Välkommen tillbaka till Messier måndag! I vår pågående hyllning till den stora Tammy Plotner tittar vi på Andromeda Galaxy, även känd som Messier 31. Njut av!
Under 1700-talet konstaterade den berömda franska astronomen Charles Messier förekomsten av flera "nebulösa föremål" på natthimlen. Efter att ha ursprungligen misstagit dem för kometer, började han sammanställa en lista över dem så att andra inte skulle göra samma misstag som han gjorde. Med tiden skulle denna lista (känd som Messier Catalog) inkludera 100 av de mest fantastiska föremålen på natthimlen.
Ett av dessa föremål är den berömda Andromeda-galaxen, den närmaste spiralgalaxen till Vintergatan som är uppkallad efter det himmelområde den förekommer i (i närheten av Andromedakonstellationen). Det är den största galaxen i den lokala gruppen och skiljer sig från att vara ett av de få föremål som faktiskt närmar sig Vintergatan (och förväntas smälta samman med oss om några miljarder år!).
Beskrivning:
Vår massiva galaktiska granne, som närmar oss cirka 300 kilometer per sekund, har varit föremål för studier av spiralstruktur, kula och öppna kluster, interstellär materia, planetariska nebulosor, supernovarester, galaktisk kärna, följeslagare och mer så länge vi har tittat fram med ett teleskop. Det är en del av vår lokala grupp av galaxer och dess två lätt synliga följeslagare är bara en del av de elva andra som svärmar runt den.
En dag kommer denna galax kollidera med vår egen, precis som den nu konsumerar sin granne - M32. Men detta kommer inte att ske under flera miljarder år, så oroa dig inte för de enorma gravitationsstörningarna ännu! Och inte överraskande, en gigantisk galax som Andromeda behöver inte bli så stor genom att hålla sig till sig själv. Hur många gånger har den stora Andromeda-galaxen nu konsumerat en annan? Mer än en gång!
1993 avslöjade Hubble Space Telescope att M31 har en dubbelkärna - en "rest" från en annan måltid! Som NASA och ESA uttalade om upptäckten vid den tiden:
”Var och en av de två ljustopparna innehåller några miljoner tätpakade stjärnor. Det ljusare objektet är den "klassiska" kärnan som studerats från marken. HST avslöjar emellertid att galaxens verkliga centrum verkligen är den ljusare komponenten. En möjlig förklaring är att det ljusare klustret är den återstående resten av en galax som kanibaliseras av M31. En annan idé är att galaxens verkliga centrum har delats upp i två genom djup dammabsorption över mitten, vilket skapar illusionen av två toppar. Den här gröna ljusbilden togs med HST: s breda fält- och planetkamera (WF / PC), i högupplöst läge, den 6 juli 1991. De två topparna är separerade med 5 ljusår. Hubble-bilden är 40 ljusår. "
Kanske en av de mest fascinerande upptäckterna de senaste åren i Messier 31 gjordes av det kretsande Chandra röntgenobservatorium. Röntgenbilden nedan, gjord med Chandra X-Ray Astronomy Center's Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS), visar den centrala delen av Andromeda Galaxy. Röntgenobservatoriet Chandra är en del av NASA: s flotta av "Stora observatorier" tillsammans med rymdteleskopet Hubble.
Den blå pricken i mitten av bilden är en "cool" miljon graders röntgenkälla där Andromedas massiva centrala objekt, med massan 30 miljoner solar, ligger, vilket många astronomer anser vara ett supermassivt svart hål. De flesta av dessa beror antagligen på binära röntgensystem, där en neutronstjärna (eller kanske ett stjärnsvart hål) befinner sig i en nära bana runt en normal stjärna. ”
Under åren har våra studier avancerat ännu mer med upptäckten av en förmörkande binärstjärna i Messier 31. Som Ignasi Ribas (et al) uttryckte det 2005:
”Vi presenterar den första detaljerade spektroskopiska och fotometriska analysen av en förmörkande binär i Andromeda Galaxy (M31). Detta är ett 19,3 mag-halvvägs system med sent O- och tidig B-spektraltyp. Från ljus- och radialhastighetskurvorna har vi genomfört en exakt bestämning av komponenternas massor och radier. Deras effektiva temperaturer har uppskattats genom modellering av absorptionslinjespektra. Analysen ger en väsentligen fullständig bild av systemets egenskaper och därmed en exakt avståndsbestämning till M31. ”
2005 upptäckte vi mer. Vid den tiden genomförde Scott Chapman från Caltech, Rodrigo Ibata från Observatoire de Strasbourg, och deras kollegor detaljerade studier om rörelser och metaller för nästan 10 000 stjärnor i Andromeda, som att galaxens stjärnhalo är "metallfattig." I huvudsak indikerade detta att stjärnorna som ligger i galaxens yttre gränser saknar element som är tyngre än väte.
