Velkommen tilbage til Messier mandag! I vores løbende hyldest til den store Tammy Plotner kigger vi på Andromeda Galaxy, også kendt som Messier 31. Nyd!
I løbet af det 18. århundrede bemærkede den berømte franske astronom Charles Messier tilstedeværelsen af flere "nebulous objekter" på nattehimlen. Efter at have oprindeligt forvekslet dem med kometer, begyndte han at udarbejde en liste over dem, så andre ikke ville begå den samme fejl, som han gjorde. Med tiden ville denne liste (kendt som Messier Catalog) omfatte 100 af de mest fantastiske genstande på nattehimlen.
Et af disse objekter er den berømte Andromeda-galakse, den nærmeste spiralgalakse til Mælkevejen, der er opkaldt efter det himmelområde, den optræder i (i nærheden af Andromeda-stjernebilledet). Det er den største galakse i den lokale gruppe og skelner mellem at være et af de få objekter, der faktisk kommer tættere på Mælkevejen (og forventes at fusionere med os om nogle få milliarder år!).
Beskrivelse:
Vores enorme galaktiske nabo, der nærmer os cirka 300 kilometer i sekundet, har været genstand for undersøgelser af spiralstruktur, kugleformede og åbne klynger, interstellar stof, planetariske tåger, supernova-rester, galaktisk kerne, ledsagergalakier og mere, så længe vi har kikket vej med et teleskop. Det er en del af vores lokale gruppe af galakser, og dens to let synlige ledsagere er kun en del af de elleve andre, der sværmer omkring den.
En dag vil denne galakse kollidere med vores egen, ligesom den nu spiser sin nabo - M32. Dette vil dog ikke ske i flere milliarder år, så du skal ikke bekymre dig om de enorme gravitationsforstyrrelser endnu! Og ikke overraskende får en gigantisk galakse som Andromeda ikke være så stor ved at holde sig til sig selv. Hvor mange gange nu har den store Andromeda-galakse fortæret en anden? Mere end en gang!
I 1993 afslørede Hubble-rumteleskopet, at M31 har en dobbelt kerne - en "rest" fra et andet måltid! Som NASA og ESA sagde om opdagelsen på det tidspunkt:
”Hver af de to lystoppe indeholder et par millioner tætpakkede stjerner. Det lysere objekt er den "klassiske" kerne, som er undersøgt fra jorden. Imidlertid afslører HST, at det sande centrum af galaksen virkelig er den svagere komponent. En mulig forklaring er, at den lysere klynge er den resterende rest af en galakse, der er kannibaliseret af M31. En anden idé er, at det sande centrum af galaksen er blevet delt i to ved dyb støvabsorption over midten, hvilket skaber illusionen af to toppe. Dette billede med grønt lys blev taget med HSTs Wide Field and Planetetary Camera (WF / PC) i høj opløsningstilstand den 6. juli 1991. De to toppe adskilles med 5 lysår. Hubble-billedet er 40 lysår på tværs. ”
Måske en af de mest fascinerende opdagelser de seneste år i Messier 31 blev foretaget af det kredsende Chandra X-Ray Observatorium. Røntgenbillede nedenfor, lavet med Chandra X-Ray Astronomy Center's Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS), viser den centrale del af Andromeda Galaxy. Røntgenobservatoriet Chandra er en del af NASAs flåde af "Store observatorier" sammen med Hubble-rumteleskopet.
Den blå prik i midten af billedet er en "cool" milliongrad røntgenkilde, hvor Andromedas massive centrale objekt med massen på 30 millioner solskin er placeret, som mange astronomer betragter som et supermassivt sort hul. De fleste af disse skyldes sandsynligvis røntgen-binære systemer, hvor en neutronstjerne (eller måske et stjernet sort hul) befinder sig i en tæt bane omkring en normal stjerne. ”
I årenes løb er vores studier fremskredt endnu mere med opdagelsen af en formørkende binær stjerne i Messier 31. Som Ignasi Ribas (et al) udtrykte det i et 2005:
”Vi præsenterer den første detaljerede spektroskopiske og fotometriske analyse af en binærformørkelse i Andromeda Galaxy (M31). Dette er et semidetachet system med 19,3 mag med sent O- og tidlig B-spektraltypekomponenter. Fra lys- og radialhastighedskurverne har vi udført en nøjagtig bestemmelse af komponenternes masser og radier. Deres effektive temperaturer er blevet estimeret ved modellering af absorptionslinjespektre. Analysen giver et i det væsentlige komplet billede af systemets egenskaber og dermed en nøjagtig bestemmelse af afstanden til M31. ”
I 2005 opdagede vi mere. På det tidspunkt gennemførte Scott Chapman fra Caltech, Rodrigo Ibata fra Observatoire de Strasbourg, og deres kolleger detaljerede undersøgelser af bevægelser og metaller fra næsten 10.000 stjerner i Andromeda, som at galakens stjernehalo er "metalfattige." I det væsentlige indikerede dette, at stjernerne, der ligger i de ydre grænser af galaksen, mangler elementer, der er tungere end brint.
