אנדרומדה: גילוי, מקור, מאפיינים, מבנה - ארטה - 2025

אנדרומדה היא גלקסיה המורכבת מתאגיד של מערכות כוכבים, אבק וגז, הכל נתון לכוח הכובד. הוא ממוקם 2.5 מיליון שנות אור רחוק מכדור הארץ והוא האובייקט היחיד הנראה לעין בלתי מזוינת שאינו שייך לדרך החלב.

התיעוד הראשון של הגלקסיה הוא משנת 961, כאשר האסטרונום הפרסי אל-סופי תיאר אותה כעננות קטנה בקבוצת הכוכבים של אנדרומדה. ככל הנראה, עמים קדומים אחרים הצליחו להכיר בכך גם.

איור 1. גלקסיית אנדרומדה, דומה לשביל החלב, נראית באור אולטרה סגול. מקור: Wikimedia Commons.

מאוחר יותר, בעזרת הטלסקופ, האסטרונומים שעקבו אחר גלילאו קראו לזה פשוט "ערפילית". באמצע שנות ה -18, הטלסקופ החזק ביותר היה בקוטר 72 אינץ 'ונבנה על ידי האסטרונום האירי וויליאם פרסונס, שצפה ישירות במבנה הספיראלי הסקרן של כמה ערפיליות.

בשנת 1924 הבין האסטרונום אדווין האבל שהערפילית הספיראלית של אנדרומדה אינה חלק משביל החלב. לשם כך הוא השתמש בתכונות של הספידים, מעמד של כוכבים שהבהירות שלהם משתנה מעת לעת על בסיס קבוע.

הגודל והטמפרטורה של הספידים גדלים ויורדים ומתייחסים בצורה מדויקת מאוד לזוהר עם התקופה שלהם. בדרך זו הצליח האבל לקבוע סולם מרחק ליקום ולהעריך את המרחק בין אנדרומדה לשביל החלב. זה אישר שהערפילית הייתה, למעשה, גלקסיה עצמאית והיקום מקום גדול בהרבה משדמיינו.

תכונות אנדרומדה

אנדרומדה היא גלקסיה ספירלית שצורתה דומה לזו של שביל החלב שלנו. הוא מעוצב כמו דיסק שטוח, עם בליטה במרכז ומספר זרועות ספירליות. לא לכל הגלקסיות יש עיצוב זה.

האבל, שצפה במאות מהם, סיווג אותם לאליפטי (E), עדשה (L) וספירלה (S), בתרשים מזלג הכוונון המפורסם שלו או ברצף האבל המשמש עד היום.

איור 2. מזלג כוונון האבל. מקור: Wikimedia Commons.

בתורו, גלקסיות ספירליות מובחנות לשתי קבוצות, אלה עם רף מרכזי ואלה ללא.

הקונצנזוס הנוכחי הוא שדרך החלב שלנו היא גלקסיה ספירלית מסורגת Sb, למרות שאיננו יכולים לראות אותה מבחוץ, אבל אנדרומדה היא גלקסיה ספירלית פשוטה או חסומה, שאותה אנו רואים כמעט בקצה מכאן.

הנתונים המשמעותיים ביותר של אנדרומדה הם:

יש לו ליבה כפולה (ראה פרק המבנה למטה)

-ממדיו דומים לדרך החלב. אנדרומדה רק מעט גדולה יותר בגודל, אך שביל החלב מסיבי יותר, עם חומר אפל יותר.

-אנדרומדה כוללת מספר גלקסיות לוויין, איתן היא מתקשרת עם כבידה: גלקסיות הגמדים הסגלגלות: M32 ו- M110 וגלקסיית הספירלה הקטנה M33.

הקוטר שלו הוא 220 אלף שנות אור.

-זה בהיר פי שניים משביל החלב, עם מיליארד כוכבים.

-קרוב ל -3% מהאנרגיה שנפלטת על ידי אנדרומדה היא באזור האינפרא אדום, ואילו עבור שביל החלב אחוז זה הוא 50%. בדרך כלל ערך זה קשור לשיעור היווצרות הכוכבים, ולכן שביל החלב הוא גבוה ובאנדרומדה הוא נמוך יותר.

איך לראות את אנדרומדה?

בקטלוג מסייר, רשימה של 110 חפצים אסטרונומיים משנת 1774, מציינים את גלקסיית אנדרומדה, הנראית בקבוצת הכוכבים באותו שם, כחפץ M31.

קטלוג NGC (קטלוג כללי חדש של ערפיליות וצבירי כוכבים) מצידו מכנה אותו NGC 224.

