Die größten Sterne im Andromeda-Nebel. Andromeda ist die der Milchstraße am nächsten gelegene Galaxie.
Astronomie ist eine erstaunlich faszinierende Wissenschaft, die neugierigen Köpfen die ganze Vielfalt des Universums offenbart. Es gibt wohl kaum einen Menschen, der in seiner Kindheit niemals die Streuung der Sterne am Nachthimmel beobachtet hätte. Besonders schön wirkt dieses Bild im Sommer, wenn die Sterne so nah und unglaublich hell erscheinen. In den letzten Jahren haben sich Astronomen auf der ganzen Welt besonders für Andromeda interessiert, die Galaxie, die unserer eigenen Milchstraße am nächsten liegt. Wir haben uns entschieden herauszufinden, was Wissenschaftler genau daran anzieht und ob es mit bloßem Auge zu sehen ist.
Andromeda: eine kurze Beschreibung
Der Andromeda-Nebel, oder einfach Andromeda, ist eine der größten Galaxien in der Galaxie. Sie ist etwa drei- bis viermal größer als unsere Milchstraße, in der sich das Sonnensystem befindet. Darin befinden sich nach vorläufigen Schätzungen etwa eine Billion Sterne.
Andromeda ist eine Spiralgalaxie, die auch ohne spezielle optische Geräte am Nachthimmel zu sehen ist. Aber denken Sie daran, dass das Licht dieses Sternhaufens mehr als zweieinhalb Millionen Jahre lang zu unserer Erde wandert! Astronomen sagen, dass wir den Andromeda-Nebel jetzt so sehen, wie er vor zwei Millionen Jahren aussah. Ist das nicht ein Wunder?
Andromeda-Nebel: aus der Geschichte der Beobachtungen
Andromeda wurde erstmals von einem Astronomen aus Persien gesehen. Er katalogisierte es 1946 und beschrieb es als ein verschwommenes Leuchten. Sieben Jahrhunderte später wurde die Galaxie von einem deutschen Astronomen beschrieben, der sie lange Zeit mit einem Teleskop beobachtete.
Mitte des 19. Jahrhunderts stellten Astronomen fest, dass sich das Spektrum von Andromeda erheblich von zuvor bekannten Galaxien unterschied, und schlugen vor, dass es aus vielen Sternen zusammengesetzt sei. Diese Theorie ist völlig gerechtfertigt.
Die Andromeda-Galaxie, die erst Ende des 19. Jahrhunderts fotografiert wurde, hat eine spiralförmige Struktur. Obwohl es damals nur als ein großer Teil der Milchstraße galt.
Die Struktur der Galaxie
Mit Hilfe moderner Teleskope ist es Astronomen gelungen, die Struktur des Andromeda-Nebels zu analysieren. Das Hubble-Teleskop ermöglichte es, etwa vierhundert junge Sterne zu sehen, die sich um das Schwarze Loch drehen. Dieser Sternhaufen ist ungefähr 200 Millionen Jahre alt. Diese Struktur der Galaxie war für Wissenschaftler sehr überraschend, denn sie hatten sich bisher nicht einmal vorstellen können, dass sich Sterne um ein Schwarzes Loch bilden könnten. Nach allen bisher bekannten Gesetzmäßigkeiten ist es unter den Bedingungen eines Schwarzen Lochs einfach unmöglich, Gas zu verdichten und daraus einen Stern zu formen.
Der Andromeda-Nebel hat mehrere Satelliten-Zwerggalaxien, sie befinden sich an seinem Rand und könnten dort durch Absorption entstehen. Dies ist doppelt interessant, da Astronomen eine Kollision zwischen der Milchstraße und der Andromeda-Galaxie vorhersagen. Es stimmt, dieses phänomenale Ereignis wird sehr bald stattfinden.
Die Andromeda-Galaxie und die Milchstraße: Sie bewegen sich aufeinander zu
Wissenschaftler haben lange bestimmte Vorhersagen getroffen, indem sie die Bewegung beider Sternensysteme beobachteten. Tatsache ist, dass Andromeda eine Galaxie ist, die sich ständig auf die Sonne zubewegt. Zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts konnte ein amerikanischer Astronom die Geschwindigkeit berechnen, mit der diese Bewegung auftritt. Diese Zahl von 300 Kilometern pro Sekunde wird immer noch von allen Astronomen der Welt für ihre Beobachtungen und Berechnungen verwendet.
Ihre Berechnungen unterscheiden sich jedoch erheblich. Einige Wissenschaftler behaupten, dass die Galaxien erst nach sieben Milliarden Jahren kollidieren werden, während andere sicher sind, dass die Geschwindigkeit von Andromeda ständig zunimmt und das Treffen in vier Milliarden Jahren zu erwarten ist. Wissenschaftler schließen ein solches Szenario nicht aus, dass diese prognostizierte Zahl in einigen Jahrzehnten noch einmal deutlich sinken wird. Gegenwärtig ist jedoch allgemein anerkannt, dass mit Kollisionen nicht früher als in vier Milliarden Jahren zu rechnen ist. Was bedroht uns Andromeda (Galaxie)?
Kollision: Was passiert?
Da die Absorption der Milchstraße durch Andromeda unvermeidlich ist, versuchen Astronomen, die Situation zu simulieren, um zumindest einige Informationen über diesen Prozess zu erhalten. Computerdaten zufolge wird sich das Sonnensystem infolge der Absorption am Rande der Galaxie befinden und eine Entfernung von einhundertsechzigtausend Lichtjahren zurücklegen. Verglichen mit der aktuellen Position unseres Sonnensystems zum Zentrum der Galaxie wird es sich um 26.000 Lichtjahre davon entfernen.
Die neue Zukunftsgalaxie hat bereits den Namen Milky Honey erhalten, und Astronomen sagen, dass sie durch die Fusion um mindestens anderthalb Milliarden Jahre verjüngt wird. In diesem Prozess werden neue Sterne gebildet, die unsere Galaxie viel heller und schöner machen werden. Sie wird auch ihre Form ändern. Nun steht der Andromeda-Nebel zwar in einem gewissen Winkel zur Milchstraße, aber im Zuge der Verschmelzung wird das entstehende System die Form einer Ellipse annehmen und sozusagen voluminöser werden.
