Galaxie Andromeda | |
---|---|
Galaxie | |
| |
Historie výzkumu | |
Notový zápis | M 31, NGC 224, PGC 2557 |
Údaje z pozorování ( Epocha J2000.0 ) |
|
Souhvězdí | Andromeda |
rektascenzi | 00 h 42 m 44,33 s |
deklinace | 41° 16′ 7,50″ |
Viditelné rozměry | 3° x 1° |
Viditelný zvuk velikost | + 3,44 m |
Charakteristika | |
Typ | SA(s)b |
Obsažen v | Místní skupina [1] a [TSK2008] 222 [1] |
radiální rychlost | −290 km/s [2] |
z | −0,001 |
Vzdálenost | 2,4-2,7 milionu St. let (740-830 tisíc PC ) |
Absolutní velikost (V) | −21,2 m _ |
Hmotnost | 0,8—1,5⋅1012 M ☉ _ |
Poloměr | 23 kiloparsec |
Vlastnosti | Největší galaxie v Místní skupině |
Informace v databázích | |
SIMBAD | M31 |
Informace ve Wikidatech ? | |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Galaxie v Andromedě ( mlhovina Andromeda , M 31 , NGC 224 , PGC 2557 ) je spirální galaxie pozorovaná v souhvězdí Andromedy . Její průměr je 47 kiloparseků , což je větší než průměr naší Galaxie , a obsahuje několikrát více hvězd než Mléčná dráha. Vzdálenost od naší Galaxie k ní je asi 800 kiloparseků , což z ní činí nejbližší z velkých galaxií a také největší galaxii v Místní skupině . Jeho hmotnost je přibližně stejná jako hmotnost Mléčné dráhy nebo dokonce menší.
Galaxie v Andromedě má jak výrazný sférický subsystém , tak disk se znatelnými spirálními rameny , proto je podle Hubbleovy klasifikace klasifikována jako typ Sb. Disk obsahuje více než polovinu hvězdné hmoty galaxie, má zakřivený tvar, obsahuje prstenec o poloměru 10 kiloparseků se zvýšeným obsahem oblastí H II a OB asociací . Vyboulení a halo jsou zploštělé, příčka není v galaxii přímo pozorována, ale některé známky její přítomnost naznačují. V centru galaxie je dvojité jádro a na periferii jsou pozorovány různé struktury vytvořené slapovými interakcemi . Hvězdná populace této galaxie je v průměru starší než v naší galaxii a rychlost tvorby hvězd je nižší a je pouze 20-30% v porovnání s Mléčnou dráhou.
V galaxii Andromeda je známo asi 400 kulových hvězdokup , což je 2-3krát více než v Mléčné dráze. Systém kulových hvězdokup a tyto objekty samotné se v některých ohledech liší od těch v naší Galaxii: masivní, ale spíše mladé hvězdokupy v M 31 nemají v Mléčné dráze obdoby. V galaxii Andromeda jsou také přítomny mladé hvězdokupy s malou hmotností, podobné otevřeným hvězdokupám v Mléčné dráze, a asociace OB .
V galaxii je známo nejméně 35 000 proměnných hvězd různých typů: jedná se především o cefeidy , jasně modré proměnné , proměnné RR Lyrae , proměnné s dlouhou periodou a proměnné typu R Severní korony . Za celou historii pozorování v galaxii vybuchla jedna supernova - S Andromeda a nových hvězd je zaznamenáno v průměru padesát ročně. V galaxii je také jeden kandidát na exoplanetu , PA -99-N2b .
Galaxie má více než 20 satelitů, z nichž mnohé jsou trpasličí sféroidní galaxie . Nejjasnější z nich jsou M 32 a M 110 a k jejich satelitům možná patří i Galaxie Triangulum .
Galaxie Andromeda a Mléčná dráha se blíží, podle výpočtů dojde po 4 miliardách let ke srážce a následnému splynutí .
Nejstarší dochovaná zmínka o galaxii pochází z roku 964 našeho letopočtu. Až do 20. let 20. století neexistovala prakticky žádná data o vzdálenosti ke galaxii, ale v roce 1923 Edwin Hubble ukázal, že M 31 je mimo naši Galaxii a je s ní v některých ohledech srovnatelná. Dnes je to jedna z nejvíce studovaných galaxií.
Galaxie v Andromedě má zdánlivou velikost + 3,44 ma úhlový průměr 6krát větší než Měsíc , díky čemuž je viditelná pouhým okem a je oblíbeným objektem pozorování mezi amatérskými astronomy . Galaxie je běžné umístění ve sci-fi .
Galaxie v Andromedě je spirální galaxie vzdálená 740-830 kiloparseků od Mléčné dráhy a pozorovaná v souhvězdí Andromedy. Podle Hubbleovy klasifikace je typu Sb. Galaxie je největší v Místní skupině a také nejbližší velká galaxie k Mléčné dráze [3] [4] . Přestože vzdálenost k této galaxii je známa s jednou z nejlepších přesností v astronomii, chyba je stále patrná a je způsobena nepřesností naměřené vzdálenosti k Malému Magellanově mračnu , které slouží jako stupeň na stupnici vzdáleností v astronomii. [5] .
