АНДРОМЕДА: ВІДКРИТТЯ, ПОХОДЖЕННЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА - АРТЕ - 2025

Андромеда - це галактика, що складається з конгломерації зоряних систем, пилу та газу, які підлягають силі тяжіння. Він розташований в 2,5 мільйона світлових років від Землі і є єдиним об’єктом, видимим неозброєним оком, який не належить до Чумацького Шляху.

Перший запис про галактику датується 961 роком, коли перський астроном Аль-Суфі описував її як маленьку хмару в сузір'ї Андромеди. Швидше за все, це змогли визнати й інші стародавні народи.

Рисунок 1. Галактика Андромеда, подібна до Чумацького Шляху, бачиться в ультрафіолетовому світлі. Джерело: Wikimedia Commons.

Пізніше за допомогою телескопа астрономи, які стежили за Галілеєм, називали його просто «туманністю». У середині 19 століття найпотужніший телескоп діаметром 72 дюйми був побудований ірландським астрономом Вільямом Парсонсом, який безпосередньо спостерігав за цікавою спіральною структурою деяких туманностей.

Саме в 1924 році астроном Едвін Хаббл зрозумів, що спіральна туманність Андромеди не є частиною Чумацького Шляху. Для цього він використав властивості Цефеїдів, класу зірок, яскравість яких періодично змінюється.

Розмір і температура цефеїдів збільшується і зменшується, дуже точно пов'язуючи світність з їх періодом. Таким чином Хаббл зміг встановити шкалу відстані для Всесвіту та оцінити відстань між Андромедою та Чумацьким Шляхом. Це підтвердило, що туманність насправді була незалежною галактикою та Всесвітом набагато більшим місцем, ніж вони уявляли.

Особливості Андромеди

Андромеда - спіральна галактика, форма якої схожа на форму Чумацького Шляху. Він має форму плоского диска, з опуклістю в центрі та кількома спіральними руками. Не всі галактики мають таку конструкцію.

Хаббл, який спостерігав їх сотні, класифікував їх на еліптичні (E), лінзоподібні (L) та спіральні (S), у своїй знаменитій діаграмі камертон або послідовності Хаббла, яка використовується і сьогодні.

Малюнок 2. Тюнінг-виделка Хаббла. Джерело: Wikimedia Commons.

У свою чергу спіральні галактики розрізняють на дві групи: ті, що мають центральну смугу, і ті, що не мають.

Поточний консенсус полягає в тому, що наш Чумацький Шлях є спіралеподібною спіральною галактикою Sb, хоча ми її не можемо побачити ззовні, але Андромеда - це проста або безбаркова спіральна галактика Sb, яку ми бачимо майже звідси.

Найбільш вагомі дані Андромеди:

-У нього подвійне ядро ​​(див. Розділ Структура нижче)

-Разміри його можна порівняти з Чумацьким Шляхом. Андромеда лише трохи більших розмірів, але Чумацький Шлях більш масивний, з більш темною речовиною.

-Андромеда має кілька супутникових галактик, з якими вона гравітаційно взаємодіє: еліптичні карликові галактики: M32 та M110 та маленьку спіральну галактику M33.

-Діаметр його становить 220 тис. Світлових років.

- Це приблизно вдвічі яскравіше Чумацького Шляху, з 1 мільярдом зірок.

-Закрийте до 3% енергії, виділеної Андромедою, в інфрачервоній області, тоді як для Чумацького Шляху цей відсоток становить 50%. Зазвичай ця величина пов'язана зі швидкістю утворення зірок, тому в Чумацькому Шляху вона висока, а в Андромеді - нижча.

Як бачити Андромеду?

Каталог Мессьє, перелік 110 астрономічних об'єктів, що датуються 1774 роком, називає галактику Андромеду, видиму в однойменному сузір'ї, як об’єкт M31.

Зі свого боку, каталог NGC (Новий загальний каталог туманностей та скупчень зірок) називає його NGC 224.

Ці позначення добре пам’ятати, коли знаходити галактику на картах неба, оскільки вони використовуються у багатьох астрономічних програмах для комп’ютерів та телефонів.

Для візуалізації Андромеди зручно спочатку знайти сузір’я Кассіопея, яке має дуже характерну форму у вигляді літери W або M, залежно від того, як ви це бачите.

Кассіопею дуже легко візуалізувати на небі, а галактика Андромеда знаходиться між нею і власним сузір'ям Андромеди, як видно на цій схемі:

Малюнок 3. Деталі небесної карти для розташування галактики Андромеди. Джерело: Ф. Сапата.

Майте на увазі, що щоб побачити галактику неозброєним оком, небо повинно бути дуже темним і без штучних вогнів поблизу.

Однак побачити галактику можна навіть з населеного міста в ясну ніч, але завжди за допомогою біноклів. За цих обставин в зазначеному місці виділяється невеликий білястий овал.

За допомогою телескопа можна виділити ще багато деталей галактики, а також розмістити дві її маленькі супутні галактики.

Найбільш підходящий час року для його перегляду:

- Північна півкуля : хоча вона помітна більше протягом року, оптимальні місяці - серпень та вересень.

- Південна півкуля : з жовтня по грудень.

Нарешті, доцільно спостерігати під час молодого місяця, щоб небо було дуже темним, а також носити відповідну для сезону одяг.

Місцева група галактик

І галактика Андромеда, і сам Чумацький Шлях належать до Локальної групи галактик, яка об'єднує загалом 40 галактик. Чумацький Шлях, Андромеда та галактика Трикутник - найбільші члени цієї групи.