Das Schicksal der Menschheit: Werden wir die Kollision überleben?
Und was passiert mit den Menschen? Wie wird sich das Treffen der Galaxien auf unsere Erde auswirken? Überraschenderweise sagen Wissenschaftler dazu absolut nichts! Alle Änderungen werden im Erscheinen neuer Sterne und Konstellationen ausgedrückt. Die Himmelskarte wird sich komplett ändern, denn wir werden uns in einer völlig neuen und unerforschten Ecke der Galaxie wiederfinden.
Natürlich hinterlassen einige Astronomen einen extrem kleinen Prozentsatz negativer Entwicklungen. In diesem Szenario könnte die Erde mit der Sonne oder einem anderen Sternkörper aus der Andromeda-Galaxie kollidieren.
Gibt es Planeten im Andromeda-Nebel?
Wissenschaftler suchen regelmäßig nach Planeten in Galaxien. Sie verlassen keine Versuche, in den Weiten der Milchstraße einen Planeten zu finden, der unserer Erde in seinen Eigenschaften nahe kommt. Derzeit wurden bereits mehr als dreihundert Objekte entdeckt und beschrieben, die sich jedoch alle in unserem Sternensystem befinden. In den letzten Jahren haben Astronomen damit begonnen, Andromeda immer genauer unter die Lupe zu nehmen. Gibt es da draußen irgendwelche Planeten?
Vor dreizehn Jahren stellte eine Gruppe von Astronomen mithilfe der neuesten Methode die Hypothese auf, dass einer der Sterne im Andromeda-Nebel einen Planeten hatte. Seine geschätzte Masse beträgt sechs Prozent des größten Planeten in unserem Sonnensystem - Jupiter. Seine Masse beträgt das dreihundertfache der Masse der Erde.
Diese Vermutung wird derzeit auf den Prüfstand gestellt, hat aber alle Chancen, zur Sensation zu werden. Schließlich haben Astronomen bisher keine Planeten in anderen Galaxien entdeckt.
Vorbereitung auf die Suche nach einer Galaxie am Himmel
Wie gesagt, sogar mit bloßem Auge kann man die benachbarte Galaxie am Nachthimmel sehen. Dazu müssen Sie natürlich etwas Wissen auf dem Gebiet der Astronomie haben (zumindest wissen, wie die Sternbilder aussehen und sie finden können).
Darüber hinaus ist es fast unmöglich, bestimmte Sternhaufen am Nachthimmel der Stadt zu sehen - die Lichtverschmutzung hindert Beobachter daran, zumindest etwas zu sehen. Wenn Sie also den Andromeda-Nebel noch mit eigenen Augen sehen wollen, dann gehen Sie am Ende des Sommers ins Dorf oder zumindest in den Stadtpark, wo es nicht viele Laternen gibt. Die beste Beobachtungszeit ist Oktober, aber von August bis September ist er recht deutlich über dem Horizont zu sehen.
Andromeda-Nebel: Suchschema
Viele junge Amateurastronomen träumen davon, zu wissen, wie Andromeda wirklich aussieht. Die Galaxie am Himmel ähnelt einem kleinen hellen Fleck, aber Sie können ihn dank der hellen Sterne in der Nähe finden.
Am einfachsten ist es, Cassiopeia am Herbsthimmel zu finden - es sieht aus wie der Buchstabe W, nur gestreckter, als es üblich ist, es schriftlich zu bezeichnen. Normalerweise ist das Sternbild auf der Nordhalbkugel gut sichtbar und befindet sich im östlichen Teil des Himmels. Darunter liegt die Andromeda-Galaxie. Um es zu sehen, müssen Sie ein paar weitere Orientierungspunkte finden.
Sie sind drei helle Sterne unterhalb von Cassiopeia, sie sind in einer Linie verlängert und haben einen rot-orangen Farbton. Der mittlere, Miraak, ist der genaueste Führer für Anfängerastronomen. Zieht man von dort eine gerade Linie nach oben, sieht man einen kleinen leuchtenden Fleck, der einer Wolke ähnelt. Dieses Licht wird die Andromeda-Galaxie sein. Darüber hinaus wurde das Leuchten, das Sie beobachten können, zur Erde gesendet, selbst wenn es keine einzige Person auf dem Planeten gab. Erstaunliche Tatsache, oder?
Das am weitesten entfernte Objekt im Weltraum, das mit bloßem Auge sichtbar ist. Das uns am nächsten gelegene galaktische Objekt. Eine riesige Galaxie, die in ein paar Milliarden Jahren mit der Milchstraße kollidieren und sie verschlucken wird. All diese Lorbeeren trägt die Galaxie Andromeda M31 – die erste entdeckte äußere Galaxie in und die am besten untersuchte.
Die Andromeda-Spiralgalaxie, früher bekannt als Andromeda-Nebel oder M31 (Nummer 31 im berühmten Messier-Katalog), ist die berühmteste der "Sterneninseln". Neben der allgemeinen Aufmerksamkeit, die für das nächste „nächst große coole“ Weltraumobjekt charakteristisch ist, zeichnet sich M31 auch durch seinen wissenschaftlichen Wert aus. Schließlich gibt es nur wenige Galaxien, in denen man Millionen einzelner Sterne sehen kann, wenn auch durch. Und noch weniger nähern sich uns mit einer Geschwindigkeit von etwa 110 km / s, wie es Andromeda tut.
Außerdem wurde vorerst das Bild unserer Heimat, der Milchstraße, von Andromeda „gezeichnet“. Unsere Galaxie, wenn auch kleiner, aber nicht viel leichter, und M31 wurde als "Spiegel" der Milchstraße wahrgenommen. Mit der Entwicklung der Astronomie, als die Wissenschaftler begannen, mehr zu sehen und zu verstehen, wurde der Mythos zerstreut. Es stellte sich heraus, dass Andromeda auch zu verschiedenen Unterklassen von Spiralgalaxien gehört und das Muster ihrer Arme ganz anders ist. Dennoch haben sie viele Gemeinsamkeiten – zum Beispiel die „Leidenschaft“ für die Absorption ihrer Zwerg-Satellitengalaxien. Auch ihre innere Struktur ist ähnlich.
