Andromeda galaxen | |
---|---|
Galaxy | |
| |
Forskningshistoria | |
Notation | M 31, NGC 224, PGC 2557 |
Observationsdata ( Epoch J2000.0 ) |
|
Konstellation | Andromeda |
rätt uppstigning | 00 h 42 m 44,33 s |
deklination | 41° 16′ 7,50 tum |
Synliga mått | 3° × 1° |
Synligt ljud magnitud | + 3,44m |
Egenskaper | |
Sorts | SA(s)b |
Ingår i | Lokal grupp [1] och [TSK2008] 222 [1] |
radiell hastighet | −290 km/s [2] |
z | -0,001 |
Distans | 2,4-2,7 miljoner St. år (740-830 tusen datorer ) |
Absolut magnitud (V) | −21,2 m _ |
Vikt | 0,8—1,5⋅10 12 M ☉ |
Radie | 23 kiloparsek |
Egenskaper | Största galaxen i den lokala gruppen |
Information i databaser | |
SIMBAD | M31 |
Information i Wikidata ? | |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Andromedagalaxen ( Andromeda Nebula , M 31 , NGC 224 , PGC 2557 ) är en spiralgalax som observeras i stjärnbilden Andromeda . Dess diameter är 47 kiloparsecs , vilket är större än vår galaxs , och den innehåller flera gånger fler stjärnor än Vintergatan. Avståndet från vår galax till den är cirka 800 kiloparsek , vilket gör den till den närmaste av de stora galaxerna, såväl som den största galaxen i den lokala gruppen . Dess massa är ungefär lika med Vintergatans massa eller ännu mindre.
Andromeda Galaxy har både ett uttalat sfäriskt delsystem och en skiva med märkbara spiralarmar , därför klassificeras den enligt Hubble -klassificeringen som typ Sb. Skivan innehåller mer än hälften av galaxens stjärnmassa, har en krökt form, den innehåller en ring med en radie på 10 kiloparsecs med ett ökat innehåll av H II-regioner och OB-associationer . Utbuktningen och gloria är oblate, stången observeras inte direkt i galaxen, men vissa tecken indikerar dess närvaro. Det finns en dubbelkärna i mitten av galaxen, och olika strukturer som bildas av tidvatteninteraktioner observeras i periferin . Stjärnpopulationen i denna galax är i genomsnitt äldre än i vår galax, och takten för stjärnbildning är lägre och är bara 20-30 % av den i Vintergatan.
Omkring 400 klotformade stjärnhopar är kända i Andromedagalaxen , vilket är 2-3 gånger fler än i Vintergatan. Systemet med klothopar och dessa objekt skiljer sig i vissa avseenden från dem i vår galax: de massiva men ganska unga hoparna i M 31 har inga analoger i Vintergatan. Unga hopar med små massa, liknande öppna hopar i Vintergatan, och OB-föreningar finns också i Andromedagalaxen.
Åtminstone 35 000 variabla stjärnor av olika typer är kända i galaxen: dessa är huvudsakligen Cepheider , ljusblå variabler , RR Lyrae -variabler , långa periodvariabler och R-typvariabler i den nordliga koronan . I hela historien om observationer i galaxen bröt en supernova ut - S Andromeda , och nya stjärnor registreras i genomsnitt femtio per år. Det finns också en exoplanetkandidat i galaxen, PA -99-N2b .
Galaxen har över 20 satelliter, varav många är dvärg sfäroidala galaxer . De ljusaste av dem är M 32 och M 110 , och kanske tillhör Triangulumgalaxen också dess satelliter .
Andromedagalaxen och Vintergatan närmar sig, enligt beräkningar, efter 4 miljarder år kommer det att ske en kollision och efterföljande sammanslagning .
Den tidigaste bevarade referensen till galaxen går tillbaka till 964 e.Kr. Fram till 1920-talet fanns det praktiskt taget inga uppgifter om avståndet till galaxen, men 1923 visade Edwin Hubble att M 31 är utanför vår galax och är jämförbar i vissa avseenden med den. Idag är det en av de mest studerade galaxerna.
Andromedagalaxen har en skenbar magnitud på +3,44 m och en vinkeldiameter 6 gånger månens , vilket gör den synlig för blotta ögat och ett populärt observationsobjekt bland amatörastronomer . Galaxen är en vanlig plats inom science fiction .
Andromedagalaxen är en spiralgalax 740-830 kiloparsek på avstånd från Vintergatan och observerad i stjärnbilden Andromeda. Enligt Hubble-klassificeringen är den av typ Sb. Galaxen är den största i den lokala gruppen och även den stora galaxen som ligger närmast Vintergatan [3] [4] . Även om avståndet till denna galax är känt med en av de bästa noggrannheterna inom astronomi, är felet fortfarande märkbart och beror på felaktigheten i det uppmätta avståndet till det lilla magellanska molnet , som fungerar som ett steg på skalan för avstånd inom astronomi [5] .