Решту складають карликові галактики еліптичного, спірального або неправильного типу, що включають магелланові хмари.

Будова

Будова Андромеди в основному така ж, як і у всіх спіральних галактик:

Малюнок 4. Будова типової спіральної галактики. Джерело: Університет Манітоби.

-Ядро, в якому знаходиться надмасивна чорна діра.

-Клабина, що оточує ядро ​​і повна зірок, просунулася в процесі своєї еволюції.

-Диск міжзоряного матеріалу.

-Ореол, величезна розсіяна сфера, яка оточує вже названі структури і переплутана з ореолом сусіднього Чумацького Шляху.

Походження та еволюція Як виникла Андромеда?

Галактики мають своє походження в протогалактиках або споконвічних газових хмарах, які організували відносно незабаром після Великого вибуху, великого вибуху, що породив Всесвіт.

Під час Великого вибуху утворилися більш легкі елементи, водень та гелій. Таким чином, перші протогалактики були обов'язково складені з цих елементів.

Спочатку справа була однорідно розподілена, але в одних моментах вона накопичувалася трохи більше, ніж в інших. У місцях, де щільність була вищою, сила тяжіння підштовхувала і спричиняла накопичення більше речовини. З часом гравітаційне скорочення породило протогалактики.

Андромеда може бути результатом злиття кількох протогалактик, що відбулися близько 10 мільярдів років тому.

Беручи до уваги, що передбачуваний вік Всесвіту становить 13,7 мільярдів років, Андромеда утворилася незабаром після Великого вибуху, як і Чумацький Шлях.

За час свого існування Андромеда поглинула інші протогалактики та галактики, що допомогло надати їй сучасну форму. Також протягом усього періоду його зірка змінювалася, оскільки під час цих підходів швидкість утворення зірок збільшується.

Незважаючи на те, що Всесвіт, як відомо, розширюється, в даний час галактика Андромеда швидко наближається до Чумацького Шляху зі швидкістю 300 км / с, тому в далекому майбутньому очікується "зіткнення" між двома або принаймні одним підходом. такі, що обидва сильно деформуються.

Такі події не є рідкістю і не обов'язково є насильницькими чи руйнівними, враховуючи велику відстань між зірками.

Якщо галактики, що стикаються, мають однаковий розмір, вони, ймовірно, втратять форму і сформують еліптичну галактику або неправильну галактику. Якщо одна менша, то більша збереже форму, поглинаючи її, або відчує більш-менш помітну деформацію.

Цефеїди та астрономічні відстані

Едвін Хаббл використовував цефеїди, щоб визначити відстань до Андромеди і показати, що це галактика, окрім Чумацького Шляху.

Цефеїди надзвичайно яскраві зірки, набагато яскравіші за Сонце, тому їх можна побачити навіть дуже здалеку. Поляріс, полюсна зірка - приклад цефеїда.

Вони характеризуються тим, що вони зазнають періодичних розростань та скорочень, під час яких їх яскравість збільшується та зменшується через рівні проміжки часу. Ось чому вони відомі як пульсуючі зірки.

Астроном Генрієтта Ліавітт (1868–1921) виявив, що будь-який цефеїд з тим самим періодом Т має однакову яскравість або внутрішню величину Mv згідно рівняння:

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

Це справедливо для будь-якого Цефеїду, незалежно від того, наскільки воно далеко. Тому при виявленні цефеїду в далекій галактиці, вивчення його періоду також покаже його величину, оскільки раніше були відкалібровані величини та криві періоду.

Тепер будь-яке джерело світла має внутрішню і видиму величину.

Коли вночі на відстані видно два однаково яскравих вогника, вони можуть мати однакову внутрішню яскравість, але одне з джерел також може бути менш яскравим і ближчим, і тому виглядати однаково.

Властива величина зірки пов'язана з її світністю: зрозуміло, що чим більша величина, тим більша світність. У свою чергу, різниця між видимою та внутрішньою величиною пов'язана з відстанню до джерела.

Зв'язок між величиною та відстані

Астрономи використовують наступне рівняння, яке стосується трьох згаданих змінних; внутрішня величина, видима величина та відстань:

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

Де m _v - видима величина, M _v - абсолютна величина, d - відстань від джерела світла (в парсеках *), в даному випадку зірка.

Таким чином Хаббл знайшов цефеїди в туманності Андромеди з дуже маленькими величинами, а це означає, що вони були дуже далеко.

Відстань між нами та Андромедою, яку Хаббл визначив цим методом, становила 285 кілопарсек, трохи більше 929 тисяч світлових років. В даний час прийняте значення становить 2,5 мільйона світлових років, що трохи більше, ніж удвічі більше, ніж оцінено Хабблом.

Виявляється, у той час, коли Хаббл робив свою оцінку, було невідомо, що існує два класи Цефеїдів, і тому він недооцінив відстань. Незважаючи на це, він зумів довести, що він настільки великий, що Андромеда точно не була частиною Чумацького Шляху.

* 1 парсек = 3,26 світлових років.

Список літератури

1. Тейлор, Н. Галактика Андромеди (M31): Місце, характеристики та зображення. Відновлено з: space.com.
2. Університет Манітоби. Дослідницький проект 1: Спіральні галактики. Відновлено з: physics.umanitoba.ca.
3. Pasachoff, J. 2007. Космос: Астрономія в новому тисячолітті. Третє видання. Томсон-Брукс / Коул.
4. Насіння, М. 2011. Основи астрономії. Сьоме видання. Cengage Learning.
5. Вікіпедія. Галактика Андромеда. Відновлено з: es.wikipedia.org.