Aber der Reihe nach. Um sich das Bild des Nachbarn von Andromeda besser vorstellen zu können, betrachten wir seine wichtigsten Details - und um uns nicht zu verirren, vergleichen wir sie mit den Parametern unserer eigenen Galaxie.
galaxie klasse
Die Andromeda-Galaxie ist nach der Hubble-Klassifikation eine typische Sb-Galaxie. Dies bedeutet, dass es wie eine Spirale aussieht, deren Linienhülsen gleichmäßig um die kugelförmige Ausbuchtung verteilt sind - der zentrale helle Teil der Galaxie voller heller alter Sterne. Die Milchstraße wird heute als SBbc-Galaxie – eine vergitterte Spiralgalaxie – wahrgenommen. Der Unterschied zwischen unserer "Sterneninsel" und M31 liegt genau im Jumper - dieser Teil bewegt sich von den Rändern der Ausbuchtung weg und verbindet ihn mit den Armen.
Sie können selbst sehen, was Wissenschaftler sehen. Das Bild unten besteht aus etwa 600 Millionen Pixeln und ist das größte und detaillierteste Bild von M31, das die gesamte Galaxie umfasst. Die Bildauflösung beträgt 48327 x 12185 Pixel und die Größe beträgt 717,2 MB. Am besten im Vollbildmodus ansehen!
Was stimmt, es gibt Hinweise darauf, dass Andromeda auch einen Jumper haben könnte. Den Beweis lieferte das Infrarot-Weltraumerkundungsprogramm 2MASS (aus dem Englischen „2 Micron All-Sky Survey“, „Erkundung des gesamten Himmels im [Licht]-Bereich von 2 Mikrometern“). Sie zeigte, dass die Ausbuchtung der Andromeda-Galaxie, die von Wolken vor allem außer Infrarotstrahlung verborgen ist, eine quadratische Form hat, die ausreicht, um als SB-Galaxie betrachtet zu werden.
Aber auch ohne die Brücke unterscheidet sich der Andromeda-Nebel von der Milchstraße. Die Arme seiner Spirale sind weiter voneinander entfernt als die unserer Galaxie. Und obwohl ihre Linien selten eine vollkommen gleichmäßige Form haben, sind einige der Arme in der M31-Galaxie stark verzerrt. Dies sind "Löcher" aus einer kleineren Galaxie, die durch die Scheibe von Andromeda geflogen ist. Solche Ereignisse sind für unseren Nachbarn keine Seltenheit – vor 10 Milliarden Jahren entstand er aus mehreren Protogalaxien und absorbierte während seiner Existenz mindestens drei seiner Satelliten.
Die Wissenschaft
Wissenschaftler konnten erstmals die genaue Entfernung messen zu unserer nächsten Galaxie. Diese Zwerggalaxie ist bekannt als Große Magellansche Wolke. Es befindet sich in einiger Entfernung von uns 163.000 Lichtjahre oder 49,97 Kiloparsec um genau zu sein.
Galaxy Große Magellansche Wolke schwebt langsam im Weltraum und umgeht unsere Galaxie die Milchstrasse herum wie Der Mond dreht sich um die Erde.
Riesige Gaswolken in der Region der Galaxie lösen sich langsam auf, was zur Bildung von neue Sterne, die mit ihrem Licht den interstellaren Raum erhellen und leuchtend bunte Weltraumlandschaften erschaffen. Diese Landschaften wurden von einem Weltraumteleskop fotografiert Hubble.
Kleine Galaxie Große Magellansche Wolke beinhaltet Tarantel-Nebel- die hellste Sternenwiege im All in unserer Nachbarschaft - Anzeichen für die Entstehung neuer Sterne.
Wissenschaftler konnten die Berechnungen durchführen, indem sie seltene, enge Sternpaare beobachteten, die als bekannt sind verdunkelnde Doppelsterne. Diese Sternpaare sind gravitativ miteinander verbunden, und wenn einer der Sterne den anderen überstrahlt, wie von einem Beobachter von der Erde aus gesehen, nimmt die Gesamthelligkeit des Systems ab.
Wenn Sie die Helligkeit der Sterne vergleichen, können Sie auf diese Weise mit unglaublicher Genauigkeit die exakte Entfernung zu ihnen berechnen.
Die Bestimmung der genauen Entfernung zu Weltraumobjekten ist sehr wichtig, um die Größe und das Alter unseres Universums zu verstehen. Wobei die Frage offen bleibt: wie groß ist unser universum Das kann noch kein Wissenschaftler mit Sicherheit sagen.
Nachdem es den Astronomen gelungen war, eine solche Genauigkeit bei der Bestimmung von Entfernungen im Weltraum zu erreichen, haben sie wird in der Lage sein, mit weiter entfernten Objekten umzugehen und schließlich in der Lage sein, die Größe des Universums zu berechnen.
Außerdem werden uns neue Funktionen ermöglichen, die Expansionsrate unseres Universums genauer zu bestimmen und genauer zu berechnen Hubble-Konstante. Dieses Verhältnis wurde nach benannt Edwin P. Hubble, ein amerikanischer Astronom, der 1929 bewies, dass unsere Das Universum dehnt sich seit Beginn seiner Existenz ständig aus..
Entfernung zwischen Galaxien
Die Große Magellansche Wolke ist die uns am nächsten gelegene Galaxie. Zwerggalaxie, aber eine große Galaxie - unser Nachbar wird betrachtet Andromeda-Spiralgalaxie, die sich in einer Entfernung von ca 2,52 Millionen Lichtjahre.
Die Entfernung zwischen unserer Galaxie und der Andromeda-Galaxie nimmt allmählich ab. Sie nähern sich einander mit einer Geschwindigkeit von ca 100-140 Kilometer pro Sekunde, obwohl sie sich sehr bald treffen werden, oder besser gesagt, durch 3-4 Milliarden Jahre.
Vielleicht wird der Nachthimmel in ein paar Milliarden Jahren für einen irdischen Beobachter so aussehen.