Galaxens diameter, mätt från isofoten på 25 m per kvadratsekund av båge i det fotometriska B-bandet , är 47 kiloparsecs [6] , vilket är större än Vintergatans diameter [7] . Inom 30 kiloparsecs från galaxens centrum finns en massa på 3⋅10 11 M ⊙ , varav stjärnorna står för cirka 10 11 M ⊙ [8] . I mer avlägsna delar av galaxen observeras praktiskt taget inte stjärnor och gas, men den totala massan i ett område med en radie på 100 kiloparsecs från centrum, enligt olika uppskattningar, ligger i intervallet 0,8–1,5⋅10 12 M ⊙ [9] [10] , inklusive på grund av den mörka materiens halo . Totalt innehåller galaxen ungefär en biljon stjärnor , och dess absoluta magnitud i V-bandet är -21,2 m [11] [12] . Således är Andromedagalaxen dubbelt så stor som Vintergatan och innehåller 2,5-5 gånger fler stjärnor. Samtidigt är massorna för de två galaxerna minst lika stora, och med största sannolikhet är Vintergatans massa ännu större på grund av halo , även om man tills nyligen trodde att Andromeda-galaxen är mycket mer massiv än Vintergatan, eftersom det inte fanns någon korrekt information om massan av M 31-halon [3] [5] [13] .
Den skenbara magnituden för galaxen i V-bandet är +3,44 m , och B−V-färgindex är +0,92 m [14] . Galaxens plan ligger i en vinkel på 12,5° mot siktlinjen [12] , positionsvinkeln för dess halvhuvudaxel är 38° [15] . Värdet på interstellär utrotning i V-bandet för galaxen är 0,19 m , och den interstellära rodnaden i B−V-färgen är 0,06 m , men på grund av galaxens stora vinkeldimensioner bör detta värde skilja sig åt för dess olika regioner [ 16] . Den nordvästra delen av galaxens skiva är närmast Vintergatan [17] .
Andromedagalaxen har både en uttalad sfäroidal komponent och en skiva med framträdande spiralarmar. Enligt Hubble-klassificeringen hänvisas den till Sb-typen [3] [12] , och i de Vaucouleur-klassificeringen har den SA(s)b-typen [15] .
DiskGalaxens skiva innehåller 56 % av galaxens stjärnmassa [18] , den ger 70 % av galaxens ljusstyrka [19] . Skivan har en krökt form: den nordöstra delen av skivan lutar åt norr, och den sydöstra delen lutar åt söder i förhållande till sin huvudaxel [20] .
Fördelningen av ljusstyrka i skivan är exponentiell , och skivans karakteristiska radie nära det optiska området beror på våglängden och minskar för kortare våglängder. Således är den karakteristiska skivradien i U-bandet 7,5 kiloparsec , i V-bandet är det 5,7 kiloparsec, och i K-bandet är det bara 4,4 kiloparsec. Således har skivkanten en blåare färg och en yngre stjärnpopulation än de centrala regionerna [21] [22] .
Många segment av spiralarmar observeras i galaxens skiva: i galaxens inre regioner särskiljs de främst på grund av damm , och i de yttre regionerna på grund av superjättar och H II-regioner [23] [24] . Mest troligt förklaras inte bildandet av en spiralstruktur i Andromeda-galaxen av teorin om densitetsvågor [15] . Förutom spiralstrukturen finns det en ring i galaxens skiva som omger centrum på ett avstånd av cirka 10 kiloparsecs från den - den så kallade unga skivan ( eng. young disc ): den kännetecknas av en stor antal H II-regioner och OB-föreningar . Den unga skivan innehåller 1 % av stjärnornas massa och betraktas ibland i simuleringar som en del av galaxen separat från skivan [18] [25] .
Sfäriskt delsystemLjusstyrkan i det sfäriska delsystemet är 30 % av galaxens ljusstyrka [19] . Utbuktningen och halon innehåller 30 % respektive 13 % av galaxens stjärnmassa [18] .
Utbuktningen har en effektiv radie på 3,8 kiloparsecs, det skenbara förhållandet mellan axlarna är 0,6 - anledningen till denna oblateness är dess rotation. Halon i Andromedagalaxen är också oblat med ett axelförhållande på 0,55 [26] [27] . M 31-bulen innehåller både en klassisk komponent och en lådliknande komponent [28] [29] .
BarAndromedagalaxen lutar tillräckligt mot himlens plan att dess stång i sig är svår att se, men för svag för att utbuktningen ska ha en distinkt boxform . Förekomsten av en stång praktiskt taget längs siktlinjen i galaxen bevisas av vissa indirekta data, till exempel de kinematiska egenskaperna hos atomärt väte eller orienteringen av galaxens inre isofoter [ 30] .