Enligt Chapman var detta överraskande eftersom en av de viktigaste skillnaderna som trodde fanns mellan Andromeda och Vintergatan var att den förstnämnda stjärnahalogen var metallrik och den sistnämnda var metallfattig. Om båda galaxerna är metallfattiga, måste de ha haft mycket liknande utveckling. Som Chapman förklarade:
”Antagligen kom båda galaxerna igång inom en halv miljard år efter Big Bang, och under de kommande tre till fyra miljarder åren byggdes båda upp på samma sätt av protogalaktiska fragment som innehöll mindre grupper av stjärnor som föll in i de två mörka ämnena. glorior.”
Även om ingen ännu vet vad mörk materia är gjord av, är dess existens väl etablerad på grund av den massa som måste finnas i galaxer för att deras stjärnor ska kretsa runt de galaktiska centra. I själva verket antar nuvarande teorier om galaktisk utveckling att mörkmaterialbrunnar fungerade som ett slags "utsäde" för dagens galaxer, med den mörka materien som drar i mindre grupper av stjärnor när de passerade i närheten.
Dessutom har galaxer som Andromeda och Vintergatan troligen vacklat upp cirka 200 mindre galaxer och protogalaktiska fragment under de senaste 12 miljarder åren. Chapman och hans kollegor kom fram till slutsatsen om den metallfattiga Andromeda-glorie genom att få noggranna mätningar av hastigheten med vilken enskilda stjärnor kommer direkt mot eller rör sig direkt från jorden.
Detta mått kallas radialhastighet och kan bestämmas mycket exakt med spektrografer av huvudinstrument som 10-meter Keck-II-teleskopet, som användes i studien. Av de ungefär 10 000 Andromeda-stjärnorna som forskarna har uppnått radiella hastigheter för visade sig cirka 1 000 stjärnor i den jätte- stjärnahalo som sträcker sig utåt med mer än 500 000 ljusår.
Dessa stjärnor, på grund av sin brist på metaller, tros ha bildats ganska tidigt, vid en tidpunkt då den massiva mörka ämnet halo hade fångat sina första protogalaktiska fragment. Stjärnorna som dominerar närmare centrum av galaxen är däremot de som bildades och slogs samman senare och innehåller tyngre element på grund av stellar utvecklingsprocesser. Förutom att de är metallfattiga följer haloens stjärnor slumpmässiga banor och är inte i rotation.
Däremot roterar stjärnorna på Andromedas synliga skiva med hastigheter upp till 200 kilometer per sekund. Enligt Ibata kan studien leda till ny insikt om den mörka materiens natur. "Det här är första gången vi har kunnat få en panoramautsikt över stjärnorna i en galax halo," säger Ibata. "Dessa stjärnor tillåter oss att väga den mörka materien och bestämma hur den minskar med avståndet."
Observationens historia:
Andromeda var känd som "Little Cloud" för den persiska astronomen Abd-al-Rahman Al-Sufi, som beskrev och avbildade det 964 e.Kr. i hans Book of Fixed Stars. Denna underbara galax katalogiserades också av Giovanni Batista Hodierna 1654, Edmund Halley 1716, av Bullialdus 1664 och återigen av Charles Messier 1764.
Liksom de flesta föremål som han lade till i Messier-katalogen, misstog han galaxen inledningsvis för ett nebulöst objekt. När han skrev om objektet i sina anteckningar:
”Himlen har varit väldigt god natt 3–4 augusti 1764; och konstellationen Andromeda var nära Meridianen, jag har undersökt den vackra nebula i Andromedas bälte, som upptäcktes 1612 av Simon Marius, och som har observerats sedan med stor omsorg av olika astronomer, och äntligen av M le Gentil som har gett en mycket rik och detaljerad beskrivning i volymen av Akademins memoarer för 1759, sida 453, med en ritning av dess utseende. Jag kommer inte att rapportera här vad jag har skrivit i min tidskrift: Jag har använt olika instrument för att undersöka den nebula, och framför allt ett utmärkt gregorianskt teleskop med 30 pouces brännvidd, den stora spegeln har 6 pouces i diameter och förstorar 104 gånger dessa föremål: mitten av den nebula verkade ganska ljus med detta instrument, utan några utseende av stjärnor; ljuset minskade upp till släckning; det liknar två kottar eller ljuspyramider, motsatta vid deras baser, av vilka axeln var i riktning från nordväst till sydost; de två ljuspunkterna eller de två toppmötena är cirka 40 minuters båge isär; Jag säger om, på grund av svårigheten att känna igen dessa två extremiteter. Den gemensamma basen för de två pyramiderna är 15 minuter: dessa åtgärder har gjorts med ett Newtonskt teleskop på 4 fot och en halv brännvidd, utrustad med en mikrometer av silketrådar. Med samma instrument har jag jämfört mitten av toppmötet mellan de två ljuskonerna med stjärnan Gamma Andromedae av den fjärde storleken som är mycket nära den och lite avlägsen från dess parallell. Från dessa observationer har jag avslutat den högra uppstigningen av mitten av denna nebula som 7d 26 ′ 32 ″, och dess minskning som 39d 9 ′ 32 ″ norr. Sedan femton år där jag tittade och observerade denna nebulosa har jag inte märkt någon förändring i dess utseende; har alltid uppfattat det i samma form. ”
Många astronomer skulle observera Andromedagalaxen under åren och var och en beskrev färgglada den. Men som vi vet från historien skulle det ta en lång tid innan dess sanna natur som en yttre galax skulle upptäckas. Här måste vi ge största hänsyn till Sir William Herschel, som visste långt framför alla andra, att det fanns något mycket, mycket annorlunda med Messiers Objekt 31!