Die Abstände zwischen Galaxien sind also kann sehr unterschiedlich sein in verschiedenen Stadien der Zeit, da sie ständig in Dynamik sind.
Die Skala des Universums
Das sichtbare Universum hat unglaublicher Durchmesser, das sind Milliarden und vielleicht Zehnmilliarden Lichtjahre. Viele Objekte, die wir mit Teleskopen sehen können, sind nicht mehr da oder sehen ganz anders aus, weil das Licht vor ihnen unglaublich lang war.
Die vorgeschlagene Reihe von Abbildungen wird Ihnen helfen, sich zumindest allgemein vorzustellen die Größenordnung unseres Universums.
Das Sonnensystem mit seinen größten Objekten (Planeten und Zwergplaneten)
Sonne (Mitte) und nächste Sterne
Die Milchstraße zeigt die Gruppe von Sternensystemen, die dem Sonnensystem am nächsten sind
Eine Gruppe naher Galaxien, darunter mehr als 50 Galaxien, deren Zahl ständig zunimmt, da neue entdeckt werden.
Lokaler Superhaufen von Galaxien (Virgo Superhaufen). Größe - etwa 200 Millionen Lichtjahre
Gruppe von Superhaufen von Galaxien
Sichtbares Universum
Die Andromeda-Galaxie oder der Andromeda-Nebel (M31, NGC 224) ist eine Spiralgalaxie vom Sb-Typ. Diese große Galaxie, die der Milchstraße am nächsten liegt, befindet sich im Sternbild Andromeda und ist nach neuesten Daten in einer Entfernung von 772 Kiloparsec (2,52 Millionen Lichtjahre) von uns entfernt. Die Ebene der Galaxie ist in einem Winkel von 15° zu uns geneigt, ihre scheinbare Größe beträgt 3,2°, die scheinbare Helligkeit beträgt +3,4m.
Beobachtungsgeschichte
Die erste schriftliche Erwähnung der Andromeda-Galaxie findet sich im „Katalog der Fixsterne“ des persischen Astronomen As-Sufi (946), der sie als „kleine Wolke“ beschrieb. Die erste Beschreibung eines Objekts auf der Grundlage von Teleskopbeobachtungen erfolgte 1612 durch den deutschen Astronomen Simon Marius. Bei der Erstellung seines berühmten Katalogs hat Charles Messier ein Objekt unter der Definition von M31 eingegeben und die Entdeckung fälschlicherweise Marius zugeschrieben. 1785 bemerkte William Herschel einen schwachen roten Fleck in der Mitte von M31. Er glaubte, dass die Galaxie der nächste aller Nebel ist, und berechnete die Entfernung zu ihr (völlig falsch), was 2000 Entfernungen zwischen und Sirius entspricht.
1864 stellte William Huggins bei der Beobachtung des Spektrums von M31 fest, dass es sich von den Spektren von Gas- und Staubnebeln unterschied. Die Daten zeigten, dass M31 aus vielen einzelnen Sternen bestand. Auf dieser Grundlage schlug Huggins die stellare Natur des Objekts vor, was in den folgenden Jahren bestätigt wurde.
1885 explodierte die Supernova SN 1885A, in der astronomischen Literatur als S Andromedae bekannt, in der Galaxie. Für die gesamte Beobachtungsgeschichte ist dies bisher nur ein solches Ereignis, das in M31 aufgezeichnet wurde.
Die ersten Fotografien der Galaxie wurden 1887 vom walisischen Astronomen Isaac Roberts aufgenommen. Mit seinem eigenen kleinen Observatorium in Sussex fotografierte er M31 und bestimmte zum ersten Mal die Spiralstruktur des Objekts. Zu dieser Zeit wurde M31 jedoch noch als zu unserer Galaxie gehörend angesehen, und Roberts glaubte fälschlicherweise, dass es sich um ein anderes Sonnensystem mit sich bildenden Planeten handelt.
Die Radialgeschwindigkeit der Galaxie wurde 1912 vom amerikanischen Astronomen Westo Slifer bestimmt. Mittels Spektralanalyse berechnete er, dass sich M31 mit einer Geschwindigkeit auf die Sonne zubewegte, die für bekannte astronomische Objekte der damaligen Zeit unerhört war: etwa 300 km/s.
Experten des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics entdeckten nach der Analyse der Ergebnisse einer 10-jährigen Beobachtung von M31 mit dem Orbitalobservatorium Chandra, dass das Leuchten der Materie, die auf den Kern der Andromeda-Galaxie fiel, bis zum 6. Januar 2006 schwach war. als ein Blitz auftrat, der die Helligkeit von M31 im Röntgenbereich um das 100-fache erhöhte. Außerdem nahm die Helligkeit ab, blieb aber immer noch 10-mal stärker als vor 2006.
Allgemeine Charakteristiken
Die Andromeda-Galaxie gehört wie die Milchstraße zur Lokalen Gruppe und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 300 km/s auf k zu, gehört also zu den violettverschobenen Objekten. Nachdem die Richtung der Bewegung der Sonne entlang der Milchstraße bestimmt wurde, fanden Astronomen heraus, dass sich die Andromeda-Galaxie und unsere Galaxie mit einer Geschwindigkeit von 100-140 km/s nähern. Dementsprechend wird die Kollision zweier galaktischer Systeme ungefähr in 3-4 Milliarden Jahren stattfinden. In diesem Fall werden beide höchstwahrscheinlich zu einer großen Galaxie verschmelzen. Es ist möglich, dass unser Sonnensystem in diesem Fall durch starke Gravitationsstörungen in den intergalaktischen Raum geschleudert wird. Die Zerstörung der Sonne und der Planeten wird während dieses katastrophalen Prozesses höchstwahrscheinlich nicht stattfinden.
Struktur
Die Andromeda-Galaxie hat eine Masse von 1,5 Mal der Milchstraße und ist die größte in der Lokalen Gruppe: Basierend auf Daten, die mit dem Spitzer-Weltraumteleskop erhalten wurden, haben Astronomen herausgefunden, dass sie etwa eine Billion Sterne umfasst. Es hat mehrere Zwergsatelliten: M32, M110, NGC 185, NGC 147 und möglicherweise andere. Seine Länge beträgt 260.000 Lichtjahre, was 2,6-mal größer ist als die der Milchstraße.