KärnaDet finns en kärna i mitten av Andromedagalaxen. Dess skenbara magnitud i V-bandet är 12,6 m , vilket motsvarar en absolut magnitud på -12,0 m [31] . Kärnan är dubbel: i mitten finns två regioner, P 1 och P 2 , åtskilda av ett avstånd på 1,8 parsecs , där stjärnorna är koncentrerade. P 1 är ljusare, medan det i mitten av galaxen inte är det, utan dimmern P 2 . Det mörkare området har en effektiv radie på 0,2 parsec och innehåller möjligen ett supermassivt svart hål med en massa på 5⋅10 7 M ⊙ [31] .
Kärnans dualitet kan förklaras antingen av att Andromedagalaxen förr i tiden svalde en klothop eller en liten galax, vars kärna observeras, eller av att kärnan delvis är skymd av damm, vilket kan skapa illusionen av en dualitet av kärnan [4] [5] . Själva kärnan har en mycket hög ljusstyrka, 60 gånger ljusstyrkan hos en genomsnittlig klothop i en galax. Dessutom är kärnan, liksom kärnan i vår galax , en radiokälla, men dess ljusstyrka i detta område är 30 gånger svagare än en källa i mitten av Vintergatan [25] .
TidvattenstrukturerMånga strukturer observeras i galaxen, ett resultat av tidvatteninteraktioner . De är särskilt märkbara i den yttre gloria - på avstånd på mer än 50 kiloparsek från galaxens centrum sträcker sig några av dem till avstånd på mer än 100 kiloparsek från mitten av M 31. Dessa strukturer kan spåras av toppstjärnorna av den röda jättegrenen [32] .
Till exempel bildades den jättelika stjärnströmmen , den mest synliga av M 31 tidvattenstrukturerna, som ett resultat av passagen av en dvärgsatellit några kiloparsecs från centrum av Andromedagalaxen. Satelliten hade en massa, enligt olika uppskattningar, 1–5⋅10 9 M ⊙ , rörde sig längs en nästan radiell bana, och passagen skedde för 1–2 miljarder år sedan [32] .
De centrala delarna av galaxen domineras av klassiska utbuktningsstjärnor , varav de flesta är 11-13 miljarder år gamla och har en ökad metallicitet - i mitten är den 0,35 [komm. 1] och minskar med avståndet från mitten. Dessa stjärnor har också ett ökat innehåll av alfaelement i förhållande till järn . I stavens stjärnor ökar halten av alfaelement i förhållande till järn, men deras metallicitet är nära solens. I skivan är stjärnpopulationen yngre, i vissa områden är medelåldern 3–4 miljarder år. Sålunda, i de inre områdena av M 31, bildades först en klassisk utbuktning och en primär skiva på relativt kort tid, där en stång bildades, nu observerad som en lådliknande komponent av utbuktningen. Efter det fortsatte stjärnbildningen i utbuktningen, vilket ökade metalliciteten i de centrala regionerna, och skivan bildades senare [34] [35] .
I halo finns det också en gradient av metallicitet hos stjärnpopulationen: den minskar mot de yttre regionerna. På ett avstånd av 20 kiloparsecs från mitten är medianmetalliciteten −0,5, och vid avstånd större än 90 kiloparsecs sjunker den till −1,4 [36] . Inuti tidvattenstrukturerna (se ovan ) kan en viss fördelning av metallicitet också observeras: till exempel, i centrum av den jättelika stjärnströmmen sträcker sig metalliciteten från −0,7 till −0,5, och i utkanten sjunker den till −1,4 [32] . Stjärnor och klothopar i glorian är olika fördelade: för stjärnor beror deras rumsliga täthet på avståndet som , och för hopar - eftersom , det vill säga systemet med klothopar är mer utsträckt än stjärnhopen. Dessutom har stjärnor i den inre delen av halon en högre metallicitet än hopar, vilket kan förklaras av att hopar bildades tidigare än de flesta stjärnor i halon [37] .
Den ljusaste populationen I -stjärnor - OB-stjärnor , Wolf-Rayet-stjärnor , röda superjättar - observeras separat, liksom de ljusaste röda jättarna från population II . Till exempel är det känt att Wolf-Rayet-stjärnorna i WN-sekvensen liknar de i Vintergatan, medan WC-sekvenserna kännetecknas av svagare och bredare linjer i spektrumet [38] .
Den nuvarande takten för stjärnbildning i Andromedagalaxen är 0,35–0,4 M ⊙ per år [39] , vilket motsvarar endast 20–30 % av den i Vintergatan, och stjärnorna i Andromedagalaxen är i genomsnitt äldre [13] ] . I g-bandet är mass-luminositetsförhållandet i enheter av M ⊙ / L ⊙ cirka 5,3 för utbuktningen, 5,2 för skivan, 6,2 för halo och 1,2 för den unga skivan [18] .