Průměr galaxie, měřený od izofoty 25 m na čtvereční sekundu oblouku ve fotometrickém B pásu , je 47 kiloparseků [6] , což je větší než průměr Mléčné dráhy [7] . Ve vzdálenosti 30 kiloparseků od středu galaxie se nachází hmotnost 3⋅10 11 M ⊙ , z čehož hvězdy tvoří asi 10 11 M ⊙ [8] . Ve vzdálenějších částech galaxie se hvězdy a plyn prakticky nepozorují, ale celková hmotnost v oblasti o poloměru 100 kiloparseků od středu se podle různých odhadů pohybuje v rozmezí 0,8–1,5⋅10 12 M ⊙ [9] [10 ] , a to i kvůli halo temné hmoty . Celkem galaxie obsahuje asi bilion hvězd a její absolutní velikost v pásmu V je −21,2 m [11] [12] . Galaxie Andromeda je tedy dvakrát větší než Mléčná dráha a obsahuje 2,5-5krát více hvězd. Zároveň jsou hmotnosti obou galaxií přinejmenším stejné a s největší pravděpodobností je hmotnost Mléčné dráhy ještě větší díky halo , i když se donedávna věřilo, že galaxie v Andromedě je mnohem hmotnější než galaxie. Mléčná dráha, protože neexistovaly přesné informace o hmotnosti halo M 31 [3] [5] [13] .
Zdánlivá velikost galaxie v pásmu V je +3,44 m a barevný index B−V je +0,92 m [14] . Rovina galaxie se nachází v úhlu 12,5° k přímce pohledu [12] , polohový úhel její hlavní poloosy je 38° [15] . Hodnota mezihvězdného zániku v pásmu V pro galaxii je 0,19 m a mezihvězdné zčervenání v barvě B−V je 0,06 m , ale vzhledem k velkým úhlovým rozměrům galaxie by se tato hodnota měla pro různé oblasti lišit [ 16] . Severozápadní část disku galaxie je nejblíže Mléčné dráze [17] .
Galaxie v Andromedě má jak výraznou sféroidní složku , tak disk s výraznými spirálními rameny. Podle Hubbleovy klasifikace se odkazuje na typ Sb [3] [12] , v klasifikaci de Vaucouleur pak na typ SA(s)b [15] .
DiskDisk galaxie obsahuje 56 % hvězdné hmoty galaxie [18] , poskytuje 70 % svítivosti galaxie [19] . Disk má zakřivený tvar: severovýchodní část disku je nakloněna k severu a jihovýchodní část je nakloněna k jihu vzhledem k jeho hlavní ose [20] .
Rozložení jasu na disku je exponenciální a charakteristický poloměr disku v blízkosti optického rozsahu závisí na vlnové délce, která se u kratších vlnových délek snižuje. Charakteristický poloměr disku v pásmu U je tedy 7,5 kiloparsec , v pásmu V 5,7 kiloparsec a v pásmu K pouze 4,4 kiloparsec. Okraj disku má tedy modřejší barvu a mladší hvězdnou populaci než centrální oblasti [21] [22] .
Na disku galaxie je pozorováno mnoho segmentů spirálních ramen : ve vnitřních oblastech galaxie se rozlišují hlavně díky prachu a ve vnějších oblastech díky supergiantům a oblastem H II [23] [24] . Vznik spirální struktury v galaxii Andromeda s největší pravděpodobností nevysvětluje teorie hustotních vln [15] . Kromě spirální struktury se v disku galaxie nachází prstenec, který obklopuje střed ve vzdálenosti přibližně 10 kiloparseků od něj - tzv. mladý disk ( angl. young disc ): vyznačuje se velkým počet krajů H II a sdružení OB . Mladý disk obsahuje 1 % hvězdné hmoty hvězd a někdy je v simulacích považován za součást galaxie oddělenou od disku [18] [25] .
Sférický subsystémSvítivost sférického subsystému je 30 % svítivosti galaxie [19] . Výduť a halo obsahují 30 % a 13 % hvězdné hmoty galaxie [18] .
Vyboulenina má efektivní poloměr 3,8 kiloparseků, zdánlivý poměr os je 0,6 - důvodem této zploštělosti je její rotace. Halo galaxie v Andromedě je také zploštělé s poměrem os 0,55 [26] [27] . Výduť M 31 obsahuje jak klasickou součástku, tak součástku krabicovitého tvaru [28] [29] .
BarGalaxie v Andromedě je natolik nakloněna k rovině oblohy, že její příčka je obtížně viditelná, ale je příliš slabá na to, aby výduť měla zřetelný tvar krabice . Přítomnost příčky umístěné prakticky podél linie pohledu v galaxii však dokládají některé nepřímé údaje, například kinematické vlastnosti atomárního vodíku nebo orientace vnitřních izofotů galaxie [30] .