Einige Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die Milchstraße mehr Dunkle Materie enthält und unsere Galaxie daher die massereichste in der Lokalen Gruppe sein könnte.
Kern
Im Kern von M31 gibt es, wie in vielen anderen Galaxien (einschließlich der Milchstraße), einen Kandidaten für supermassereiche Schwarze Löcher (SMBHs). Berechnungen haben gezeigt, dass seine Masse 140 Millionen Sonnenmassen übersteigt. Im Jahr 2005 entdeckte das Hubble-Weltraumteleskop eine mysteriöse Scheibe aus jungen blauen Sternen, die das NBS umgibt. Sie kreisen um ein relativistisches Objekt, genau wie die Planeten um die Sonne. Astronomen waren verwirrt darüber, wie sich eine solche ringförmige Scheibe so nahe an einem so massiven Objekt bilden konnte. Berechnungen zufolge sollten die ungeheuren Gezeitenkräfte des NBH Gas- und Staubwolken nicht zulassen, sich zu verdicken und neue Sterne zu bilden. Weitere Beobachtungen können Hinweise geben.
Die Entdeckung dieser Scheibe brachte ein weiteres Argument in die Schatzkammer der Theorie der Existenz von Schwarzen Löchern. Zum ersten Mal wurde blaues Licht im Kern von M31 von Astronomen bereits 1995 mit dem Hubble-Teleskop entdeckt. Drei Jahre später wurde das Licht mit einer Ansammlung blauer Sterne identifiziert. Und erst 2005 stellten Beobachter mithilfe eines an einem Teleskop montierten Spektrographen fest, dass der Haufen aus mehr als 400 Sternen besteht, die vor etwa 200 Millionen Jahren entstanden sind. Die Sterne sind in einer Scheibe von nur 1 Lichtjahr Durchmesser gruppiert. In der Mitte der Scheibe nisten ältere und kühlere rote Sterne, die zuvor von Hubble entdeckt wurden. Die Radialgeschwindigkeiten der Scheibensterne wurden berechnet. Dank des Gravitationseinflusses des NBH stellte sich heraus, dass es ein Rekordwert war: 1000 km / s (3,6 Millionen Kilometer pro Stunde). Mit dieser Geschwindigkeit können Sie in 40 Sekunden die Erde umrunden oder in sechs Minuten den Mond erreichen.
Neben dem SMBH und der Scheibe aus blauen Sternen gibt es noch weitere Objekte im Kern der Galaxie. 1993 wurde im Zentrum von M31 ein Doppelsternhaufen entdeckt, was die Astronomen überraschte, da die beiden Haufen in relativ kurzer Zeit zu einem verschmelzen: etwa 100.000 Jahre. Berechnungen zufolge hätte die Verschmelzung vor vielen Millionen Jahren stattfinden sollen, aber aus seltsamen Gründen geschah dies nicht. Scott Tremaine von der Princeton University schlug vor, dies zu erklären, indem er sagte, das Zentrum der Galaxie sei kein Doppelhaufen, sondern ein Ring alter roter Sterne. Dieser Ring kann wie zwei Cluster aussehen, da wir nur Sterne auf gegenüberliegenden Seiten des Rings sehen. Somit sollte sich dieser Ring in einer Entfernung von 5 Lichtjahren vom SMBH befinden und eine Scheibe aus jungen blauen Sternen umgeben. Der Ring und die Scheibe sind uns auf der gleichen Seite zugewandt, was auf ihre gegenseitige Abhängigkeit hindeuten kann. Bei der Untersuchung des M31-Zentrums mit dem XMM-Newton-Weltraumteleskop entdeckte ein Team europäischer Forscher 63 diskrete Röntgenquellen. Die meisten von ihnen (46 Objekte) wurden als massearme Röntgendoppelsterne identifiziert, während der Rest entweder Neutronensterne oder Kandidaten für Schwarze Löcher in Doppelsternsystemen sind.
Andere Objekte
Etwa 460 Kugelsternhaufen wurden in der Galaxie registriert. Der massereichste von ihnen – Mayall II, auch G1 genannt – hat eine Leuchtkraft, die größer ist als die aller Haufen in der Lokalen Gruppe, er ist sogar heller als Omega Centauri (der hellste Haufen in der Milchstraße). Er liegt etwa 130.000 Lichtjahre vom Zentrum der Andromeda-Galaxie entfernt und enthält mindestens 300.000 alte Sterne. Seine Struktur sowie Sterne, die zu verschiedenen Populationen gehören, deuten darauf hin, dass dies höchstwahrscheinlich der Kern einer alten Zwerggalaxie ist, die einst von M31 verschluckt wurde. Forschungsergebnissen zufolge befindet sich im Zentrum dieses Clusters ein mögliches Schwarzes Loch mit einer Masse von 20.000 Sonnen. Ähnliche Objekte existieren auch in anderen Clustern:
2005 entdeckten Astronomen im Halo von M31 eine völlig neue Art von Sternhaufen. Die drei neu entdeckten Sternhaufen enthalten Hunderttausende heller Sterne, fast so viele wie Kugelsternhaufen. Aber was sie von Kugelsternhaufen unterscheidet, ist, dass sie viel größer sind – mehrere hundert Lichtjahre im Durchmesser – und auch weniger massereich. Auch die Abstände zwischen den Sternen in ihnen sind viel größer. Vielleicht stellen sie eine Übergangsklasse von Systemen zwischen Kugelsternhaufen und Zwergkugeln dar.
Die Galaxie beherbergt den Stern PA-99-N2, der von einem Exoplaneten umkreist wird – dem ersten, der außerhalb der Milchstraße entdeckt wurde.