Andromedagalaxen har ett uttalat system av klotformade stjärnhopar : det finns cirka 400 av dem, vilket är 2-3 gånger fler än i Vintergatan, och enligt teoretiska uppskattningar finns det cirka 450 av dem i galaxen. är Mayall II -klustret , det ljusaste klustret i den lokala gruppen , som har en massa på 7-15 miljoner solmassor (vilket är dubbelt så stor som Omega Centauri ) och är möjligen kärnan i en förstörd dvärggalax [5] [12] [25] [40] . I genomsnitt har klotformade stjärnhopar i Andromedagalaxen en högre metallicitet än i Vintergatan [41] .
I Andromedagalaxen är hopar med ett stort antal stjärnor kända, som upptar tre åldersområden: den första är från 100 till 500 miljoner år, den andra är cirka 5 miljarder år, den tredje är 10-12 miljarder år, medan några av dessa hopar tillhör galaxens skiva. Till skillnad från Andromedagalaxen är i Vintergatan hopar med ett stort antal stjärnor - klothopar - nästan lika gamla, med en ålder på 10-12 miljarder år, och det finns inga unga [42] [43] .
Det är troligt att förekomsten av unga kluster i Andromedagalaxen beror på dess absorption av oregelbundna galaxer i det förflutna. Sådana unga hopar kan betraktas både som klothopar och som en separat typ, kallad tätbefolkade blåkluster , vars representanter anses vara föregångare till typiska klothopar [42] [43] .
Dessutom innehåller Andromeda-galaxen stjärnhopar som är mellanliggande i egenskaper mellan klotformade stjärnhopar och dvärg sfäroidala galaxer , som inte har några analoger som finns i Vintergatan. Även om deras ljusstyrka och färger är desamma som för vanliga klotformiga kluster, skiljer de sig åt i mycket stora radier - i storleksordningen 30 parsecs [44] .
I Andromedagalaxen finns det ingen distinkt gräns mellan halohopar och utbuktningshopar, till skillnad från Vintergatan. I vår galax har utbuktningskluster en metallicitet över −1,0 [komm. 1] , medan halohopar är lägre, och det finns få hopar med mellanliggande metalliciteter, medan i Andromedagalaxen är fördelningen av hopar efter metalliciteter mer enhetlig. Dessutom, i M 31, har vissa kluster belägna i haloen tillräckligt långt från centrum relativt höga metalliciteter, upp till -0,5 [45] .
Unga hopar med liten massa, liknande öppna hopar av Vintergatan, finns också i Andromeda-galaxen - det uppskattas att det borde finnas omkring 10 tusen sådana objekt i M 31 [43] . Cirka 200 OB-associationer är kända i galaxen : de är koncentrerade i spiralarmarna och i den unga skivan (se ovan ), men även där är deras koncentration relativt liten jämfört med vår galax [46] [47] .
Det interstellära mediet M 31 består av gas med olika temperaturer och damm [48] . Den totala massan av atomärt väte i galaxen är cirka 4⋅10 9 M ⊙ [12] [49] , och massan av stoft är 5⋅10 7 M ⊙ [50] .
I Andromedagalaxen finns det tillräckligt med damm för att kunna observeras som dammbanor, vilket delvis skymmer ljuset på den nordvästra sidan av utbuktningen . Dammbanor är tydligt synliga på grund av den stora lutningsvinkeln mellan galaxplanet och bildplanet . Totalt är mer än 700 separata stoftmoln kända i galaxen [51] .
Damm i galaxen M 31 påverkar absorption och rodnad av ljus. Förutom färgöverskottet som skapas av damm i vår galax, når rodnad i B−V-färgen på grund av damm i Andromedagalaxen 0,45 m i vissa områden . Absorptionens beroende av våglängden skiljer sig från det för dammet från Vintergatan. Damm bidrar också till polariseringen av M 31-strålning , och beroendet av polarisationsgraden på våglängden skiljer sig också från det som observeras i vår galax. På grund av viss uppvärmning strålar själva dammet ut i det infraröda [51] . Förhållandet mellan mängden damm och mängden gas minskar gradvis från galaxens centrum till periferin [50] .
Atomiskt väte i M 31 är koncentrerat i skivan, särskilt i spiralarmar och i en ring med en radie på 10 kiloparsecs (se ovan ), och skivans krökning ses bäst exakt i atomstrukturen väte. På platser där aktiv stjärnbildning sker reduceras densiteten av atomärt väte [52] .