JádroV centru galaxie Andromeda je jádro. Jeho zdánlivá velikost v pásmu V je 12,6 m , což odpovídá absolutní velikosti −12,0 m [31] . Jádro je dvojité: uprostřed jsou dvě oblasti, P 1 a P 2 , oddělené vzdáleností 1,8 parseků , kde jsou soustředěny hvězdy. P 1 je jasnější, zatímco ve středu galaxie to není ono, ale stmívač P 2 . Oblast stmívače má efektivní poloměr 0,2 parsec a možná obsahuje supermasivní černou díru o hmotnosti 5⋅10 7 M ⊙ [31] .
Dualitu jádra lze vysvětlit buď tím, že galaxie Andromeda v minulosti pohltila kulovou hvězdokupu nebo malou galaxii, jejíž jádro je pozorováno, nebo tím, že jádro je částečně zakryto prachem, který může vytvořit iluzi duality jádra [4] [5] . Samotné jádro má velmi vysokou svítivost, 60krát větší svítivost než průměrná kulová hvězdokupa v galaxii. Také jádro, stejně jako jádro naší Galaxie , je rádiový zdroj, ale jeho svítivost v tomto rozsahu je 30krát slabší než u zdroje ve středu Mléčné dráhy [25] .
Slapové strukturyV galaxii je pozorováno mnoho struktur, které jsou výsledkem slapových interakcí . Jsou zvláště patrné ve vnějším halo - ve vzdálenostech více než 50 kiloparseků od středu galaxie, některé z nich se rozprostírají do vzdáleností více než 100 kiloparseků od středu M 31. Tyto struktury mohou být sledovány nejvyššími hvězdami větve červeného obra [32] .
Například Obří hvězdný proud , nejviditelnější z přílivových struktur M 31, vznikl jako výsledek průchodu trpasličího satelitu několik kiloparseků od středu galaxie Andromeda. Družice měla hmotnost podle různých odhadů 1–5⋅10 9 M ⊙ , pohybovala se po téměř radiální dráze a k průletu došlo před 1–2 miliardami let [32] .
Centrálním částem galaxie dominují klasické vyboulené hvězdy , z nichž většina je stará 11-13 miliard let a mají zvýšenou metalicitu - ve středu je to 0,35 [comm. 1] a se vzdáleností od středu klesá. Tyto hvězdy mají také zvýšený obsah prvků alfa vzhledem k železu . Ve hvězdách tyče je obsah prvků alfa vzhledem k železu zvýšený, ale jejich metalicita je blízká slunci. V disku je hvězdná populace mladší, v některých oblastech je její průměrný věk 3–4 miliardy let. Ve vnitřních oblastech M 31 se tak nejprve v relativně krátké době vytvořila klasická vyboulenina a primární kotouč, ve kterém se vytvořila tyč, nyní pozorovaná jako krabicovitá složka vyboulení. Poté pokračovala tvorba hvězd ve výduti, což zvýšilo metalicitu centrálních oblastí, a disk vznikl později [34] [35] .
V halo je také gradient metalicity hvězdné populace: klesá směrem k vnějším oblastem. Ve vzdálenosti 20 kiloparseků od středu je medián metalicity -0,5 a ve vzdálenostech větších než 90 kiloparseků klesá na -1,4 [36] . Uvnitř slapových struktur (viz výše ) lze také pozorovat určité rozložení metalicity: například ve středu obřího hvězdného proudu se metalicita pohybuje od −0,7 do −0,5 a na okrajích klesá až na −1,4 [32] . Hvězdy a kulové hvězdokupy v halu jsou rozmístěny odlišně: u hvězd závisí jejich prostorová hustota na vzdálenosti as , u hvězdokup - as , to znamená, že systém kulových hvězdokup je rozsáhlejší než ten hvězdný. Navíc hvězdy ve vnitřní části hala mají vyšší metalicitu než hvězdokupy, což lze vysvětlit tím, že hvězdokupy vznikly dříve než většina hvězd v halo [37] .
Nejjasnější hvězdy populace I - OB hvězdy , Wolf-Rayetovy hvězdy , rudí veleobri - jsou pozorovány odděleně, stejně jako nejjasnější červení obři z populace II . Například je známo, že Wolf-Rayetovy hvězdy sekvence WN jsou podobné hvězdám v Mléčné dráze, zatímco sekvence WC se vyznačují slabšími a širšími liniemi ve spektru [38] .
Současná rychlost tvorby hvězd v galaxii Andromeda je 0,35–0,4 M ⊙ za rok [39] , což odpovídá pouze 20–30 % z toho v Mléčné dráze, a hvězdy v galaxii Andromeda jsou v průměru starší [13 ] . V pásmu g je poměr hmotnosti a svítivosti v jednotkách M ⊙ / L ⊙ asi 5,3 pro vyboulení, 5,2 pro disk, 6,2 pro halo a 1,2 pro mladý disk [18] .