רעיונות אלה כדאי לזכור כשאתם מוצאים את הגלקסיה במפות שמיים, מכיוון שהם משמשים ביישומים אסטרונומיים רבים למחשבים וטלפונים.

כדי לדמיין את אנדרומדה, נוח לאתר תחילה את קבוצת הכוכבים קאסיופאה, בעלת צורה מאוד אופיינית בצורת האות W או M, תלוי איך אתה רואה אותה.

קל מאוד להמחיש את קסיופאה בשמיים וגלקסיית אנדרומדה נמצאת בינה לבין קבוצת הכוכבים אנדרומדה, כפי שניתן לראות בתרשים זה:

איור 3. איור 3. פירוט המפה השמימית לאיתור גלקסיית אנדרומדה. מקור: פ. זפטה.

קחו בחשבון שכדי לראות את הגלקסיה בעין בלתי מזוינת, השמיים חייבים להיות כהים מאוד וללא אורות מלאכותיים בסביבה.

עם זאת, ניתן לראות את הגלקסיה אפילו מעיר מאוכלסת בלילה צלול, אך תמיד בעזרת משקפת, לפחות. בנסיבות אלה נבדל במקום המצוין סגלגל לבנבן קטן.

בעזרת טלסקופ ניתן להבחין בפרטים רבים נוספים של הגלקסיה ואפשר למצוא גם שתיים מגלקסיות הלוויה הקטנות שלה.

הזמנים המתאימים ביותר בשנה לצפייה הם:

- חצי הכדור הצפוני : למרות שהוא נראה פחות פחות לאורך השנה, החודשים האופטימליים הם אוגוסט וספטמבר.

- חצי הכדור הדרומי : בין אוקטובר לדצמבר.

לבסוף, רצוי להתבונן במהלך הירח החדש, כך שהשמיים כהים מאוד, כמו גם ללבוש בגדים מתאימים לעונה.

קבוצת הגלקסיות המקומית

גם גלקסיית אנדרומדה וגם שביל החלב עצמו שייכים לקבוצת הגלקסיות המקומית, המאגדת בסך הכל 40 גלקסיות. שביל החלב, אנדרומדה וגלקסיית המשולש הם החברים הגדולים בקבוצה זו.

השאר מורכב מגלקסיות ננסיות מהסוג האליפטי, הספירלי או הלא סדיר הכוללות את העננים המגלניים.

מִבְנֶה

המבנה של אנדרומדה זה בעצם זהה לכל הגלקסיות הספירליות:

איור 4. מבנה של גלקסיה ספירלית טיפוסית. מקור: אוניברסיטת מניטובה.

-גרעין, הכולל חור שחור-מסיבי.

הנורה המקיפה את הגרעין ומלאה בכוכבים התקדמה בהתפתחותה.

-דיסק של חומר בין-כוכבי.

ההילה, כדור ענק ומפוזר שמקיף את המבנים שכבר נקראו וזה מבולבל עם ההילה של שביל החלב השכן.

מקור ואבולוציה איך מקור אנדרומדה?

הגלקסיות מקורן בפרוטוגלקסיות או בענני הגז הקדומים שהתארגנו יחסית זמן קצר לאחר המפץ הגדול, הפיצוץ הגדול שהוליד את היקום.

במהלך המפץ הגדול נוצרו היסודות הקלים יותר, מימן והליום. באופן זה, הפרוטוגלקסיות הראשונות היו מורכבות בהכרח מאלמנטים אלה.

תחילה העניין הופץ בצורה הומוגנית, אך בחלק מהנקודות הוא הצטבר מעט יותר מאשר באחרות. במקומות שבהם הצפיפות הייתה גבוהה יותר, כוח הכובד נכנס פנימה וגרם לחומר נוסף להצטבר. עם הזמן, התכווצות הכבידה הולידה את הפרוטוגלקסיות.

אנדרומדה עשויה להיות תוצאה של מיזוג של מספר פרוטוגלקסיות שהתרחשו לפני כעשרה מיליארד שנים.

אם לוקחים בחשבון שגילו העולמי המשוער הוא 13.7 מיליארד שנה, אנדרומדה נוצר זמן קצר לאחר המפץ הגדול, ממש כמו שביל החלב.

במהלך קיומה ספגה אנדרומדה פרוטוגלקסיות וגלקסיות אחרות, שעזרו להעניק לה את צורתה הנוכחית. כמו כן קצב היווצרות הכוכבים שלו השתנה לאורך אותה תקופה, מכיוון שבמהלך גישות אלה עולה קצב היווצרות הכוכבים.

