Galaxia Andromeda este cel mai apropiat de noi membru al Grupului Local de galaxii și multă lume a auzit de ea deoarece se află pe un curs de coliziune cu galaxia noastră, Calea Lactee. Însă trebuie să rămânem liniștiți, pentru că această coliziune nu va avea loc decât după miliarde de ani și va fin una graduală, nu o prăbușire bruscă.
Deocamdată, Andromeda se află la 2,5 milioane de ani-lumină distanță. În mod uimitor, lumina din partea frontală a galaxiei ajunge la noi cu aproximativ 65.000 de ani înainte de cea din spatele acesteia. Pe scurt, observăm o imagine distorsionată atât în spațiu, cât și în timp.
În nopțile întunecate și lipsite de lună, galaxia Andromeda poate apărea unui astronom amator mai întâi ca un oval slab și neclar, cu un centru mai strălucitor, dar o expunere prelungită dezvăluie miezul central, benzile de praf din prim plan și brațele sale spiralate.
Să descifrăm galaxia Andromeda
Existența Andromedei este cunoscută încă din Antichitate. Inițial, a fost considerată o nebuloasă, un termen aplicat tuturor obiectelor din cosmosul îndepărtat care nu puteau fi considerate în stele. Se credea că nebuloasele se află în Calea Lactee, iar sistemele care prezentau modele spiralate (cum ar fi Andromeda) au fost denumite nebuloase spirale și se credea că formează activ stele. William Herschel a identificat M31 ca fiind „fără îndoială cea mai apropiată dintre toate marile nebuloase” și a estimat distanța până la ea la aproximativ 18.000 de ani-lumină. Întâmplător, în 1783, sora sa, Caroline, ea însăși un astronom desăvârșit, a descoperit independent M110, una dintre cele două galaxii satelit principale ale Andromedei.
O mai bună înțelegere a nebuloaselor spiralate nu a fost posibilă înainte de dezvoltarea spectroscopiei și a fotografiei. În 1864, astronomul englez William Huggins, cunoscut pentru munca sa de pionierat în spectroscopie astronomică, a arătat că, spre deosebire de caracteristicile de emisie de gaze pure ale Nebuloasei Orion (M42), spectrul Andromedei prezenta caracteristici asemănătoare stelelor, inclusiv linii de absorbție întunecate. În 1912, spectrele lui M31 capturate de astronomul american Vesto Slipher la Observatorul Lowell au arătat că obiectul avea o viteză radială apropiată de 300 de kilometri pe secundă, foarte puțin probabilă pentru un obiect din Calea Lactee, deoarece era cea mai mare viteză măsurată vreodată.
Prima fotografie detaliată a Andromedei și a celor doi sateliți ai săi, M110 și M32, a fost realizată în 1888 de către inginerul și astronomul amator galez Isaac Roberts. Acesta a crezut că este un sistem de stele în devenire. El a realizat fotografia Andromedei cu telescopul său dublu – un reflector de 20 de inch și un refractor de 7 inch pe o montură comună – de la observatorul său privat de lângă Liverpool.
Roberts a fost un adevărat pionier al fotografierii adâncurilor cerului și și-a dat seama că sunt necesare expuneri lungi pentru a înregistra detalii ale obiectelor nebuloase slabe. El a dezvoltat o metodă pe care o numim acum fotografie „piggyback” pentru imagini cu câmp larg, folosind camere portret montate deasupra unui telescop de ghidare pentru urmărire precisă. În acest fel, a obținut unele dintre primele imagini de înaltă rezoluție ale obiectelor proeminente din universul îndepărtat, cum ar fi Pleiadele (M45), Galaxia Andromeda, Galaxia Triangulum (M33), Nebuloasa Voal și altele. Multe dintre aceste fotografii au fost publicate ulterior în 1893 și 1899, într-un set de cărți în două volume intitulat „A Selection of Photographs of Stars, Star-clusters, and Nebulae”.
Cu toate acestea, imaginile lui Roberts și informațiile cunoscute despre Andromeda în acel moment nu au fost suficiente pentru ca oamenii de știință să cadă de acord cu privire la clasificarea galaxiei sau măsurarea distanței până la ea. Argumentele au atins apogeul în 1920, când astronomii Heber D. Curtis și Harlow Shapley s-au confruntat în Marea Dezbatere asupra amplorii universului. Curtis susținea că nebuloasele spirale se află dincolo de galaxia noastră și nu fac parte din Calea Lactee, în timp ce Shapley susținea contrariul.
Dezbaterea a fost soluționată irevocabil câțiva ani mai târziu, în 1923, când Edwin Hubble a descoperit o stea variabilă cefeidă (folosită pentru măsurarea distanțelor cosmice) în fotografiile Andromedei făcute cu cel mai mare telescop din lume la acea vreme, observatorul de 100 de inch de la Mount Wilson. Folosind acest indicator de distanță, el a dovedit în esență că M31 era o galaxie aflată în afara Căii Lactee.
Telescoapele moderne
Au fost făcute progrese extraordinare în secolul de când Hubble și contemporanii săi au deschis ușa către cosmologia modernă. Poate că nimic nu ilustrează asta mai bine acest lucru decât evoluția tehnologiei imagistice.