Galaxie v Andromedě má výrazný systém kulových hvězdokup : je jich asi 400, což je 2-3krát více než v Mléčné dráze, a podle teoretických odhadů je jich v galaxii asi 450. Mezi nimi je kupa Mayall II , nejjasnější kupa v Místní skupině , která má hmotnost 7-15 milionů hmotností Slunce (což je dvojnásobek hmotnosti Omega Centauri ) a je pravděpodobně jádrem zničené trpasličí galaxie [5] [12] [25] [40] . Kulové hvězdokupy v galaxii Andromeda mají v průměru vyšší metalicitu než v Mléčné dráze [41] .
V galaxii Andromeda jsou známy kupy s velkým počtem hvězd, které zaujímají tři věková rozmezí: první je od 100 do 500 milionů let, druhé je asi 5 miliard let, třetí je 10-12 miliard let, zatímco některé tyto kupy patří k disku galaxie. Na rozdíl od galaxie Andromeda jsou v Mléčné dráze kupy s velkým počtem hvězd - kulové hvězdokupy - téměř stejně staré, stáří 10-12 miliard let a nejsou zde žádné mladé [42] [43] .
Je pravděpodobné, že přítomnost mladých kup v galaxii Andromeda je způsobena její absorpcí nepravidelnými galaxiemi v minulosti. Takové mladé hvězdokupy lze považovat jak za kulové hvězdokupy, tak za samostatný typ, tzv. lidnaté modré hvězdokupy , jejichž zástupci jsou považováni za předchůdce typických kulových hvězdokup [42] [43] .
Galaxie Andromeda navíc obsahuje hvězdokupy, které jsou svými charakteristikami mezi kulovými hvězdokupami a trpasličími sféroidními galaxiemi , které nemají v Mléčné dráze žádné analogy. Přestože jejich svítivost a barvy jsou stejné jako u běžných kulových hvězdokup, liší se velmi velkými poloměry – řádově 30 parseků [44] .
V galaxii Andromeda neexistuje žádná zřetelná hranice mezi kupami halo a kupami vyboulenin, na rozdíl od Mléčné dráhy. V naší Galaxii mají kupy vyboulenin metallicitu nad -1,0 [comm. 1] , zatímco halo kupy jsou nižší a je zde jen málo klastrů se středními metalicitami, zatímco v galaxii Andromeda je rozložení kup podle metalicity rovnoměrnější. Navíc v M 31 mají některé shluky umístěné v halo dostatečně daleko od středu relativně vysokou metalicitu, až -0,5 [45] .
Mladé kupy malé hmoty, podobné otevřeným hvězdokupám Mléčné dráhy, jsou také přítomny v galaxii Andromeda - odhaduje se, že v M 31 by mělo být asi 10 tisíc takových objektů [43] . V galaxii je známo asi 200 asociací OB : jsou soustředěny ve spirálních ramenech a v mladém disku (viz výše ), ale i tam je jejich koncentrace relativně malá ve srovnání s naší Galaxií [46] [47] .
Mezihvězdné médium M 31 se skládá z plynu s různou teplotou a prachu [48] . Celková hmotnost atomárního vodíku v galaxii je asi 4⋅10 9 M ⊙ [12] [49] a hmotnost prachu je 5⋅10 7 M ⊙ [50] .
V galaxii Andromeda je dostatek prachu, který lze pozorovat jako prachové pásy, které částečně zakrývají světlo na severozápadní straně výdutě . Prachové pásy jsou jasně viditelné díky velkému úhlu sklonu roviny galaxie k rovině obrazu . Celkem je v galaxii známo více než 700 samostatných prachových mračen [51] .
Prach v galaxii M 31 ovlivňuje absorpci a zčervenání světla. Kromě barevného přebytku vytvářeného prachem v naší Galaxii dosahuje zčervenání v barvě B−V způsobené prachem v galaxii Andromeda v některých oblastech 0,45 m . Závislost absorpce na vlnové délce se liší od závislosti u prachu Mléčné dráhy. K polarizaci záření M 31 přispívá i prach a závislost stupně polarizace na vlnové délce se také liší od té, kterou pozorujeme v naší Galaxii. Díky určitému zahřívání se prach sám vyzařuje v infračervené oblasti [51] . Poměr množství prachu k množství plynu od středu galaxie k periferii postupně klesá [50] .
Atomový vodík v M 31 je koncentrován v disku, zejména ve spirálních ramenech a v prstenci o poloměru 10 kiloparseků (viz výše ), přičemž zakřivení disku je nejlépe vidět právě na struktuře atomu vodík. V místech, kde dochází k aktivní tvorbě hvězd, dochází ke snížení hustoty atomárního vodíku [52] .
V galaxii je známo více než 3900 oblastí H II [53] a také 26 zbytků supernov a dalších 20 kandidátů na takové objekty [54] . Kromě nich je známo více než 4200 planetárních mlhovin [55] , celkem by jich podle odhadů mělo být v galaxii asi 8 tisíc [56] . Zbytky supernov se od oblastí H II liší přítomností záření netermální povahy v rádiovém dosahu . Přestože oblasti H II v galaxii jsou samy o sobě typické, v jejich celku je jen málo jasných objektů. Metalicita oblastí H II klesá od středu k okrajům galaxie [57] .