Beobachtungen
Die beste Zeit, um den Andromeda-Nebel zu beobachten, ist Herbst-Winter. In einem dunklen ländlichen Himmel kann das leuchtende, diffuse Oval M31 mit bloßem Auge neben ν und sogar von nicht sehr erfahrenen Beobachtern gesehen werden. Es ist das am weitesten entfernte Objekt, das von der Erde mit bloßem Auge sichtbar ist. Außerdem sehen wir es aufgrund der endlichen Lichtgeschwindigkeit so, wie es vor zweieinhalb Millionen Jahren war. Sagen wir, auf der Erde gab es vor 2,5 Millionen Jahren keine Vertreter der modernen menschlichen Spezies! Aber gleichzeitig dürfen wir nicht vergessen, dass es gemäß der Speziellen Relativitätstheorie keine Möglichkeit gibt zu wissen, wie diese Galaxie im „gegenwärtigen Moment“ aussieht, da das, was wir sehen, für uns der „gegenwärtige Moment“ ist.
Mit einem Fernglas ist die Galaxie sogar am beleuchteten Himmel von Großstädten sichtbar. Ihre Beobachtungen in Amateurteleskopen mittlerer Öffnung (150-200 mm) sind jedoch meist enttäuschend. Selbst bei bestem Himmel und in einer mondlosen Nacht erscheint die Galaxie nur als riesiges, leuchtendes Ellipsoid mit verschwommenen und zunehmend dunkleren Rändern und einem hellen Kern. Ein aufmerksamer Beobachter bemerkt einen Hinweis auf ein oder zwei umlaufende Staubbahnen am nordwestlichen (uns am nächsten gelegenen) Rand der Galaxie und eine kleine lokale Helligkeitszunahme im Südwesten (einer riesigen Sternentstehungsregion in der Nähe unseres Nachbarn). Keine weiteren Details, außer zwei Satelliten - kleine elliptische Galaxien M32 und M110, nichts wie bunte Fotografien und Illustrationen populärer Publikationen!
Leider sind dies die Merkmale der menschlichen Nachtsicht. Unsere Augen sind trotz ihrer phänomenalen Lichtempfindlichkeit nicht in der Lage, wie moderne Fotodetektoren, Licht während einer langen (manchmal Stunden!) Belichtung zu speichern. Zudem wird die Nachtempfindlichkeit unserer Augen unter anderem durch den Verzicht auf die Farberkennung erreicht – „Nachts sind alle Katzen grau!“ - und eine starke Abnahme der Sehschärfe. So stellt sich heraus, dass bei der Beobachtung diffuser Objekte im tiefen Weltraum nur undurchsichtige hellgraue Bilder auf einem dunkelgrauen Hintergrund sichtbar sind. Hinzu kommt die enorme Größe des M31, die seine Kontraste und Details zusätzlich verbirgt.
Ein Mann, der die Weiten des Weltraums beobachtete, korrelierte lange Zeit unsere Milchstraße mit dem Universum. Weder technische Fähigkeiten noch wissenschaftliche Ideen erlaubten uns zu verstehen, dass die Größe des Universums viel größer ist als die Größe einer einzelnen Galaxie. Erst als es uns gelang, in die Tiefen des Alls zu blicken, stellte sich heraus, dass unsere Milchstraße nur eine von hunderttausenden anderen Galaxien ist, die den endlosen Weltraum bevölkern.
Seit der Entstehung des Universums ist die Andromeda-Galaxie ein ständiger Begleiter der Milchstraße. Die Galaxie, die früher für den Andromeda-Nebel gehalten wurde, entpuppte sich als ein gigantischer Sternhaufen, der um ein Vielfaches größer ist als unsere eigene Galaxie.
Die ersten Informationen über die Andromeda-Galaxie
Sogar die alten Astronomen des Ostens, die den Nachthimmel betrachteten, bemerkten das Vorhandensein von Fixsternen darauf. In jenen fernen Jahren gab es noch keine technischen Möglichkeiten, solche Weltraumobjekte im Detail zu betrachten, was jedoch nicht daran hinderte, sie in eine eigene Klasse einzuteilen. Als den Astronomen optische Teleskope zur Verfügung standen, erschienen die ersten wissenschaftlichen Beschreibungen entfernter Objekte, die zuerst als Nebel identifiziert wurden. Einer von ihnen war eine Gruppe von Sternen im Sternbild Andromeda.
Die erste detaillierte Beschreibung von Andromeda wurde 1631 von dem Deutschen Simon Marius zusammengestellt. Der Wissenschaftler konnte dieses Objekt jedoch nicht richtig klassifizieren und schrieb ihm die Eigenschaften eines entfernten Einzelsterns zu. Im Laufe der Zeit wurde dieses Objekt, wie viele andere Objekte unbekannter Natur, in den Katalog von Charles Messier aufgenommen. Darin erhielten alle unbekannten Nebel und Sternhaufen ihre Nummern. Auch die Andromeda-Galaxie M31 erhielt ihre Nummer.
Eine weitere Untersuchung des Weltraumobjekts unter der Nummer M31 durch den englischen Astronomen William Herschel identifizierte es als den uns am nächsten liegenden Nebel. Der Engländer versuchte sogar, die ungefähre Entfernung dazu zu berechnen, aber diese Angaben erwiesen sich später als falsch. Erst im 19. Jahrhundert gelang es den Wissenschaftlern, mit detaillierten Studien und Forschungen zu beginnen. Es stellte sich heraus, dass sich das mysteriöse Objekt M31 im Sternbild Andromeda befindet, das im ersten Quadranten der nördlichen Hemisphäre beobachtet wird. Wenn Sie heute die Andromeda-Galaxie beobachten, ist der Stern des Andromeda-Sternbildes Mirach ein guter Leitfaden dafür.
In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wird völlig klar, dass es sich nicht um einen Gas- und Staubnebel handelt. Die ersten Daten zum Spektrum von M31 gaben Anlass zu der Annahme, dass dies ein riesiger Sternhaufen ist, der sich in großer Entfernung von uns befindet. Die stellare Natur des entdeckten Objekts wurde anschließend bestätigt. Im Jahr 1885 wurde ein Ort im Universum, an dem neue unerforschte Sterne entdeckt wurden, mit einem hellen Blitz erleuchtet. Es war eine Supernova, das bisher einzige helle astrophysikalische Ereignis in diesem Teil des Universums. Die Supernova-Explosion war der Anlass, die ersten Aufnahmen des M31-Objekts zu machen, das bis dahin als Teil unserer Milchstraße galt. Die Bilder zeigten deutlich die spiralförmige Struktur des Objekts, was Anlass gab, diese Formation fälschlicherweise für ein fernes Sternensystem zu halten.
