ANDROMEDA: ENTDECKUNG, HERKUNFT, EIGENSCHAFTEN, STRUKTUR - ARTE - 2025

Andromeda ist eine Galaxie, die aus einem Konglomerat von Sternensystemen, Staub und Gas besteht, die alle der Schwerkraft ausgesetzt sind. Es befindet sich 2,5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und ist das einzige mit bloßem Auge sichtbare Objekt, das nicht zur Milchstraße gehört.

Die erste Aufzeichnung der Galaxie stammt aus dem Jahr 961, als der persische Astronom Al-Sufi sie als kleine Trübung im Sternbild Andromeda beschrieb. Höchstwahrscheinlich haben es auch andere alte Völker geschafft, dies zu erkennen.

Abbildung 1. Die Andromeda-Galaxie, ähnlich der Milchstraße, im ultravioletten Licht. Quelle: Wikimedia Commons.

Später nannten es die Astronomen, die Galileo folgten, mit dem Teleskop einfach "Nebel". Mitte des 19. Jahrhunderts hatte das stärkste Teleskop einen Durchmesser von 72 Zoll und wurde vom irischen Astronomen William Parsons gebaut, der die merkwürdige Spiralstruktur einiger Nebel direkt beobachtete.

1924 erkannte der Astronom Edwin Hubble, dass der Andromeda-Spiralnebel nicht Teil der Milchstraße war. Dafür nutzte er die Eigenschaften der Cepheiden, einer Klasse von Sternen, deren Helligkeit sich regelmäßig ändert.

Die Größe und Temperatur der Cepheiden nimmt zu und ab, wobei die Leuchtkraft mit ihrer Periode sehr genau in Beziehung gesetzt wird. Auf diese Weise konnte Hubble eine Entfernungsskala für das Universum erstellen und die Entfernung zwischen Andromeda und der Milchstraße abschätzen. Dies bestätigte, dass der Nebel tatsächlich eine unabhängige Galaxie war und das Universum ein viel größerer Ort, als sie gedacht hatten.

Andromeda Funktionen

Andromeda ist eine Spiralgalaxie, deren Form der unserer Milchstraße ähnelt. Es hat die Form einer flachen Scheibe mit einer Ausbuchtung in der Mitte und mehreren Spiralarmen. Nicht alle Galaxien haben dieses Design.

Hubble, der Hunderte von ihnen beobachtet hatte, klassifizierte sie in seinem berühmten Stimmgabeldiagramm oder seiner Hubble-Sequenz, die bis heute verwendet wird, in elliptische (E), linsenförmige (L) und spiralförmige (S).

Abbildung 2. Die Hubble-Stimmgabel. Quelle: Wikimedia Commons.

Spiralgalaxien werden wiederum in zwei Gruppen unterteilt, die mit einem zentralen Balken und die ohne.

Der gegenwärtige Konsens ist, dass unsere Milchstraße eine vergitterte Spiralgalaxie Sb ist, obwohl wir sie von außen nicht sehen können, aber Andromeda ist eine einfache oder nicht gesperrte Spiralgalaxie Sb, die wir von hier aus fast am Rande sehen.

Die wichtigsten Daten von Andromeda sind:

-Es hat einen doppelten Kern (siehe Abschnitt Struktur unten)

-Ihre Abmessungen sind vergleichbar mit der Milchstraße. Andromeda ist nur geringfügig größer, aber die Milchstraße ist massiver und hat mehr dunkle Materie.

-Andromeda hat mehrere Satellitengalaxien, mit denen es gravitativ interagiert: die elliptischen Zwerggalaxien: M32 und M110 und die kleine Spiralgalaxie M33.

-Ihr Durchmesser beträgt 220 Tausend Lichtjahre.

-Es ist ungefähr doppelt so hell wie die Milchstraße, mit 1 Milliarde Sternen.

- Nahezu 3% der von Andromeda emittierten Energie befindet sich im Infrarotbereich, während dieser Prozentsatz für die Milchstraße 50% beträgt. Normalerweise hängt dieser Wert mit der Sternentstehungsrate zusammen, daher ist er in der Milchstraße hoch und in Andromeda niedriger.

Wie sieht man Andromeda?

Der Messier-Katalog, eine Liste von 110 astronomischen Objekten aus dem Jahr 1774, nennt die im gleichnamigen Sternbild sichtbare Andromeda-Galaxie als Objekt M31.

Der NGC-Katalog (New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars) nennt es seinerseits NGC 224.

Diese Bezeichnungen sind eine gute Idee, wenn Sie die Galaxie auf Himmelskarten finden, da sie in vielen astronomischen Anwendungen für Computer und Telefone verwendet werden.