Ifølge Chapman var dette overraskende, da en af de vigtigste forskelle, der menes at eksistere mellem Andromeda og Mælkevejen, var, at førstnævnte stjernehalo var metalrig og sidstnævnte var metalfattig. Hvis begge galakser er metalfattige, skal de have haft meget lignende udviklinger. Som Chapman forklarede:
”Sandsynligvis kom begge galakser i gang inden for en halv milliard år efter Big Bang, og i løbet af de næste tre til fire milliarder år byggede begge op på samme måde af protogalaktiske fragmenter, der indeholdt mindre grupper af stjerner, der faldt ned i de to mørke stoffer glorier.”
Selvom ingen endnu ved, hvad mørkt stof er lavet af, er dets eksistens veletableret på grund af den masse, der skal eksistere i galakser for, at deres stjerner kan kredse om de galaktiske centre. Faktisk antager de nuværende teorier om galaktisk udvikling, at brønde af mørkt stof fungerede som en slags "frø" til dagens galakser, med den mørke stof trækker i mindre grupper af stjerner, når de passerede i nærheden.
Hvad der mere er, galakser som Andromeda og Mælkevejen har hver formentlig goblet omkring 200 mindre galakser og protogalaktiske fragmenter i løbet af de sidste 12 milliarder år. Chapman og hans kolleger ankom til konklusionen om den metalfattige Andromeda-glorie ved at få omhyggelige målinger af den hastighed, hvormed de enkelte stjerner kommer direkte mod eller bevæger sig direkte væk fra Jorden.
Denne måling kaldes den radiale hastighed og kan bestemmes meget nøjagtigt med spektrografer af vigtige instrumenter, såsom det 10 meter store Keck-II-teleskop, der blev brugt i undersøgelsen. Af de ca. 10.000 Andromeda-stjerner, som forskerne har opnået radiale hastigheder for, viste sig omkring 1.000 at være stjerner i den gigantiske stjernestjerne, der strækker sig udad med mere end 500.000 lysår.
På grund af deres mangel på metaller antages disse stjerner at have dannet sig ganske tidligt, på et tidspunkt, hvor den massive mørke stof-glorie havde fanget sine første protogalaktiske fragmenter. Stjernerne, der dominerer tættere på midten af galaksen, er derimod dem, der dannedes og fusionerede senere, og indeholder tungere elementer på grund af stjernernes evolutionsprocesser. Ud over at være metalfattige følger haloens stjerner tilfældige baner og er ikke i rotation.
I modsætning hertil drejer stjernerne på Andromedas synlige disk med en hastighed på op til 200 kilometer i sekundet. I henhold til Ibata kunne undersøgelsen føre til ny indsigt i arten af mørkt stof. ”Dette er første gang, vi har været i stand til at få et panoramaudsigt over stjernernes bevægelser i en galakas glorie,” siger Ibata. "Disse stjerner giver os mulighed for at veje det mørke stof og bestemme, hvordan det falder med afstanden."
Observationshistorie:
Andromeda blev kendt som "Lille sky" for den persiske astronom Abd-al-Rahman Al-Sufi, der beskrev og afbildede den i 964 e.Kr. i hans Book of Fixed Stars. Denne vidunderlige galakse blev også katalogiseret af Giovanni Batista Hodierna i 1654, Edmund Halley i 1716, af Bullialdus 1664 og igen af Charles Messier i 1764.
Som de fleste af de objekter, han føjede til Messier-kataloget, fejrede han galaksen oprindeligt til en nebulous genstand. Da han skrev om genstanden i sine noter:
„Himlen har været meget god om natten den 3. til 4. august 1764; og stjernebilledet Andromeda var nær Meridianen, jeg har undersøgt med opmærksomhed den smukke tåge i Andromedas bælte, som blev opdaget i 1612 af Simon Marius, og som siden er blevet observeret med stor omhu af forskellige astronomer, og til sidst af M le Gentil, der har givet en meget rig og detaljeret beskrivelse i bindet af Akademiets erindringer for 1759, side 453, med en tegning af dens udseende. Jeg vil ikke rapportere her, hvad jeg har skrevet i min tidsskrift: Jeg har brugt forskellige instrumenter til at undersøge den nævneben, og frem for alt et fremragende gregoriansk teleskop på 30 pouces brændvidde, det store spejl med 6 pouces i diameter og forstørre 104 gange genstande: midten af denne tåge forekom temmelig lys med dette instrument uden noget udseende af stjerner; lyset gik ned til slukning; det ligner to kegler eller pyramider af lys, modsat ved deres baser, hvorfra aksen var i retning fra nord-vest til syd-øst; de to lyspunkter eller de to toppe er ca. 40 minutters bue fra hinanden; Jeg siger om, på grund af vanskelighederne med at genkende disse to ekstremiteter. Den fælles base for de to pyramider er 15 minutter: disse mål er foretaget med et Newtonsk teleskop på 4 fod og en halv brændvidde, udstyret med et mikrometer silketråde. Med det samme instrument har jeg sammenlignet midten af toppen af de to lyskegler med stjernen Gamma Andromedae i fjerde størrelse, som er meget tæt på den og lidt fjernt fra dens parallelle. Fra disse observationer har jeg konkluderet den rigtige opstigning af midten af denne tåge som 7d 26 ′ 32 ″, og dens fald som 39d 9 ′ 32 ″ nord. Siden femten år, hvor jeg så og observerede denne tåge, har jeg ikke bemærket nogen ændring i dens optræden; har altid opfattet det i samme form. ”
Mange astronomer ville observere Andromeda-galaksen i årenes løb og hver farverig beskrive den. Som vi ved fra historien, ville det dog tage nogen tid, før dens sande natur som en ekstern galakse ville blive opdaget. Her skal vi give den største respekt til Sir William Herschel, der vidste langt foran alle andre, at der var noget meget, meget anderledes ved Messiers Objekt 31!