In Zukunft suchten Wissenschaftler von der Erde aus nach Planeten, die sich um ein imaginäres Zentrum drehen. Diese Theorie hielt jedoch nicht lange an. Durch die Bemühungen des amerikanischen Astrophysikers Edwin Hubble war es möglich, die Struktur des Andromeda-Nebels zu untersuchen. Seiner Meinung nach war der Nebel zu weit von uns entfernt, weiter als es die Größe unserer Milchstraße zulässt. Angesichts dessen ging der amerikanische Wissenschaftler davon aus, dass wir es mit einer eigenen Galaxie zu tun haben.
Die Bestätigung seiner Theorie war die Geschwindigkeit des M31-Objekts, die 1912 von einem anderen Amerikaner, Westo Slifer, berechnet wurde. Es stellte sich heraus, dass sich der Sternhaufen im Sternbild Andromeda mit einer enormen Geschwindigkeit von 300 km pro Sekunde auf uns zubewegt. Diese Daten widersprachen eindeutig der stabilen Position, in der sich andere Weltraumobjekte unserer Galaxie befanden. Mit diesen Informationen schlug Edwin Hubble vor, alle von der Erde aus beobachteten Nebel in galaktische und extragalaktische Objekte zu unterteilen. Die Andromeda-Galaxie, ein Sternensystem, das unserer Milchstraße sehr ähnlich ist, wurde später dem letzteren Typ zugeordnet.
Seitdem ist der Begriff Andromeda-Nebel in die Geschichte eingegangen, und eine neue Galaxie hat die Szene betreten, die sich tatsächlich als das nächste extragalaktische Objekt für uns herausstellte.
Beschreibung der Andromeda-Galaxie
Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts rätselten Astrophysiker, wie die Galaxie neben uns beschaffen sei. Heute ist unser Nachbar im Universum das am besten untersuchte und am häufigsten beobachtete extragalaktische Objekt. Viele der Daten, die als Ergebnis langjähriger astronomischer Beobachtungen von Sternen in der Andromeda-Galaxie gewonnen wurden, haben es der wissenschaftlichen Gemeinschaft ermöglicht, die Natur des Universums außerhalb der Milchstraße zu studieren. Darüber hinaus ermöglichen uns eine solche Nähe und das Verhalten einer anderen Galaxie, eine Vorstellung von den laufenden Prozessen auf der Skala des Universums zu bekommen.
Alle bisher existierenden visuellen und fiktiven Darstellungen unserer Milchstraße basieren auf der imaginären Perspektive von Beobachtungen aus der Andromeda-Galaxie. Umgekehrt betrachteten Wissenschaftler die Nachbargalaxie als Spiegelbild unserer Sterneninsel. Das war bis vor kurzem, als Astrophysiker detailliertere Bilder von Andromeda bekamen. Trotz der äußerlichen Ähnlichkeit stellte sich heraus, dass unser Nachbar viel größer als die Milchstraße ist und sich in seiner Struktur deutlich unterscheidet.
Heute wissen wir Folgendes über die Andromeda-Galaxie:
- Galaxienklasse Sb;
- gehört zu einer lokalen Gruppe;
- gehört zur Gruppe der extragalaktischen Objekte mit Violettverschiebung;
- die Annäherungsgeschwindigkeit an die Milchstraße beträgt 140 km/s;
- die ungefähre Sternenzusammensetzung beträgt eine Billion Sterne;
- Der ungefähre Durchmesser der Galaxie beträgt 250.000 km. Lichtjahre, viermal so groß wie die Milchstraße;
- Es gibt vier bekannte Satelliten-Zwerggalaxien M32, M110, NGC185 und NGC.
Diese Eigenschaften ähneln auf den ersten Blick den verfügbaren Informationen über unsere Galaxie. Die rasante Geschwindigkeit, mit der sich unser Nachbar unserer Sterneninsel nähert, ist alarmierend. Vermutlich in 5 Milliarden Jahren wird die Milchstraße von der Andromeda-Galaxie absorbiert, ein neues extragalaktisches Objekt entsteht.
Was die Struktur von Andromeda betrifft, so handelt es sich um eine typische Spiralgalaxie, bei der die Arme gleichmäßig um das galaktische Zentrum - die Ausbuchtung - verteilt sind. Wie bei der Milchstraße besteht der zentrale Teil der Andromeda-Galaxie, der hellsten galaktischen Region, aus alten Sternen. Die Milchstraße gehört im Gegensatz zu ihrem Nachbarn zur Unterklasse SBbc – einer typischen Spiralgalaxie mit einem Balken in der Mitte. Andromeda fehlt dieses Detail, das den Hauptunterschied zwischen den benachbarten Sterneninseln darstellt. Nach neuesten Infrarotbildern könnte auch das Zentrum einer benachbarten Sterneninsel einen Balken haben. Bei Beobachtung mit optischen Instrumenten wird diese Region der Galaxie von einer Gas- und Staubwolke verdeckt.
Im Gegensatz zu den Armen der Milchstraße hat die Andromeda-Galaxie Spiralarme, die in größerem Abstand voneinander angeordnet sind. Einige von ihnen haben eine verzerrte, unregelmäßige Form. Auf den Ärmeln befinden sich zahlreiche dunkle Flecken, verursacht durch Kollisionen des Weltraummonsters mit Zwerggalaxien, die hin und wieder hindurchfliegen.
Hauptmerkmale der Andromeda-Galaxie
In der Größe haben die Gas- und Staub- und Sternscheibe von Andromeda eine etwas andere Konzentration als die unserer Galaxie. Dementsprechend unterscheidet sich auch der Maßstab unseres Nachbarn, der in Bezug auf die linearen Abmessungen und die Anzahl der Sterne eine riesige extragalaktische Formation ist. Es gibt auch große extragalaktische Objekte – Megagalaxien, in denen es 100 oder mehr Billionen Sterne gibt, aber vor diesem Hintergrund ist die Andromeda-Galaxie keineswegs ein kleines extragalaktisches Objekt.