Um Andromeda zu visualisieren, ist es zweckmäßig, zuerst das Sternbild Cassiopea zu lokalisieren, das eine sehr charakteristische Form in Form des Buchstabens W oder M hat, je nachdem, wie Sie es sehen.

Cassiopea ist am Himmel sehr leicht zu visualisieren und die Andromeda-Galaxie befindet sich zwischen ihr und dem eigentlichen Sternbild Andromeda, wie in diesem Diagramm dargestellt:

Abbildung 3. Detail der Himmelskarte zur Lokalisierung der Andromeda-Galaxie. Quelle: F. Zapata.

Denken Sie daran, dass der Himmel sehr dunkel und ohne künstliches Licht in der Nähe sein muss, um die Galaxie mit bloßem Auge zu sehen.

Es ist jedoch möglich, die Galaxie in einer klaren Nacht sogar von einer besiedelten Stadt aus zu sehen, aber zumindest immer mit Hilfe eines Fernglases. Unter diesen Umständen wird an der angegebenen Stelle ein kleines weißliches Oval unterschieden.

Mit einem Teleskop können viele weitere Details der Galaxie unterschieden werden und zwei ihrer kleinen Begleitgalaxien können ebenfalls lokalisiert werden.

Die am besten geeigneten Jahreszeiten für die Anzeige sind:

- Nordhalbkugel : Obwohl es das ganze Jahr über weniger sichtbar ist, sind die optimalen Monate August und September.

- Südliche Hemisphäre : zwischen Oktober und Dezember.

Schließlich ist es ratsam, während des Neumondes zu beobachten, damit der Himmel sehr dunkel ist, und angemessene Kleidung für die Jahreszeit zu tragen.

Die lokale Gruppe von Galaxien

Sowohl die Andromeda-Galaxie als auch die Milchstraße selbst gehören zur lokalen Galaxiengruppe, die insgesamt 40 Galaxien gruppiert. Die Milchstraße, Andromeda und die Dreiecksgalaxie sind die größten Mitglieder dieser Gruppe.

Der Rest besteht aus Zwerggalaxien vom elliptischen, spiralförmigen oder unregelmäßigen Typ, zu denen die Magellanschen Wolken gehören.

Struktur

Die Struktur von Andromeda ist im Grunde die gleiche wie die aller Spiralgalaxien:

Figure 4. Struktur einer typischen Spiralgalaxie. Quelle: Universität von Manitoba.

- Ein Kern, in dem sich ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet.

-Die Glühbirne, die den Kern umgibt und voller Sterne ist, hat sich weiterentwickelt.

-Eine Scheibe aus interstellarem Material.

-Der Lichthof, eine riesige diffuse Kugel, die die bereits genannten Strukturen umgibt und mit dem Lichthof der benachbarten Milchstraße verwechselt wird.

Ursprung und Entwicklung Wie ist Andromeda entstanden?

Die Galaxien haben ihren Ursprung in den Protogalaxien oder Urgaswolken, die sich relativ kurz nach dem Urknall, der großen Explosion, die das Universum hervorbrachte, organisierten.

Während des Urknalls wurden die leichteren Elemente Wasserstoff und Helium gebildet. Auf diese Weise bestanden die ersten Protogalaxien notwendigerweise aus diesen Elementen.

Anfangs war die Angelegenheit homogen verteilt, aber in einigen Punkten sammelte sie sich etwas mehr als in anderen. An Orten, an denen die Dichte höher war, trat die Schwerkraft ein und ließ mehr Materie ansammeln. Im Laufe der Zeit führte die Gravitationskontraktion zu Protogalaxien.

Andromeda könnte das Ergebnis der Fusion mehrerer Protogalaxien sein, die vor etwa 10 Milliarden Jahren stattgefunden haben.

Unter Berücksichtigung des geschätzten Alters des Universums von 13,7 Milliarden Jahren bildete sich Andromeda kurz nach dem Urknall, genau wie die Milchstraße.

Andromeda hat im Laufe seines Bestehens andere Protogalaxien und Galaxien absorbiert, was dazu beigetragen hat, dass es seine derzeitige Form erhielt. Auch seine Sternentstehungsrate hat sich während dieser Zeit verändert, da während dieser Ansätze die Sternentstehungsrate zunimmt.

Obwohl bekannt ist, dass sich das Universum ausdehnt, nähert sich die Andromeda-Galaxie derzeit schnell der Milchstraße mit einer Geschwindigkeit von 300 km / s, so dass in ferner Zukunft eine "Kollision" zwischen den beiden oder mindestens einem Ansatz erwartet wird. so dass beide stark deformiert sind.