Fotografia istorică a lui Roberts a necesitat o expunere manuală de patru ore, folosind plăcile fotografice de sticlă foarte lente și granulate disponibile în acea perioadă. Cu toate acestea, a dezvăluit o cantitate imensă de detalii fără precedent și nu numai că a revoluționat fotografia astronomică, dar a oferit și prima indicație imagistică a faptului că nebuloasele spirale sunt mai mult decât simpli nori gazoși.
Astăzi, aproximativ 130 de ani mai târziu, o imagine complet color a galaxiei M31 poate fi realizată cu ușurință cu un refractor apocromatic de 5 inch și o cameră digitală Canon R modificată spectral. În plus, este nevoie de doar un total de 18 minute de timp de expunere autoghidat pentru a înregistra stelele la fel de slabe și pentru a aduna detalii mai clare.
Stele fierbinți, albastre și tinere, precum și coconii de gaz și praf în care acestea se formează, sunt expuse în această imagine în ultraviolet (UV) a Andromedei, capturată de GALEX. | Foto: NASA/JPL-CALTECH
În plus, datorită utilizării filtrelor de trecere în bandă îngustă – care transmit în mod preferenţial lungimile de undă emise de hidrogenul ionizat, H-alfa (roşu) şi H-beta (albastru) şi oxigenul dublu ionizat (albastru) – imaginile moderne dezvăluie nebuloase de emisie roz împrăștiate de-a lungul brațelor spiralate ale galaxiei, zone cu praf interstelar (maro-roșcat) și stele tinere fierbinți (albastre).
O regiune proeminentă a unor astfel de stele tinere se află în NGC 206, clar observată în partea stângă jos a imaginii. Această regiune imensă de formare a stelelor pare albastră datorită stelelor sale de tip O și B foarte fierbinți și luminoase și prafului interstelar care împrăștie lumina.
În interiorul Andromedei
Galaxia Andromeda găzduiește aproximativ 500 de roiuri (clustere) globulare de diferite vârste, dimensiuni și compoziții stelare. Prin comparație, Calea Lactee are doar aproximativ 160 de astfel de roiuri. Ceea ce explică această diferență uriașă între cele două galaxii rămâne neclar, dar reflectă în mod evident diferențele în evoluția lor în timp. Unele dintre roiurile globulare mai mari și mai strălucitoare din M31 pot fi observate cu telescoape de dimensiuni medii.
Înțelegerea noastră asupra structurii, compoziției și evoluției Andromedei se îmbunătățește rapid datorită tehnologiilor avansate și telescoapelor spațiale, care fac posibilă obținerea de date pe o gamă largă de lungimi de undă, inclusiv ultraviolete îndepărtate (UV) și infraroșu (IR) – niciunul dintre aceste domenii ale spectrului electromagnetic nu este accesibil cu telescoapele de la sol. De exemplu, telescopul spațial Galaxy Evolution Explorer (GALEX) al NASA a capturat imagini în lumină UV îndepărtată și apropiată, dezvăluind stele fierbinți și tinere care se formează în brațele spirale.
În mod similar, imaginile IR realizate de Telescopul Spațial Spitzer au dezvăluit încă mai multe informații despre această galaxie masivă. Pe lângă evidențierea benzilor sale de praf (roșu), datele IR dezvăluie și stele mai bătrâne (albastre). Imaginile de acest fel permit astronomilor să estimeze masa galaxiilor prin măsurarea luminozității lor totale IR. Din astfel de date, cercetătorii au dedus că M31 conține aproximativ un trilion de stele (Calea Lactee are doar 400 de miliarde).
Brațele Andromedei
Când vine vorba de structura interioară a Andromedei, imaginile Telescopului Spitzer indică faptul că două brațe spiralate, posibil segmentate, se extind spre exterior dintr-o bară centrală, clasificând-o astfel ca o spirală barată. Indicațiile bazate pe imaginile Telescopului Spațial Hubble sugerează că galaxia are nu doar una, ci două componente în nucleul său. Cea mai misterioasă și mai luminoasă componentă este numită P1, iar cea mai slab strălucitoare este P2; P2 conține o gaură neagră supermasivă.
Acum se cunoaște că, în timp ce P2 este adevăratul centru al lui M31, componenta mai strălucitoare este de fapt un inel eliptic de stele vechi roșiatice care orbitează în jurul găurii negre. Simulările pe computer au testat diferite scenarii pentru a înțelege mai bine cum s-ar fi putut forma un astfel de aranjament, dar detaliile rămân incerte.
Cel mai complet rezumat până în prezent despre structura și istoria evolutivă a Galaxiei Andromeda a fost obținut prin combinarea datelor din mai multe surse diverse, cum ar fi Agenția Spațială Europeană, NASA, Observatorul Național de Radio Astronomie și radiotelescoapele IRAM.
Observațiile viitoare cu Telescopul Spațial James Webb și alte instrumente de ultimă generație ne vor oferi, fără îndoială, o imagine evolutivă și mai detaliată a acestei mari galaxii – și, prin extensie, a galaxii noastre.
Sursa: Astronomy.com