Galaxie také vykazuje emisi jednotlivých molekul - například CO , které se nacházejí v molekulárních oblacích . Ve spirálních ramenech záření pochází z obřích molekulárních mraků o hmotnosti řádově 10 6 M ⊙ a mezi rameny vyzařují menší oblaka o hmotnosti 10 4 M ⊙ [58] .
V galaxii Andromeda je známo nejméně 35 000 proměnných hvězd různých typů [59] . Především jsou to cefeidy - jasné hvězdy s určitým vztahem mezi periodou a svítivostí , pomocí kterých lze určit vzdálenost k nim. V galaxii je známo 2686 takových hvězd [60] , většina cefeid má periody od 5 do 125 dnů. Mezi další známé typy proměnných patří jasně modré proměnné , proměnné RR Lyrae , proměnné dlouhé periody a proměnné R North Corona [61] [62] .
Jedna z proměnných hvězd, M31-RV , se projevila poměrně neobvyklým způsobem: v roce 1988 prudce zvýšila svou jasnost, dosáhla absolutní velikosti −10 m a stala se jednou z nejjasnějších hvězd v galaxii, poté potemněla a ustala. být vidět. Zároveň se podle pozorovaných vlastností tato hvězda velmi lišila od typických nových hvězd a byla podobná proměnné V838 Unicorn , která vzplála v naší Galaxii. Jedním z možných vysvětlení tohoto chování je sloučení dvou hvězd [63] [64] .
Nové a supernovyV galaxii Andromeda vzplane v průměru asi 50 nových hvězd ročně, celkem bylo v galaxii registrováno nejméně 800 takových objektů [65] . Zároveň je poměr frekvence vzplanutí nových hvězd k svítivosti galaxie ve srovnání s jinými galaxiemi poměrně nízký, což může být způsobeno nízkou rychlostí tvorby hvězd v M 31 [66] [67 ] . V jedné z opakovaných nov , M31N 2008-12a , byly již výbuchy pozorovány nejméně 8krát [68] .
V celé historii pozorování v galaxii byla zaregistrována jediná supernova - S Andromeda , pozorovaná v roce 1885 [5] . Její zdánlivá hvězdná velikost byla 6,7 m při maximální jasnosti a současníky byla brána jako nová hvězda, nikoli supernova (viz níže ). Počet zbytků supernov, a tedy i frekvence jejich výbuchů v galaxii, je vzhledem k její svítivosti nízký kvůli snížené rychlosti tvorby hvězd [69] [70] .
Galaxie má kandidáta na exoplanetu PA-99-N2b , jehož existenci může naznačovat mikročočková událost pozorovaná v roce 1999. Po oznámení objevu byl však zpochybněn [71] , v tuto chvíli je planeta považována za nepotvrzenou [72] .
Jako mnoho galaxií, M 31 vyzařuje v rádiovém dosahu , ale síla tohoto záření je nízká, takže galaxie v Andromedě není klasifikována jako rádiová galaxie . Například na frekvenci 325 MHz je pozorováno 405 zdrojů [73] , mezi nimi například zbytky supernov . Rádiová emise pochází hlavně ze středu galaxie az prstence o poloměru 10 kiloparseků a oblasti, kde je síla rádiové emise zvýšena, odpovídají oblastem aktivnější tvorby hvězd. Radiová emise M 31 je polarizovaná : galaxie má magnetické pole , takže elektrony pohybující se v ní relativistickými rychlostmi vytvářejí polarizované synchrotronové záření [74] [75] .
V galaxii Andromeda je nejméně 1 897 známých zdrojů rentgenového záření , z nichž některé vykazují proměnlivost. Mezi tyto zdroje patří rentgenové dvojhvězdy a zbytky supernov , stejně jako měkké rentgenové záření produkované vysokoteplotními bílými trpaslíky [76] [77] . Některé zdroje jsou pozorovány v kulových hvězdokupách galaxie – jasnost kup M 31 v oblasti rentgenového záření je vyšší než jasnost kulových hvězdokup Mléčné dráhy [78] . Dalším rozdílem mezi zdroji v galaxii Andromeda a zdroji v Mléčné dráze je jejich koncentrace ve středu: ve výduti M 31 je mnohem více jasných zdrojů než ve výduti Mléčné dráhy a rozdíl se ještě prohloubí při porovnání vnitřních částí. boulí [79] .
Radiální rychlost M 31 vůči Zemi je −310 km/s a vůči středu Mléčné dráhy −120 km/s [49] , to znamená, že se galaxie přibližují. Tangenciální rychlost galaxie v Andromedě je 57 km/s, galaxie se tedy v budoucnu srazí (viz níže ) [5] [17] .