Mer än 3900 H II-regioner är kända i galaxen [53] , såväl som 26 supernovarester och ytterligare 20 kandidater för sådana objekt [54] . Utöver dem är mer än 4200 planetariska nebulosor kända [55] , och totalt ska det enligt uppskattningar finnas omkring 8 tusen av dem i galaxen [56] . Supernovarester särskiljs från H II-regioner genom närvaron av strålning av icke-termisk natur i radioområdet . Även om H II-regioner i en galax är ganska typiska i sig, finns det få ljusa objekt i sin helhet. Metalliciteten i H II-regionerna minskar från centrum till utkanten av galaxen [57] .
Galaxen uppvisar också utsläpp av enskilda molekyler - till exempel CO , som finns i molekylära moln . I spiralarmarna kommer strålning från gigantiska molekylära moln med massor av storleksordningen 10 6 M ⊙ , och mellan armarna utstrålar mindre moln med massor av storleksordningen 10 4 M ⊙ [58] .
Minst 35 000 variabla stjärnor av olika typer är kända i Andromedagalaxen [59] . Först och främst är dessa Cepheider - ljusstarka stjärnor med ett visst förhållande mellan period och ljusstyrka , som kan användas för att bestämma avståndet till dem. Det finns 2686 sådana stjärnor kända i galaxen [60] , de flesta av cepheiderna har perioder från 5 till 125 dagar. Andra kända variabeltyper inkluderar ljusblå variabler , RR Lyrae- variabler , långperiodvariabler och North Corona R-variabler [61] [62] .
En av de variabla stjärnorna, M31-RV , manifesterade sig på ett ganska ovanligt sätt: den ökade kraftigt sin ljusstyrka 1988, nådde en absolut magnitud på −10 m och blev en av de ljusaste stjärnorna i galaxen, och sedan dämpades och upphörde att vara synlig. Samtidigt, enligt de observerade egenskaperna, var denna stjärna mycket annorlunda än typiska nya stjärnor och liknade variabeln V838 Unicorn som flammade upp i vår galax. En möjlig förklaring till detta beteende är sammanslagning av två stjärnor [63] [64] .
Nya och supernovorI Andromedagalaxen blossar i genomsnitt cirka 50 nya stjärnor upp per år, totalt har minst 800 sådana objekt registrerats i galaxen [65] . Samtidigt är förhållandet mellan frekvensen av utbrott av nya stjärnor och galaxens ljusstyrka ganska lågt jämfört med andra galaxer, vilket kan bero på den låga stjärnbildningshastigheten i M 31 [66] [67 ] . I en av de upprepade novaerna , M31N 2008-12a , har utbrott redan observerats minst 8 gånger [68] .
I hela historien om observationer i galaxen registrerades den enda supernovan - S Andromeda , observerad 1885 [5] . Dess skenbara stjärnmagnitud var 6,7 m vid maximal ljusstyrka, och av samtida togs den som en ny stjärna, inte en supernova (se nedan ). Antalet supernovarester, och därmed frekvensen av deras utbrott i galaxen, är lågt för dess ljusstyrka på grund av den minskade stjärnbildningshastigheten [69] [70] .
Galaxen har en exoplanetkandidat , PA-99-N2b , vars existens kan indikeras av en mikrolinsningshändelse som observerades 1999. Men efter tillkännagivandet av upptäckten ifrågasattes den [71] , och för tillfället anses planeten vara obekräftad [72] .
Liksom många galaxer sänder M 31 ut inom radioområdet , men kraften i denna strålning är låg, så Andromedagalaxen klassificeras inte som en radiogalax . Till exempel, vid en frekvens på 325 MHz , observeras 405 källor [73] , bland dem till exempel supernovarester . Radioutstrålning kommer huvudsakligen från galaxens mitt och från en ring med en radie på 10 kiloparsek, och områden där kraften hos radioutstrålningen ökar motsvarar områden med mer aktiv stjärnbildning. Radioemissionen från M 31 är polariserad : galaxen har ett magnetfält , så elektronerna som rör sig i den med relativistiska hastigheter skapar polariserad synkrotronstrålning [74] [75] .
Det finns åtminstone 1 897 kända röntgenkällor i Andromedagalaxen , av vilka några uppvisar variation. Bland dessa källor finns röntgenbinärer och supernovarester samt mjuka röntgenstrålar som produceras av vita dvärgar vid hög temperatur [76] [77] . Vissa källor observeras i klothopar av galaxen - ljusstyrkan hos M 31-hopar i röntgenområdet är högre än för Vintergatans klothopar [78] . En annan skillnad mellan källor i Andromedagalaxen och källor i Vintergatan är deras koncentration i mitten: det finns mycket mer ljusa källor i M 31 -bukten än i Vintergatans utbuktning, och skillnaden blir ännu starkare när man jämför de inre delarna av utbuktningarna [79] .
Den radiella hastigheten för M 31 i förhållande till jorden är −310 km/s, och i förhållande till Vintergatans centrum −120 km/s [49] , det vill säga galaxerna närmar sig. Tangentialhastigheten för Andromedagalaxen är 57 km/s, så galaxerna kommer att kollidera i framtiden (se nedan ) [5] [17] .