למרות העובדה שידוע כי היקום מתרחב, גלקסיית אנדרומדה מתקרבת כיום במהירות לשביל החלב בקצב של 300 קמ"ש, כך שבעתיד הרחוק צפויה "התנגשות" בין השניים או לפחות גישה אחת. כך ששניהם מעוותים מאוד.

אירועים כאלה אינם נדירים ואינם בהכרח אלימים או הרסניים, לאור המרחק הגדול בין הכוכבים.

אם הגלקסיות המתנגשות בגודל שווה, הן ככל הנראה יאבדו את צורתן ויווצרו גלקסיה אליפטית או גלקסיה לא סדירה. אם אחד קטן יותר, הגדול יותר ישמור על צורתו על ידי ספיגתו, או יחווה עיוות פחות או יותר מורגש.

קפידים ומרחקים אסטרונומיים

אדווין האבל השתמש בקפידים כדי לקבוע את המרחק לאנדרומדה ולהראות שמדובר בגלקסיה מלבד שביל החלב.

Cepheids הם כוכבים בהירים במיוחד, בהירים בהרבה מהשמש, כך שניתן לראות אותם אפילו מרחוק מאוד. פולאריס, כוכב הקוטב הוא דוגמא לספיד.

הם מאופיינים בכך שהם עוברים הרחבות והתכווצויות תקופתיות, שבמהלכן בהירותן עולה ויורדת בפרקי זמן קבועים. זו הסיבה שהם ידועים ככוכבים פועמים.

האסטרונומית הנרייטה לאוויט (1868–1921), גילתה כי כל קפיד עם אותה תקופה T, בעל אותה בהירות או MV בעוצמה פנימית, על פי המשוואה:

Mv = -1.43 - 2.81 יומן T

זה נכון לגבי כל קפיד, לא משנה כמה הוא רחוק. לפיכך, בעת זיהוי קפיד בגלקסיה מרוחקת, בחינת התקופה שלה תראה גם את גודלה, מכיוון שישנן עוצמת כיול בעבר לעומת עקומות תקופתיות.

עכשיו, לכל מקור אור יש גודל מהותי ועוצמה לכאורה.

כאשר נראים שני אורות בהירים באותה מידה בלילה במרחק, הם עשויים לשניהם את אותו בהירות מהותית, אך אחד המקורות עשוי גם להיות פחות בהיר וקרוב יותר, ולכן נראה אותו דבר.

עוצמתו המהותית של כוכב קשורה לזוהרו: ברור שככל שעוצמת הגודל גדולה יותר, כך זוהרת גדולה יותר. בתורו, ההבדל בין גודל לכאורה לבין גודל מהותי קשור למרחק למקור.

הקשר בין גודל למרחק

אסטרונומים משתמשים במשוואה הבאה המתייחסת לשלושת המשתנים שהוזכרו; גודל מהותי, גודל ומרחק לכאורה:

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

כאשר m _v הוא העוצמה לכאורה, M _v הוא הגודל המוחלט ו d הוא המרחק בו נמצא מקור האור (בפרק *), במקרה זה הכוכב.

בצורה זו האבל מצא את קפידים בערפילית אנדרומדה בעוצמות קטנות מאוד, מה שאומר שהם היו רחוקים מאוד.

המרחק בינינו לבין אנדרומדה שקבע האבל בשיטה זו היה 285 קילו-סיביות, קצת יותר מ -929 אלף שנות אור. הערך המקובל כיום הוא 2.5 מיליון שנות אור, קצת יותר מכפול מההערכה של האבל.

מסתבר שבזמן שהאבל ערך את הערכתו, לא היה ידוע שהיו שתי כיתות של קפידים ולכן הוא העריך את המרחק. למרות זאת הוא הצליח להוכיח שהוא היה כה גדול עד שאנדרומדה בהחלט לא היה חלק משביל החלב.

* פרסק 1 = 3.26 שנות אור.

הפניות

1. טיילור, נ. גלקסיית אנדרומדה (M31): מיקום, מאפיינים ותמונות. התאושש מ: space.com.
2. אוניברסיטת מניטובה. פרויקט מחקר 1: גלקסיות ספירליות. התאושש מ: physics.umanitoba.ca.
3. Pasachoff, J. 2007. הקוסמוס: אסטרונומיה במילניום החדש. מהדורה שלישית. תומסון-ברוקס / קול.
4. Seeds, M. 2011. יסודות האסטרונומיה. המהדורה השביעית. לימוד Cengage.
5. ויקיפדיה. גלקסיית אנדרומדה. התאושש מ: es.wikipedia.org.