Rotační křivka galaxie má maximum v oblasti 1-15 kiloparseků od středu, v těchto vzdálenostech je rychlost rotace galaxie 240-250 km/s [18] . Z pohledu pozorovatelů na Zemi dochází k rotaci galaxie proti směru hodinových ručiček [17] .
Srážka mezi Mléčnou dráhou a galaxií AndromedaVzhledem k tomu, že se galaxie v Andromedě a Mléčná dráha přibližují rychlostí asi 120 km/ sa tangenciální rychlost galaxie v Andromedě je poměrně malá, galaxie se v budoucnu srazí. To se stane za 4 miliardy let, poté proces sloučení bude trvat další 2 miliardy let a v důsledku sloučení vznikne eliptická galaxie . Při splynutí galaxií budou srážky jednotlivých hvězd stále nepravděpodobné kvůli nízké koncentraci hvězd, ale je možné, že sluneční soustava bude vyvržena daleko od středu výsledné galaxie. Této srážky se zúčastní galaxie Triangulum a je možné, že se s ní Mléčná dráha srazí dříve než s galaxií v Andromedě [4] [12] [80] .
Galaxie Andromeda má více než 20 známých satelitních galaxií . Mnohé ze satelitů M 31 jsou trpasličí sféroidní galaxie , které podobné nejsou v systému Mléčné dráhy pozorovány [81] . V Místní skupině tvoří tyto satelity spolu se samotnou M 31 podskupinu Andromeda [82] . Nejjasnější a nejnápadnější ze satelitů jsou M 32 a M 110 , navíc galaxie Triangulum [4] [5] může patřit i k satelitům galaxie Andromeda .
Slapová interakce mezi galaxií a satelity vede ke skutečnosti, že hvězdné proudy a další slapové struktury jsou spojeny s některými satelity (viz výše ) [32] [83] [84] . Navíc M 32 prošel diskem galaxie Andromeda před 200 miliony let nebo dříve, což vedlo k deformaci spirálních ramen a vzniku prstence v galaxii [85] , a mezi těmito dvěma galaxiemi se nachází tzv. „most“ hmoty [59] .
Za dobrých pozorovacích podmínek je galaxie Andromeda viditelná pouhým okem jako mlhovina a s největší pravděpodobností byla opakovaně pozorována ve starověku. První dochovaná zmínka o něm však pochází pouze z roku 964 (nebo 965 [86] ) našeho letopočtu a je obsažena v Knize stálic ., sestavil As-Sufi , kde je popsán jako „malý oblak“ [5] [87] [88] .
Z evropských zdrojů zmiňujících mlhovinu je známá holandská hvězdná mapa, která se datuje do roku 1500. První člověk, který to pozoroval dalekohledem , byl Simon Marius v roce 1612. Mlhovinu objevil také Giovanni Battista Hodierna , a protože nevěděl o předchozích pozorováních, v roce 1654 oznámil její objev. V roce 1661 galaxii pozoroval Ismael Buyo a zároveň poznamenal, že ji na začátku 16. století objevil anonymní astronom; přesto Edmund Halley považoval Buya za objevitele a naznačil to ve své práci z roku 1716 o mlhovinách. Charles Messier uvedl mlhovinu ve svém katalogu v roce 1764 jako číslo 31. Jako objevitele označil Simona Mariuse, ačkoli nebyl objevitelem a objev neprohlásil. Messier později katalogizoval dva satelity galaxie, M 32 a M 110 [5] [87] [88] .
William Herschel byl první, kdo systematicky prozkoumal mlhoviny, včetně galaxie Andromeda. Věřil, že M 31 a další mlhoviny rozptylují světlo hvězd, a proto vypadají jako mlhoviny – tento předpoklad se ukázal jako pravdivý pro mnoho mlhovin, ale ne pro galaxii Andromeda. Herschel se navíc mylně domníval, že v průběhu několika let se vzhled mlhoviny mění. Tato myšlenka byla založena na skutečnosti, že v době Herschelovy fotografie neexistovala a astronomové byli nuceni spoléhat se na náčrtky nebeských těles, které se lišily v závislosti na pozorovateli [89] . V roce 1785 Herschel chybně odhadl vzdálenost ke galaxii na 2 000 vzdáleností od Siria , tedy 17 000 světelných let, ale správně odhadl, že mlhovina v Andromedě je podobná Mléčné dráze [5] [59] .
V roce 1847 George Bond poprvé objevil prachové pásy v galaxii [90] . V roce 1864 si William Huggins všiml, že spektra mlhovin jsou rozdělena na spojitá, která se nacházejí také ve hvězdách, a emisní , která jsou pozorována v plynových a prachových mlhovinách. Huggins zjistil, že spektrum M 31 je spojité [5] .
V roce 1885 explodovala supernova v galaxii - S Andromeda , první zaznamenaná supernova mimo Mléčnou dráhu a zatím jediná v galaxii Andromeda (viz výše ) [5] . Tato supernova byla zaměněna za novou hvězdu a tato chyba potvrdila názor, že M 31 je v naší Galaxii [91] .