Galaxens rotationskurva har ett maximum i området 1-15 kiloparsecs från centrum, på dessa avstånd är galaxens rotationshastighet 240-250 km/s [18] . Ur observatörernas synvinkel på jorden sker rotationen av galaxen moturs [17] .
Kollision mellan Vintergatan och AndromedagalaxenEftersom Andromedagalaxen och Vintergatan närmar sig med en hastighet av cirka 120 km/s, och den tangentiella hastigheten för Andromedagalaxen är ganska liten, kommer galaxerna att kollidera i framtiden. Detta kommer att hända om 4 miljarder år, varefter fusionsprocessen kommer att ta ytterligare 2 miljarder år, och som ett resultat av fusionen bildas en elliptisk galax . När galaxer smälter samman kommer kollisioner av enskilda stjärnor fortfarande att vara osannolika på grund av den låga koncentrationen av stjärnor, men det är möjligt att solsystemet kommer att kastas ut långt från centrum av den resulterande galaxen. Triangulumgalaxen kommer att delta i denna kollision , och det är möjligt att Vintergatan kommer att kollidera med den tidigare än med Andromedagalaxen [4] [12] [80] .
Andromedagalaxen har över 20 kända satellitgalaxer . Många av satelliterna i M 31 är dvärg sfäroidala galaxer , som inte observeras i Vintergatans system [81] . I den lokala gruppen bildar dessa satelliter tillsammans med själva M 31 Andromeda-undergruppen [82] . De ljusstarkaste och mest märkbara av satelliterna är M 32 och M 110 , dessutom kan Triangulum-galaxen [4] [5] också tillhöra satelliterna i Andromedagalaxen .
Tidvatteninteraktion mellan galaxen och satelliter leder till att stjärnströmmar och andra tidvattenstrukturer är associerade med några av satelliterna (se ovan ) [32] [83] [84] . Dessutom passerade M 32 genom Andromedagalaxens skiva för 200 miljoner år sedan eller tidigare, vilket ledde till att spiralarmarna deformerades och att en ring uppstod i galaxen [85] , och mellan dessa två galaxer finns en "bro" av materia [59] .
Under goda betraktningsförhållanden är Andromedagalaxen synlig för blotta ögat som en nebulosa och har troligen observerats upprepade gånger under antiken. Men det första bevarade omnämnandet av det dateras endast till 964 (eller 965 [86] ) AD och finns i Book of Fixed Stars ., sammanställd av As-Sufi , där det beskrivs som ett "litet moln" [5] [87] [88] .
Från europeiska källor som nämner nebulosan är ett holländskt stjärndiagram känt som går tillbaka till 1500. Den första personen som observerade det med ett teleskop var Simon Marius 1612. Nebulosan upptäcktes också av Giovanni Battista Hodierna och, utan att veta om tidigare observationer, tillkännagav dess upptäckt 1654. 1661 observerades galaxen av Ismael Buyo och noterade samtidigt att den upptäcktes av en anonym astronom i början av 1500-talet; ändå ansåg Edmund Halley Buyo vara upptäckaren och angav detta i sitt arbete från 1716 om nebulosor. Charles Messier listade nebulosan i sin katalog 1764 som nummer 31. Som upptäckare angav han Simon Marius, även om han inte var en upptäckare och inte deklarerade en upptäckt. Messier katalogiserade senare två satelliter i galaxen, M 32 och M 110 [5] [87] [88] .
William Herschel var den förste som systematiskt utforskade nebulosor, inklusive Andromedagalaxen. Han trodde att M 31 och andra nebulosor sprider ljuset från stjärnor, vilket är anledningen till att de ser ut som nebulösa objekt - detta antagande visade sig vara sant för många nebulosor, men inte för Andromedagalaxen. Dessutom trodde Herschel felaktigt att nebulosans utseende förändras under flera år. Denna idé baserades på det faktum att fotografi vid tiden för Herschel inte existerade, och astronomer tvingades förlita sig på skisser av himlakroppar, som skilde sig åt beroende på observatören [89] . År 1785 uppskattade Herschel felaktigt avståndet till galaxen som 2 000 avstånd till Sirius , dvs 17 000 ljusår, men gissade korrekt att Andromeda-nebulosan liknade Vintergatan [5] [59] .
År 1847 upptäckte George Bond först dammbanor i en galax [90] . År 1864 märkte William Huggins att nebulosornas spektra är uppdelade i kontinuerliga, som också finns i stjärnor, och emission , som observeras i gas- och stoftnebulosor. Huggins fann att spektrumet av M 31 är kontinuerligt [5] .
