ANDROMEDA: ATKLĀJUMS, IZCELSME, ĪPAŠĪBAS, STRUKTŪRA - ARTE - 2025

Andromedā ir galaktika, ko veido zvaigžņu sistēmu, putekļu un gāzes konglomerācija, uz kurām viss attiecas gravitācijas spēks. Tas atrodas 2,5 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes un ir vienīgais ar neapbruņotu aci redzams objekts, kas nepieder Piena ceļam.

Pirmais galaktikas pieraksts datēts ar 961. gadu, kad persiešu astronoms Al-Sufi to raksturoja kā nelielu duļķainību Andromedas zvaigznājā. Visticamāk, arī citām senajām tautām to izdevās atpazīt.

1. attēls. Andromedas galaktika, kas līdzīga Piena ceļam, ir redzama ultravioletā gaismā. Avots: Wikimedia Commons.

Vēlāk ar teleskopu astronomi, kas sekoja Galileo, to vienkārši sauca par “miglāju”. 1800. gadu vidū visspēcīgākais teleskops bija 72 collu diametrā, un to uzbūvēja īru astronoms Viljams Parsons, kurš tieši novēroja dažu miglāju ziņkārīgo spirālveida struktūru.

Tieši 1924. gadā astronoms Edvīns Habls saprata, ka Andromedas spirāles miglājs nav Piena ceļa sastāvdaļa. Šim nolūkam viņš izmantoja Cepheids - zvaigžņu klases īpašības, kuru spilgtums periodiski mainās.

Kefeīdu lielums un temperatūra palielinās un samazinās, ļoti precīzi saistot to spožumu ar periodu. Šādā veidā Habls spēja noteikt Visuma attāluma skalu un novērtēt attālumu starp Andromedu un Piena Ceļu. Tas apstiprināja, ka miglājs faktiski ir neatkarīga galaktika un Visums ir daudz lielāka vieta, nekā viņi bija iedomājušies.

Andromēdas funkcijas

Andromeda ir spirālveida galaktika, kuras forma ir līdzīga mūsu Piena ceļa formai. Tas ir veidots kā plakans disks ar izliekumu centrā un vairākām spirālveida pleciem. Ne visām galaktikām ir šāds dizains.

Habls, kurš bija novērojis simtiem no tiem, savā slavenajā tūninga dakšu diagrammā vai Habla secībā, kas joprojām tiek izmantots mūsdienās, klasificēja tos elipsveida (E), lēcveida (L) un spirālē (S).

2. attēls. Habla skaņošanas dakša. Avots: Wikimedia Commons.

Savukārt spirālveida galaktikas iedala divās grupās: tās, kurām ir centrālā josla, un tās, kurās nav.

Pašreizējā vienprātība ir tāda, ka mūsu Piena ceļš ir ierobežota spirālveida galaktika Sb, lai gan mēs to nevaram redzēt no ārpuses, bet Andromeda ir vienkārša vai neiespiesta spirālveida galaktika Sb, kuru mēs šeit redzam gandrīz malā.

Nozīmīgākie dati par Andromeda ir:

-Tam ir dubultā serde (sk. Sadaļu Struktūra)

-Tās izmēri ir salīdzināmi ar Piena Ceļu. Andromedā ir tikai nedaudz lielāks izmērs, bet Piena ceļš ir masīvāks, tajā ir vairāk tumšās vielas.

-Andromedai ir vairākas satelīta galaktikas, ar kurām tā mijiedarbojas gravitācijas ceļā: elipsveida punduru galaktikas: M32 un M110 un mazā spirālveida galaktika M33.

-Tās diametrs ir 220 tūkstoši gaismas gadu.

-Tas ir apmēram divreiz gaišāks nekā Piena ceļš ar 1 miljardu zvaigžņu.

-Atveriet 3% no Andromedas emitētās enerģijas infrasarkanajā reģionā, turpretī Piena ceļam šis procents ir 50%. Parasti šī vērtība ir saistīta ar zvaigžņu veidošanās ātrumu, tāpēc Piena ceļā tā ir augsta, bet Andromedā - zemāka.

Kā redzēt Andromedu?

Mesjē katalogs, kurā ir 110 astronomisku objektu saraksts, kas datēts ar 1774. gadu, Andromēdas galaktiku, kas redzama tāda paša nosaukuma zvaigznājā, nosauc par objektu M31.

No savas puses NGC katalogs (jaunais vispārējais miglāju un zvaigžņu kopu katalogs) to sauc par NGC 224.