Selvom han aldrig offentligt offentliggjorde sine observationsnotater om en anden astronoms opdagelser, er det en skam, at han ikke gjorde, for det var det, han havde at sige:
”.. Men når et objekt er af en sådan konstruktion eller i en sådan afstand fra os, at den højeste gennemtrængningskraft, der hidtil er blevet anvendt på den, efterlader det ubestemt, om det hører til klassen af tåge eller stjerner , kan det kaldes tvetydigt. Da der imidlertid er en betydelig forskel i tvetydigheden ved sådanne genstande, har jeg arrangeret 71 af dem i de følgende fire samlinger. Den første indeholder syv genstande, der måske antages at bestå af stjerner, men hvor de hidtil foretagne observationer, enten af deres udseende eller form, efterlader det ubestemt i hvilken klasse de skal placeres. Connoiss. 31 [M31] er: En stor kerne med meget omfattende nebuløse grene, men kernen er meget gradvist forbundet med dem. Stjernerne, der er spredt over det, ser ud til at være bag den og ser ud til at miste en del af deres glans i passagen af deres lys gennem nebulositeten; der er ikke flere af dem spredt over det umiddelbare kvarter. Jeg undersøgte det i meridianen med et spejl på 24 tommer i diameter og så det i høj perfektion; men dens natur forbliver mystisk. Dets lys, i stedet for at virke opløselig med denne blænde, syntes at være mere mælkeagtig. Objekterne i denne samling skal for tiden forblive tvetydige. ”
Find Messier 31:
Selv under moderat let forurenede himmel kan den store Andromeda-galakse, der ligger i Andromeda-stjernebilledet, let findes med det blotte øje - hvis du ved, hvor du skal se. Erfarne amatørastronomer kan bogstaveligt talt pege på himlen og vise dig placeringen af M31, men måske har du aldrig prøvet at finde den. Tro det eller ej, dette er en let galakse at se, selv under måneskin.
Identificer blot det store diamantformede mønster af stjerner, der er den store firkant af Pegasus. Den nordligste stjerne er Alpha, og det er her vi begynder vores hop. Bliv hos den nordlige stjernekæde, og se fire fingerbredder væk fra Alpha for en let set stjerne. Den næste langs kæden er omkring tre fingerbredder væk. To flere fingerbredder mod nord, og du vil se en lysere stjerne, der ser ud som om den har noget ujævn i nærheden.
Ret dine kikkert der, for det er ingen sky - det er Andromeda Galaxy! Sæt nu din kikkert eller et lille teleskop på vej… Måske en af de mest fremragende af alle galakser over for den begyndte observatør, M31 spænder over så meget himmel, at den optager flere synsfelter i et større teleskop og endda indeholder sine egne klynger og tåge med nye generelle katalogbetegnelser.
Hvis du har et lidt større teleskop, kan du muligvis også hente M31s to ledsagere - M32 og M110. Selv uden omfang eller kikkert er det temmelig forbløffende, at vi kan se noget - hvad som helst! - det er over to millioner lysår væk!
Nyd denne vidunderlige og mystiske galakse ved enhver lejlighed! Selv de mest beskedne optiske hjælpemidler vil afsløre det for hvad det er ... Et andet øunivers!
Og her er I 'ole' hurtige fakta. God fornøjelse!
Objektnavn: Messier 31
Alternative betegnelser: M31, NGC 224, Andromeda Galaxy
Objekttype: Type Sb Galaxy
Constellation: Andromeda
Højre opstigning: 00: 42,7 (h: m)
deklination: +41: 16 (° C)
Afstand: 2900 (kly)
Visuel lysstyrke: 3,4 (mag)
Tilsyneladende dimension: 178 × 63 (lysbue min)
Vi har skrevet mange interessante artikler om Messier Objects her på Space Magazine. Her er Tammy Plotners introduktion til Messier-objekter, M1 - Crab Nebula, M8 - Lagoon Nebula, og David Dickisons artikler om 2013 og 2014 Messier Marathons.
Sørg for at tjekke vores komplette Messier-katalog. Og for mere information, se SEDS Messier-databasen.
Kilder:
- Wikipedia - Andromeda Galaxy
- Messier-objekter - Messier 31 - Andromeda Galaxy
- SEDS - Messier 31