1885 exploderade en supernova i galaxen - S Andromeda , den första registrerade supernovan utanför Vintergatan och hittills den enda i Andromedagalaxen (se ovan ) [5] . Denna supernova misstogs för en ny stjärna , och detta fel bekräftade åsikten att M 31 finns i vår galax [91] .
1887 Isaac Robertstog det första fotografiet av M 31 i historien, där vissa detaljer om galaxens struktur upptäcktes [5] . Roberts lade märke till ringliknande strukturer och drog felaktigt slutsatsen att han observerade en nebulosa där ett planetsystem bildades . 1899 tog han fler fotografier av galaxen och insåg att de strukturer han trodde var ringar faktiskt var spiralarmar [92] .
År 1888 publicerade John Dreyer den nya allmänna katalogen som innehåller 7840 nebulosor, stjärnhopar och andra föremål. Andromedagalaxen gick in i den som NGC 224. Förutom själva galaxen inkluderade katalogen stjärnhopen NGC 206 som finns i den . De redan kända följeslagarna M 32 och M 110 katalogiserades som NGC 221 respektive NGC 205; ytterligare två satelliter betecknades NGC 147 och NGC 185 [5] [87] [93] .
1912 mätte Vesto Slifer den radiella hastigheten för M 31 och fann att den närmade sig jorden med en hastighet av 300 km/s, vilket visade sig vara det högsta värdet som någonsin uppmätts tidigare. Detta var bevis på att nebulosan är utanför Vintergatan [5] . Slipher upptäckte också rotationen av galaxen: vid ett vinkelavstånd av 20 bågminuter från centrum skiljde sig den radiella hastigheten med 100 km/s [94] .
Före 1920-talet fanns det praktiskt taget inga uppgifter om avståndet till galaxen och olika försök till mätning ledde ofta till osäkra eller helt felaktiga resultat. Till exempel Carl Bolin1907 fann en parallax på 0,17 bågsekunder i M 31 , vilket resulterade i ett uppmätt avstånd på endast 6 parsecs [95] . Däremot var mängden parallax som mättes av Adrian van Maanen 1918 mindre än mätfelet. Andra metoder ledde också till liknande resultat [96] .
År 1922 föreslog Ernst Epik att galaxens centrala delar orsakas av deras rotation, och eftersom han kände till själva rotationshastigheten uppskattade han avståndet till galaxen till 450 kiloparsek. År 1923 fick Knut Lundmark ett avstånd på drygt 1 megaparsek från den skenbara ljusstyrkan hos nya stjärnor som upptäckts i galaxen. I storleksordning överensstämmer dessa resultat med det allmänt accepterade värdet [97] .
År 1923 upptäckte Edwin Hubble två Cepheider i Andromeda - galaxens variabla stjärnor , för vilka förhållandet mellan period och ljusstyrka var känt . Tack vare denna upptäckt bestämde han senare att avståndet till M 31 avsevärt överstiger Vintergatans storlek. Således blev Andromeda-nebulosan ett av de första astronomiska objekten för vilka platsen utanför vår galax bevisades [98] [99] [100] . Därefter ökade antalet variabla stjärnor kända för Hubble till 50, och 1929 publicerade han en artikel om Andromedagalaxen. Hubbles uppskattning av avståndet från cepeider var 275 kiloparsek, vilket visade sig vara en grov underskattning, eftersom man vid den tiden inte visste att cepeider delas in i två typer med olika beroende mellan period och ljusstyrka [5] . Hubble mätte galaxens massa och några av dess andra egenskaper. Massuppskattningen visade sig också vara kraftigt underskattad och uppgick till 3,5⋅10 9 M ⊙ , men trots de felaktiga resultaten kunde Hubble visa att M 31 är en galax i många avseenden jämförbar med vår [101] .
Efter att Hubbles arbete publicerats gjordes ett viktigt bidrag till studien av M 31 av Walter Baade . Dessförinnan hade Hubble kunnat urskilja enskilda stjärnor endast i galaxens periferi, medan Baade 1944 kunde observera enskilda röda jättar i den centrala delen av galaxen. Han fann att samma röda jättar observeras i satelliterna på M 31 och i klotformiga hopar av Vintergatan. Därefter drog Baade slutsatsen att det finns två stjärnpopulationer i galaxer: population I och population II . År 1952, också tack vare observationer av M 31, fann Baade att Population I och Population II Cepheider har ett annat förhållande mellan period och ljusstyrka. Under lika perioder är Population I-cepeider i genomsnitt fyra gånger ljusare än Population II, så denna upptäckt fördubblade uppskattningar av galaxavstånd [komm. 2] [102] .