Šie apzīmējumi ir laba ideja, kas jāatceras, atrodot galaktiku debesu kartēs, jo tos izmanto daudzās datoru un tālruņu astronomiskās lietojumprogrammās.

Lai vizualizētu Andromeda, ir ērti vispirms atrast Cassiopea zvaigznāju, kuram ir ļoti raksturīga forma burta W vai M formā, atkarībā no tā, kā jūs to redzat.

Kasiopeju ir ļoti viegli vizualizēt debesīs, un Andromedas galaktika atrodas starp to un atbilstošo Andromedas zvaigznāju, kā redzams šajā diagrammā:

Sīkāka informācija par debesu karti, lai atrastu Andromedas galaktiku. Avots: F. Zapata.

Paturiet prātā, ka, lai redzētu galaktiku ar neapbruņotu aci, debesīm jābūt ļoti tumšām un bez mākslīgās gaismas tuvumā.

Tomēr skaidrā naktī galaktiku ir iespējams redzēt pat no apdzīvotas pilsētas, taču vienmēr ar binokļa palīdzību. Šajos apstākļos norādītajā vietā izceļas mazs bālgans ovāls.

Ar teleskopu var atšķirt daudz vairāk informācijas par galaktiku, un var atrasties arī divas tās mazās pavadošās galaktikas.

Vispiemērotākie gada laiki tā apskatīšanai ir:

- Ziemeļu puslode : lai gan tas ir mazāk redzams visu gadu, optimālie mēneši ir augusts un septembris.

- Dienvidu puslode : no oktobra līdz decembrim.

Visbeidzot, ieteicams novērot jaunā mēness laikā, lai debesis būtu ļoti tumšas, kā arī valkāt atbilstošu sezonai piemērotu apģērbu.

Vietējā galaktiku grupa

Gan Andromedas galaktika, gan pats Piena ceļš pieder vietējai galaktiku grupai, kas kopā sadala 40 galaktikas. Piena ceļš, Andromeda un Trijstūra galaktika ir lielākie šīs grupas locekļi.

Pārējo veido elipsveida, spirālveida vai neregulāra tipa punduru galaktikas, kas ietver Magelāna mākoņus.

Uzbūve

Andromedas struktūra principā ir tāda pati kā visām spirālveida galaktikām:

4. attēls. Tipiskas spirālveida galaktikas uzbūve. Avots: Manitobas Universitāte.

-Kodols, kurā atrodas supermasīvs melnais caurums.

-Sīpols, kas ieskauj kodolu un ir pilns ar zvaigznēm, ir attīstījies.

- Starpzvaigžņu materiāla disks.

-Halo, milzīga izkliedēta sfēra, kas ieskauj jau nosauktās struktūras un kas ir sajaukta ar blakus esošā Piena ceļa halo.

Izcelsme un evolūcija Kā radās Andromeda?

Galaktiku izcelsme ir protogalaksi vai pirmatnējie gāzes mākoņi, kas organizējās salīdzinoši neilgi pēc Lielā sprādziena, lielā sprādziena, kas izraisīja Visumu.

Lielā sprādziena laikā veidojās vieglāki elementi - ūdeņradis un hēlijs. Tādā veidā pirmās protogalaxies obligāti sastāvēja no šiem elementiem.

Sākumā jautājums tika sadalīts vienveidīgi, bet dažos punktos to uzkrājās nedaudz vairāk nekā citās. Vietās, kur blīvums bija lielāks, iegrima gravitācijas spēks un tas izraisīja vairāk vielas uzkrāšanos. Laika gaitā gravitācijas saraušanās izraisīja protogalaksi.

Andromeda var būt vairāku protogalaxies apvienošanās rezultāts, kas notika apmēram pirms 10 miljardiem gadu.

Ņemot vērā, ka paredzamais Visuma vecums ir 13,7 miljardi gadu, Andromeda izveidojās neilgi pēc Lielā sprādziena, tāpat kā Piena Ceļš.

Savas pastāvēšanas laikā Andromeda ir absorbējusi citas protogalakses un galaktikas, kas palīdzēja tai piešķirt pašreizējo formu. Arī tās zvaigžņu veidošanās ātrums šajā laikā ir mainījies, jo šo pieeju laikā zvaigžņu veidošanās ātrums palielinās.