Das hellste und auffälligste Merkmal einer uns benachbarten Galaxie ist die Größe ihrer Scheibe. M31 hat einen Sternscheibendurchmesser von 200-250.000 Lichtjahren. In unserer Lokalgruppe nimmt Andromeda einen ehrenvollen ersten Platz ein. Auch in Bezug auf die Anzahl der Sterne übertrifft die Nachbargalaxie die Milchstraße. Außerdem ist es aufgrund der großen Entfernung von uns mit den derzeitigen technischen Möglichkeiten recht einfach, sie zu zählen. Bis heute ist eine Zahl von 1 Billion Sternen bekannt. Wissenschaftler lassen mehr Sterne in M31 zu, da ein Teil des Objekts von den Armen der Milchstraße blockiert wird, was eine genaue Zählung erschwert. Die M31-Karte, die kürzlich von Wissenschaftlern zusammengestellt wurde, spricht über die tatsächliche Größe unseres Nachbarn.
Die Milchstraße besteht ungefähr aus 400 Milliarden Sternen, aber diese Zahl kann groß sein, da die Milchstraße ihren Nachbarn in der Konzentration von Gas- und Staubwolken deutlich übertrifft. Mit anderen Worten, unsere Galaxie ist nicht so transparent wie andere extragalaktische Objekte.
In Bezug auf die Masse sind beide Galaxien ungefähr gleich - etwa 1-1,5 Billionen Massen unseres Sonnensterns. Eine solche Gleichheit wird durch die gleiche Menge an dunkler Materie erreicht, die beide Nachbarn im Überfluss haben. Die Masse einer Galaxie wird berechnet, indem die Massen sichtbarer Weltraumobjekte und die Menge an kosmischem Gas korreliert werden. Es ist nicht möglich, genaue Daten über die Größe der Nachbargalaxie zu ermitteln und ihre genaue Masse zu berechnen. Solche Berechnungen sind nur unter Verwendung der Gravitationsgesetze möglich, die im Universum gelten, aber dies wird Tausende von Jahren erfordern, die keine Generation von Erdbewohnern hat. Wenn man bedenkt, dass die Andromeda-Galaxie seit etwas mehr als 150 Jahren beobachtet wird, reichen die gewonnenen Daten für genaue Messungen eindeutig nicht aus.
Trotzdem machen Wissenschaftler Annahmen, bei denen die Bewegung der uns benachbarten Galaxie berechnet und die Art ihres Verhaltens bestimmt wird. Die Andromeda-Galaxie ist in ständiger Bewegung, wobei sich ihre Teile mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch den Weltraum bewegen. Näher am Zentrum drehen sich Himmelskörper mit einer Geschwindigkeit von 225 km/s um den Kern, aber an der Peripherie sinkt die Bewegungsgeschwindigkeit von Himmelskörpern und Gas um das Vierfache auf 40-50 km/s.
Die riesigen massereichen Sterne im Zentrum der Galaxie und ein supermassereiches Schwarzes Loch drehen all diesen stellaren Tanz – ein obligatorisches Attribut für alle Spiralgalaxien. Nach vorläufigen Daten beträgt die Masse dieses SMBH 140 Millionen Sonnenmassen. Das Schwarze Loch im Zentrum der Andromeda-Galaxie ist von einer Kette aus blauen Sternen umgeben. Sie alle kreisen um das Zentrum der Galaxie, wie die Planeten in unserem Sonnensystem. Darüber hinaus wurde bereits die Anwesenheit von 35 weiteren Schwarzen Löchern in der Sternscheibe von Andromeda entdeckt, die auf die eine oder andere Weise ihr Verhalten beeinflussen.
Neben solchen merkwürdigen Objekten gibt es im Zentrum von Andromeda noch andere Weltraumobjekte. 1993 gelang es Astrophysikern, einen doppelten Sternhaufen im Kern zu entdecken. Die Art des Verhaltens des Clusters legt nahe, dass diese Formationen in naher Zukunft (100.000 Jahre) zu einer verschmelzen werden. Im zentralen Teil wurden auch zahlreiche Röntgenquellen gefunden, bei denen es sich vermutlich um Weiße Zwerge handelt. Außerdem kreist eine Masse von Neutronensternen um den Kern der M31-Galaxie. Zusammengenommen deutet dies darauf hin, dass der zentrale Teil der Andromeda-Galaxie ein Gewirr wissenschaftlicher Kuriositäten ist, die von Wissenschaftlern noch aussortiert werden müssen.
Die Bewegung der Andromeda-Galaxie im Universum wird von 14 Zwerggalaxien begleitet, die ihre Satelliten sind. Bisher waren nur 4 Zwerggalaxien bekannt. Heute hat sich ihre Zahl fast vervierfacht. Wie viele von ihnen es seit der Entstehung der extragalaktischen Formation gegeben hat, ist unbekannt. Nach dem Verhalten von Andromeda zu urteilen, zeichnet sich unsere Nachbarin durch Gefräßigkeit aus und nimmt regelmäßig ihre Zwergnachbarn auf.
Abschließend
Antworten auf viele Fragen werden nicht bald gefunden werden, aber bereits jetzt haben wir eine Vorstellung davon, dass das gesamte Universum ein riesiger und großer Mechanismus ist. Die Andromeda-Galaxie existiert wie unsere Milchstraße nach denselben Gesetzen. Das bedeutet, dass in den weiten und grenzenlosen Weiten des Weltraums dieselbe Welt wie unsere existieren kann, die sehr weit entfernt oder im Gegenteil fast nah in einer benachbarten Galaxie sein kann.
Ob die menschliche Zivilisation bis zu diesem Punkt überleben wird, ist unbekannt. Schätzungen zufolge werden die beiden benachbarten Galaxien in 3-4 Milliarden Jahren kollidieren. Zu diesem Zeitpunkt wird die Sonne als riesiger roter Ball am Himmel hängen und sich in einen Roten Riesen verwandeln. Wahrscheinlich wird es zu diesem Zeitpunkt kein Leben mehr auf dem Planeten Erde geben, aber es ist möglich, dass Raumfahrzeuge bereits über große Entfernungen fliegen und benachbarte Galaxien studieren und erforschen können.
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