Solche Ereignisse sind nicht ungewöhnlich und angesichts der großen Entfernung zwischen den Sternen nicht unbedingt gewalttätig oder zerstörerisch.

Wenn die kollidierenden Galaxien gleich groß sind, verlieren sie wahrscheinlich ihre Form und bilden eine elliptische Galaxie oder eine unregelmäßige Galaxie. Wenn einer kleiner ist, behält der größere seine Form durch Absorption bei oder erfährt eine mehr oder weniger merkliche Verformung.

Cepheiden und astronomische Entfernungen

Edwin Hubble benutzte die Cepheiden, um die Entfernung zu Andromeda zu bestimmen und um zu zeigen, dass es sich um eine Galaxie außerhalb der Milchstraße handelte.

Cepheiden sind extrem helle Sterne, viel heller als die Sonne, so dass sie auch von weitem gesehen werden können. Polaris, der Polstern, ist ein Beispiel für eine Cepheid.

Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie periodischen Ausdehnungen und Kontraktionen unterliegen, bei denen ihre Helligkeit in regelmäßigen Abständen zunimmt und abnimmt. Deshalb werden sie als pulsierende Sterne bezeichnet.

Die Astronomin Henrietta Leavitt (1868–1921) stellte fest, dass jede Cepheide mit derselben Periode T dieselbe Helligkeit oder intrinsische Größe Mv hat, gemäß der folgenden Gleichung:

Mv = -1,43 - 2,81 log T.

Dies gilt für jede Cepheid, egal wie weit sie entfernt ist. Wenn Sie eine Cepheid in einer entfernten Galaxie identifizieren, zeigt die Untersuchung ihrer Periode auch ihre Größe, da es zuvor kalibrierte Größen-Perioden-Kurven gibt.

Jetzt hat jede Lichtquelle eine innere Größe und eine scheinbare Größe.

Wenn zwei gleich helle Lichter nachts in einiger Entfernung gesehen werden, haben sie möglicherweise beide die gleiche Eigenhelligkeit, aber eine der Quellen ist möglicherweise auch weniger hell und näher und sieht daher gleich aus.

Die intrinsische Größe eines Sterns hängt mit seiner Leuchtkraft zusammen: Es ist klar, dass die Leuchtkraft umso größer ist, je größer die Größe ist. Der Unterschied zwischen der scheinbaren und der intrinsischen Größe hängt wiederum mit dem Abstand zur Quelle zusammen.

Beziehung zwischen Größe und Entfernung

Astronomen verwenden die folgende Gleichung, die die drei genannten Variablen in Beziehung setzt. intrinsische Größe, scheinbare Größe und Entfernung:

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

Dabei ist m _v die scheinbare Größe, M _v die absolute Größe und d die Entfernung, in der sich die Lichtquelle befindet (in Parsec *), in diesem Fall der Stern.

Auf diese Weise fand Hubble Cepheiden im Andromeda-Nebel mit sehr geringen Größen, was bedeutet, dass sie sehr weit entfernt waren.

Die Entfernung zwischen uns und Andromeda, die Hubble mit dieser Methode bestimmte, betrug 285 Kiloparsec, etwas mehr als 929.000 Lichtjahre. Der derzeit akzeptierte Wert beträgt 2,5 Millionen Lichtjahre, etwas mehr als das Doppelte des von Hubble geschätzten Wertes.

Es stellte sich heraus, dass es zu der Zeit, als Hubble seine Schätzung machte, unbekannt war, dass es zwei Klassen von Cepheiden gab, und so unterschätzte er die Entfernung. Trotzdem gelang es ihm zu beweisen, dass es so groß war, dass Andromeda definitiv nicht Teil der Milchstraße war.

* 1 Parsec = 3,26 Lichtjahre.

Verweise

1. Taylor, N. Die Andromeda-Galaxie (M31): Ort, Eigenschaften und Bilder. Wiederhergestellt von: space.com.
2. Manitoba Universität. Forschungsprojekt 1: Spiralgalaxien. Wiederhergestellt von: physics.umanitoba.ca.
3. Pasachoff, J. 2007. Der Kosmos: Astronomie im neuen Jahrtausend. Dritte Edition. Thomson-Brooks / Cole.
4. Seeds, M. 2011. Grundlagen der Astronomie. Siebte Ausgabe. Lernen einbinden.
5. Wikipedia. Andromeda-Galaxie. Wiederhergestellt von: es.wikipedia.org.