Lai arī ir zināms, ka Visums paplašinās, Andromedas galaktika šobrīd strauji tuvojas Piena ceļam ar ātrumu 300 km / s, tāpēc tālā nākotnē ir sagaidāma “sadursme” starp abām vai vismaz vienu pieeju. tāds, ka abi ir ievērojami deformēti.

Šādi notikumi nav reti un ne vienmēr ir vardarbīgi vai destruktīvi, ņemot vērā lielo attālumu starp zvaigznēm.

Ja sadurstošās galaktikas ir vienāda lieluma, tās, iespējams, zaudēs formu un veidos eliptisku galaktiku vai neregulāru galaktiku. Ja viens ir mazāks, lielāks saglabās savu formu, to absorbējot, vai arī piedzīvos vairāk vai mazāk ievērojamas deformācijas.

Kefeīdi un astronomiskie attālumi

Edvīns Habls izmantoja kefīdus, lai noteiktu attālumu līdz Andromedai un parādītu, ka tā ir galaktika, izņemot Piena Ceļu.

Kefīdi ir ārkārtīgi spilgtas zvaigznes, daudz spožākas nekā Saule, tāpēc tās var redzēt pat ļoti tālu. Polaris, pole zvaigzne ir Kefeid piemērs.

Viņiem raksturīgs fakts, ka tie periodiski izplešas un saraujas, kuru laikā to spilgtums regulāri palielinās un samazinās. Tāpēc tās sauc par pulsējošām zvaigznēm.

Saskaņā ar vienādojumu astronoms Henrietta Leavitt (1868–1921) atklāja, ka jebkuram cefeīdam ar tādu pašu periodu T ir tāds pats spilgtums vai iekšējais lielums Mv:

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

Tas attiecas uz jebkuru Cepheid neatkarīgi no tā, cik tālu tas atrodas. Tāpēc, identificējot kefeīdu tālā galaktikā, pārbaudot tā periodu, tiks parādīts arī tā lielums, jo iepriekš ir kalibrētas lieluma un perioda līknes.

Tagad jebkuram gaismas avotam ir raksturīgais un acīmredzamais lielums.

Ja naktī no attāluma redzamas divas vienādi spilgtas gaismas, tām abām var būt vienāds iekšējais spilgtums, taču arī viens no avotiem var būt mazāk spilgts un tuvāk, un tāpēc tās izskatās vienādi.

Zvaigznes raksturīgais lielums ir saistīts ar tās spožumu: ir skaidrs, ka jo lielāks ir spilgtums, jo lielāks ir tā spilgtums. Savukārt atšķirība starp šķietamo un patieso lielumu ir saistīta ar attālumu līdz avotam.

Saistība starp lielumu un attālumu

Astronomi izmanto šādu vienādojumu, kas attiecas uz trim minētajiem mainīgajiem; patiesais, redzamais un attālums:

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

Kur m _v ir šķietamais lielums, M _v ir absolūtais lielums un d ir attālums, kurā atrodas gaismas avots (parsešos *), šajā gadījumā zvaigzne.

Tādā veidā Habls Andromedas miglājā atrada kefīdus ar ļoti mazu amplitūdu, kas nozīmē, ka tie atradās ļoti tālu.

Attālums starp mums un Andromedu, kuru Habls noteica ar šo metodi, bija 285 kiloparseki, nedaudz vairāk nekā 929 tūkstoši gaismas gadu. Pašlaik pieņemtā vērtība ir 2,5 miljoni gaismas gadu, nedaudz vairāk nekā divas reizes pārsniedzot Habla aprēķināto.

Izrādās, tajā laikā, kad Habls veica savu aprēķinu, nebija zināms, vai ir divas Kefeīdu klases, un tāpēc viņš par zemu novērtēja attālumu. Neskatoties uz to, viņam izdevās pierādīt, ka tas ir tik liels, ka Andromeda noteikti neietilpst Piena Ceļā.

* 1 parsels = 3,26 gaismas gadi.

Atsauces

1. Teilors, N. Andromedas galaktika (M31): atrašanās vieta, raksturojums un attēli. Atgūts no: space.com.
2. Manitoba universitāte. 1. pētniecības projekts: spirālveida galaktikas. Atgūts no: füüsika.umanitoba.ca.
3. Pasachoff, J. 2007. Kosmoss: astronomija jaunajā tūkstošgadē. Trešais izdevums. Thomson-Brooks / Cole.
4. Sēklas, M. 2011. Astronomijas pamati. Septītais izdevums. Cengage mācīšanās.
5. Wikipedia. Andromēdas galaktika. Atgūts no: es.wikipedia.org.