V roce 1887 Isaac Robertspořídil první fotografii M 31 v historii, na které byly objeveny některé detaily struktury galaxie [5] . Roberts si všiml prstencových struktur a mylně dospěl k závěru, že pozoroval mlhovinu, kde se formoval planetární systém . V roce 1899 pořídil více fotografií galaxie a uvědomil si, že struktury, které považoval za prstence, jsou ve skutečnosti spirální ramena [92] .
V roce 1888 vydal John Dreyer Nový obecný katalog obsahující 7840 mlhovin, hvězdokup a dalších objektů. Galaxie Andromeda do ní vstoupila jako NGC 224. Kromě samotné galaxie obsahoval katalog hvězdokupu NGC 206 , která se v ní nachází . Již známí společníci M 32 a M 110 byli katalogizováni jako NGC 221 a NGC 205, v tomto pořadí; další dva satelity byly označeny NGC 147 a NGC 185 [5] [87] [93] .
V roce 1912 Vesto Slifer změřil radiální rychlost M 31 a zjistil, že se k Zemi přibližuje rychlostí 300 km/s, což se ukázalo jako nejvyšší hodnota, která kdy byla předtím naměřena. To byl důkaz, že se mlhovina nachází mimo Mléčnou dráhu [5] . Slipher také detekoval rotaci galaxie: v úhlové vzdálenosti 20 obloukových minut od středu se radiální rychlost lišila o 100 km/s [94] .
Před dvacátými léty neexistovala prakticky žádná data o vzdálenosti galaxie a různé pokusy o měření často vedly k nejistým nebo zcela nesprávným výsledkům. Například Carl Bolinv roce 1907 našel paralaxu 0,17 obloukových sekund v M 31 , což vedlo k naměřené vzdálenosti pouhých 6 parseků [95] . Naproti tomu množství paralaxy naměřené Adrianem van Maanenem v roce 1918 bylo menší než chyba měření. K podobným výsledkům vedly i jiné metody [96] .
V roce 1922 Ernst Epik navrhl, že zploštělost centrálních částí galaxie je způsobena jejich rotací, a se znalostí samotné rychlosti rotace odhadl vzdálenost ke galaxii na 450 kiloparseků. V roce 1923 získal Knut Lundmark vzdálenost něco málo přes 1 megaparsek od zdánlivé jasnosti nových hvězd objevených v galaxii. Řádově tyto výsledky souhlasí s obecně přijímanou hodnotou [97] .
V roce 1923 objevil Edwin Hubble v galaxii Andromeda dvě cefeidy – proměnné hvězdy , u kterých byl znám vztah mezi periodou a svítivostí . Díky tomuto objevu později určil, že vzdálenost k M 31 výrazně přesahuje velikost Mléčné dráhy. Mlhovina Andromeda se tak stala jedním z prvních astronomických objektů, u kterých byla prokázána poloha mimo naši Galaxii [98] [99] [100] . Následně se počet proměnných hvězd, které Hubble zná, zvýšil na 50 a v roce 1929 publikoval článek o galaxii Andromeda. Hubbleův odhad vzdálenosti od cefeid byl 275 kiloparseků, což se ukázalo jako hrubé podhodnocení, protože v té době se nevědělo, že se cefeidy dělí na dva typy s různou závislostí mezi periodou a svítivostí [5] . Hubble změřil hmotnost galaxie a některé její další charakteristiky. Odhad hmotnosti se také ukázal být značně podhodnocen a činil 3,5⋅10 9 M ⊙ , ale i přes chybné výsledky byl Hubble schopen ukázat, že M 31 je galaxie v mnoha ohledech srovnatelná s naší [101] .
Poté, co byla publikována práce HST, významný příspěvek ke studiu M 31 učinil Walter Baade . Předtím byl Hubble schopen rozlišit jednotlivé hvězdy pouze na periferii galaxie, zatímco Baade v roce 1944 dokázal pozorovat jednotlivé červené obry v centrální části galaxie. Zjistil, že stejní rudí obři jsou pozorováni v satelitech M 31 a v kulových hvězdokupách Mléčné dráhy. Následně Baade dospěl k závěru, že v galaxiích existují dvě hvězdné populace: populace I a populace II . V roce 1952, také díky pozorování M 31, Baade zjistil, že populace I. a populace II cefeid má odlišný vztah mezi periodou a svítivostí. Po stejnou dobu jsou cefeidy z populace I v průměru čtyřikrát jasnější než populace II, takže tento objev zdvojnásobil odhady vzdálenosti galaxií [comm. 2] [102] .
Následně došlo k různým objevům. Například v roce 1958 Gerard Henri de Vaucouleurs studoval profil jasnosti galaxie a poprvé oddělil příspěvek vyboulení od disku v ní . V roce 1964 Sidney van den Bergh objevil OB asociace v galaxii a ve stejném roce vydali Baade a Halton Arp katalog oblastí H II . První planetární mlhoviny v galaxii objevil také Baade, ale ve velkém se začaly objevovat v 70. letech 20. století. V roce 1989 byl objeven pozůstatek supernovy Andromeda S a v roce 1991 se pomocí Hubbleova teleskopu ukázalo, že jádro galaxie je binární [59] [103] .