Även om han aldrig publicerat sina observationsanteckningar om en annan astronomens upptäckter, är det synd att han inte gjorde för det här är vad han hade att säga:
”Men när ett föremål är av en sådan konstruktion, eller på ett sådant avstånd från oss, att den högsta penetrationskraften, som hittills har applicerats på den, lämnar det obestämt om det tillhör klassen av nebulosor eller stjärnor , det kan kallas tvetydigt. Eftersom det emellertid finns en betydande skillnad i tvetydigheten hos sådana objekt har jag arrangerat 71 av dem i följande fyra samlingar. Den första innehåller sju objekt som kan vara tänkta att bestå av stjärnor, men där de hittills gjorda observationerna, antingen av deras utseende eller form, lämnar det obestämt i vilken klass de borde placeras. Connoiss. 31 [M31] är: En stor kärna med mycket omfattande nebulosamma grenar, men kärnan är mycket gradvis förenad med dem. Stjärnorna som är utspridda över den verkar ligga bakom den och verkar förlora en del av deras lyster i passagen av deras ljus genom nebulositeten; det finns inte fler av dem spridda över det omedelbara grannskapet. Jag undersökte den i meridianen med en spegel på 24 tum i diameter och såg den i hög perfektion; men dess natur förblir mystisk. Dess ljus, i stället för att verka lösbar med denna bländare, verkade vara mer mjölkig. Objekten i denna samling måste för närvarande vara tvetydiga. ”
Hitta Messier 31:
Även under måttligt lätt förorenade himmel kan den stora Andromeda-galaxen, belägen i Andromedakonstellationen, lätt hittas med det blotta ögat - om du vet var du ska titta. Kryddade amatörastronomer kan bokstavligen peka på himlen och visa dig platsen för M31, men kanske har du aldrig försökt hitta den. Tro det eller inte, detta är en lätt galax att upptäcka även under månskenet.
Identifiera helt enkelt det stora diamantformade mönstret av stjärnor som är Pegasus stora torg. Den nordligaste stjärnan är Alpha, och det är här vi börjar hoppa. Stanna med den norra stjärnkedjan och leta fyra fingerbredd från Alpha för en lätt sett stjärna. Nästa längs kedjan är cirka tre fingerbredd längre bort. Ytterligare två fingerbredder i norr och du ser en ljusare stjärna som ser ut som om den har något smutsigt i närheten.
Rikta dina kikare där, för det är inget moln - det är Andromeda Galaxy! Rikta nu din kikare eller ditt lilla teleskop på vägen ... Kanske en av de mest framstående galaxerna för nybörjare, M31 spänner över så mycket himmel att den tar upp flera synfält i ett större teleskop, och till och med innehåller sina egna kluster och nebulosor med nya allmänna katalogbeteckningar.
Om du har ett något större teleskop kan du också hämta M31s två följeslagare - M32 och M110. Även utan räckvidd eller kikare är det ganska fantastiskt att vi kan se något - vad som helst! - det är mer än två miljoner ljusår bort!
Njut av denna underbara och mystiska galax vid varje tillfälle! Även de mest blygsamma optiska hjälpmedlen kommer att avslöja det för vad det är ... Ett annat ö-universum!
Och här är ni snabba fakta. Njut av!
Objektnamn: Messier 31
Alternativa beteckningar: M31, NGC 224, Andromeda Galaxy
Objekttyp: Typ Sb Galaxy
Konstellation: Andromeda
Rätt uppstigning: 00: 42,7 (h: m)
Deklination: +41: 16 (deg: m)
Distans: 2900 (kly)
Visuell ljusstyrka: 3,4 (mag)
Tydlig dimension: 178 × 63 (båge min)
Vi har skrivit många intressanta artiklar om Messier Objects här på Space Magazine. Här är Tammy Plotners introduktion till Messier Objects, M1 - The Crab Nebula, M8 - The Lagoon Nebula, och David Dickisons artiklar om Messier Marathons 2013 och 2014.
Se till att kolla in vår kompletta Messier-katalog. Och för mer information, kolla in SEDS Messier-databasen.
källor:
- Wikipedia - Andromeda Galaxy
- Messier Objects - Messier 31 - Andromeda Galaxy
- SEDS - Messier 31
