накопилось немного больше, чем в других. В местах, где плотность была выше, сила гравитации заставляла накапливать больше материи. Со временем гравитационное сжатие породило протогалактики.

Андромеда может быть результатом слияния нескольких протогалактик, произошедшего около 10 миллиардов лет назад.

Принимая во внимание, что возраст Вселенной составляет 13,7 миллиарда лет, Андромеда образовалась вскоре после Большого взрыва, как и Млечный Путь.

За время своего существования Андромеда поглотила другие протогалактики и галактики, что помогло придать ей ее нынешнюю форму. Кроме того, скорость звездообразования в это время менялась, так как во время этих приближений скорость звездообразования увеличивается.

Несмотря на то, что вселенная, как известно, расширяется, галактика Андромеды в настоящее время быстро приближается к Млечному Пути со скоростью 300 км / с, поэтому в далеком будущем ожидается «столкновение» между двумя или хотя бы одним приближением. так что оба сильно деформированы.

Такие события не редкость и не обязательно жестокие или разрушительные, учитывая большое расстояние между звездами.

Если сталкивающиеся галактики имеют одинаковый размер, они, вероятно, потеряют свою форму и образуют эллиптическую галактику или неправильную галактику. Если один меньше, больший сохранит свою форму, поглощая его, или испытает более или менее заметную деформацию.

Цефеиды и астрономические расстояния

Эдвин Хаббл использовал цефеиды, чтобы определить расстояние до Андромеды и показать, что это была галактика, отличная от Млечного Пути.

Цефеиды - чрезвычайно яркие звезды, намного ярче Солнца, поэтому их можно увидеть даже очень издалека. Полярная звезда, полярная звезда, является примером цефеиды.

Они характеризуются тем, что претерпевают периодические расширения и сжатия, во время которых их яркость увеличивается и уменьшается через равные промежутки времени. Вот почему они известны как пульсирующие звезды.

Астроном Генриетта Ливитт (1868–1921) обнаружила, что любая цефеида с одним и тем же периодом T имеет одинаковую яркость или внутреннюю звездную величину Mv согласно уравнению:

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

Это верно для любой цефеиды, как бы далеко она ни находилась. Следовательно, при идентификации цефеиды в далекой галактике изучение ее периода также покажет ее величину, поскольку есть предварительно откалиброванные кривые зависимости величины от периода.

Теперь любой источник света имеет внутреннюю величину и видимую величину.

Когда ночью на расстоянии видны два одинаково ярких источника света, они могут иметь одинаковую внутреннюю яркость, но один из источников также может быть менее ярким и близким и, следовательно, выглядеть одинаково.

Внутренняя величина звезды связана с ее светимостью: очевидно, что чем больше величина, тем больше светимость. В свою очередь, разница между видимой и внутренней величиной связана с расстоянием до источника.

Связь между величиной и расстоянием

Астрономы используют следующее уравнение, которое связывает три упомянутые переменные; внутренняя величина, видимая величина и расстояние:

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

Где m _v - видимая звездная величина, M _v - абсолютная звездная величина, а d - расстояние от источника света (в парсеках *), в данном случае до звезды.

Таким образом, Хаббл обнаружил цефеиды в туманности Андромеды с очень малой звездной величиной, что означает, что они были очень далеко.

Расстояние между нами и Андромедой, которое Хаббл определил этим методом, составило 285 килопарсек, немногим более 929 тысяч световых лет. В настоящее время принятая величина составляет 2,5 миллиона световых лет, что чуть более чем вдвое превышает оценку Хаббла.

Оказывается, в то время, когда Хаббл делал свою оценку, было неизвестно, что существует два класса цефеид, поэтому он недооценил расстояние. Несмотря на это, ему удалось доказать, что он был настолько большим, что Андромеда определенно не была частью Млечного Пути.

* 1 парсек = 3,26 светового года.

Ссылки

1. Тейлор, Н. Галактика Андромеды (M31): расположение, характеристики и изображения. Получено с: space.com.
2. Университет Манитобы. Исследовательский проект 1: Спиральные галактики. Получено с: Physics.umanitoba.ca.
3. Пасачофф, Дж. 2007. Космос: астрономия в новом тысячелетии. Третье издание. Томсон-Брукс / Коул.
4. Сидс, М. 2011. Основы астрономии. Издание седьмое. Cengage Learning.
5. Wikipedia. Галактика Андромеды. Получено с: es.wikipedia.org.