Därefter gjordes olika upptäckter. Till exempel 1958 studerade Gerard Henri de Vaucouleurs ljusstyrkans profil för en galax och för första gången separerade bidraget från utbuktningen från skivan i den . 1964 upptäckte Sidney van den Bergh OB-föreningar i galaxen, och samma år publicerade Baade och Halton Arp en katalog över H II-regioner . De första planetariska nebulosorna i galaxen upptäcktes också av Baade, men de började upptäckas i stort antal på 1970-talet. 1989 upptäcktes Andromeda S -supernovaresterna och 1991, med hjälp av Hubble- teleskopet , visade det sig att galaxens kärna är en binär [59] [103] .
Under 2000-talet har Andromedagalaxen blivit föremål för olika studier. Bland dem är till exempel The Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT) en fotometrisk multibandsstudie av en del av skivan och den centrala delen av galaxen med hjälp av Hubble- teleskopet . Dess mål är att upptäcka stjärnhopar , bestämma åldrar och metalliciteter hos enskilda stjärnor och historien om stjärnbildningen i galaxen. Ett annat exempel är The Pan-Andromeda Archaeological Survey (PAndAS), en fotometrisk studie av galaxens yttre regioner, dess halo- och tidvattenstrukturer i den, såväl som satelliter och avlägsna stjärnhopar [104] . Dessutom, med hjälp av data som erhölls 2018 om rymdteleskopet Gaia , studerades dynamiken i själva galaxen och ett stort antal stjärnor i den [17] .
Andromedagalaxen är den mest studerade av de yttre galaxerna: i synnerhet är den av intresse eftersom den, till skillnad från Vintergatan, observeras från sidan och alla dess egenskaper är tydligt synliga och inte dold av interstellärt damm [5] .
Andromedagalaxen observeras i stjärnbilden med samma namn . Den har en skenbar magnitud på +3,44 m [14] , vilket gör den inte bara synlig för blotta ögat , utan också den ljusaste galaxen på det norra halvklotet av himmelssfären [3] . Uppskattningen av dess vinkeldimensioner beror på kriterierna och observationsförhållandena, men i genomsnitt anses dimensionerna vara lika med 3° × 1°, vilket betyder att Andromedagalaxens vinkeldiameter är 6 gånger större än vinkeldiametern på månen [5] . Galaxen är synlig över hela norra halvklotet och på södra - vid breddgrader norr om -40° [12] , och den bästa månaden för observation är november [105] . Alla dessa egenskaper gör galaxen till ett ganska populärt objekt för observation [106] .
Ibland anses denna galax vara det mest avlägsna objektet som är synligt för blotta ögat, även om erfarna observatörer kan se den mer avlägsna galaxen Triangulum [4] .
Trots den höga skenbara ljusstyrkan är galaxens ytljusstyrka låg på grund av dess stora storlek. Siktförhållandena är starkt beroende av nivån av ljusföroreningar , även om det är i mindre utsträckning än för andra galaxer. Med viss ljusförorening är den ljusaste centrala delen av galaxen fortfarande synlig, med hjälp av en kikare eller ett litet teleskop kan du se de ljusaste satelliterna - M 32 och M 110 , men strukturen förblir omöjlig att skilja, och galaxen är synlig som en oval -formad disig fläck [107] .
I ett teleskop med en linsdiameter på 150 mm är det redan möjligt att lägga märke till galaxens struktur - till exempel dammbanor, såväl som enskilda objekt: NGC 206 och några klotformiga hopar. Användningen av ännu större instrument, 350 mm i diameter, gör det möjligt att urskilja många detaljer: en stjärnliknande kärna sticker ut, dammbanor syns i detaljer. Många klotformade och öppna hopar kan ses, såväl som enskilda ljusstarka stjärnor, som AF Andromedae . Dessutom blir galaxer som ligger bakom M 31 på siktlinjen synliga: Markaryan 957 och 5Zw 29 . För att observera de närmaste satelliterna för M 31 - Andromeda I , II och III - krävs ett teleskop med en linsdiameter på 500 mm [108] . Vid fotografering med långa exponeringar kan detaljer i bilden ses även utan användning av teleskop [109] .
I populärkulturen används Andromedagalaxen främst som en plats i olika science fiction-verk. I litterära verk, till exempel, Ivan Efremovs roman " Andromeda-nebulosan " (1955-1956) [110] , där Andromedagalaxen är den första av de galaxer som civilisationerna lyckas etablera kontakt med. Bland filmerna - serien A för Andromeda(1961), där handlingen är baserad på det faktum att forskare fick ett radiomeddelande skickat från Andromedagalaxen, såväl som Star Trek -serien , i ett av avsnitten där intelligenta varelser anländer från galaxen [4] . Galaxen är också närvarande i datorspel, till exempel i Mass Effect: Andromeda utspelar sig handlingen i denna galax [111] .
Ordböcker och uppslagsverk | ||||
---|---|---|---|---|
|
Messigare objekt ( lista ) | |
---|---|
|
i den nya delade katalogen | Objekt|
---|---|