V 21. století se galaxie Andromeda stala předmětem různých studií. Mezi nimi například The Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (PHAT) je vícepásmová fotometrická studie části disku a centrální oblasti galaxie pomocí Hubbleova teleskopu . Jeho cílem je objevit hvězdokupy , určit stáří a metalicitu jednotlivých hvězd a historii vzniku hvězd v galaxii. Dalším příkladem je The Pan-Andromeda Archaeological Survey (PAndAS), fotometrická studie vnějších oblastí galaxie, jejích halo a slapových struktur v ní, stejně jako satelitů a vzdálených hvězdokup [104] . Kromě toho byla pomocí dat získaných v roce 2018 na vesmírném dalekohledu Gaia studována dynamika samotné galaxie a velkého počtu hvězd v ní [17] .
Galaxie v Andromedě je nejvíce prozkoumaná z vnějších galaxií: je zajímavá zejména proto, že na rozdíl od Mléčné dráhy je pozorována ze strany a všechny její rysy jsou jasně viditelné a nejsou skryty mezihvězdným prachem [5] .
Galaxii Andromeda lze pozorovat ve stejnojmenném souhvězdí . Má zdánlivou velikost +3,44 m [14] , díky čemuž je nejen viditelná pouhým okem , ale také nejjasnější galaxie na severní polokouli nebeské sféry [3] . Odhad jejích úhlových rozměrů závisí na kritériích a podmínkách pozorování, ale v průměru se rozměry považují za rovné 3° × 1°, což znamená, že úhlový průměr galaxie v Andromedě je 6krát větší než úhlový průměr galaxie . Měsíc [5] . Galaxie je viditelná na celé severní polokouli a na jižní - v zeměpisných šířkách severně od −40° [12] a nejlepší měsíc pro pozorování je listopad [105] . Všechny tyto vlastnosti dělají z galaxie poměrně oblíbený objekt pro pozorování [106] .
Někdy je tato galaxie považována za nejvzdálenější objekt viditelný pouhým okem, i když zkušení pozorovatelé mohou vidět i vzdálenější galaxii Triangulum [4] .
Navzdory vysoké zdánlivé jasnosti je povrchová jasnost galaxie nízká kvůli její velké velikosti. Podmínky viditelnosti jsou vysoce závislé na úrovni světelného znečištění , i když v menší míře než u jiných galaxií. Při určitém světelném znečištění je nejjasnější centrální část galaxie stále viditelná, pomocí dalekohledu nebo malého dalekohledu můžete vidět nejjasnější satelity - M 32 a M 110 , ale struktura zůstává nerozeznatelná a galaxie je viditelná jako ovál. -tvarovaná mlhavá skvrna [107] .
V dalekohledu s průměrem čočky 150 mm je již možné si všimnout struktury galaxie – například prachových pásů, ale i jednotlivých objektů: NGC 206 a některých kulových hvězdokup. Použití ještě větších přístrojů o průměru 350 mm umožňuje rozlišit mnoho detailů: vyniká hvězdicovité jádro, v detailech jsou vidět prachové pásy. Je vidět mnoho kulových a otevřených hvězdokup a také jednotlivé jasné hvězdy, jako je AF Andromedae . Kromě toho se zviditelní galaxie, které jsou za M 31 na přímce: Markaryan 957 a 5Zw 29 . K pozorování nejbližších satelitů M 31 - Andromeda I , II a III je zapotřebí dalekohled s průměrem čočky 500 mm [108] . Při fotografování s dlouhými expozicemi jsou detaily na snímku vidět i bez použití dalekohledu [109] .
V populární kultuře , galaxie Andromeda je používána hlavně jako umístění v různých dílech sci-fi. V literárních dílech např. román Ivana Efremova „ Mlhovina Andromeda “ (1955-1956) [110] , ve kterém je galaxie Andromeda první z galaxií, se kterou se civilizacím podaří navázat kontakt. Mezi filmy - série A pro Andromedu(1961), ve kterém je zápletka založena na skutečnosti, že vědci obdrželi rádiovou zprávu zaslanou z galaxie Andromeda a také ze série Star Trek , v jejímž jedné z epizod přilétají inteligentní bytosti z galaxie [4] . Galaxie je přítomna i v počítačových hrách, například v Mass Effect: Andromeda se akce odehrává v této galaxii [111] .
Slovníky a encyklopedie | ||||
---|---|---|---|---|
|
Galaxie Andromeda | ||
---|---|---|
Pozice | Galaxie Andromeda → Podskupina Andromeda → Místní skupina → Místní nadkupa → Komplex nadkupa Ryby-Cetus → Pozorovatelný vesmír → Vesmír | |
Satelitní galaxie |
| |
jiný |
|
Messierovy objekty ( seznam ) | |
---|---|
|
nového sdíleného katalogu | Objekty|
---|---|