Která velká galaxie je nejblíže naší Mléčné dráze? Andromeda. Předpokládá se, že naše galaxie je mu velmi podobná. Společně ovládají Místní skupinu galaxií. Rozptýlené světlo z Andromedy je způsobeno stovkami miliard hvězd, které ji tvoří. Několik jednotlivých hvězd obklopujících Andromedu jsou ve skutečnosti hvězdy v naší galaxii. Je tak daleko, že světlu trvá asi 2 miliony let, než se k nám odtud dostane. A přesto se za 4 miliardy let naše galaxie srazí při velké kosmické katastrofě. Nový objev vědců však ukázal, že andromedské halo již naráží na halo naší galaxie. Vysvětlíme, proč je důležité toto halo studovat, co se Hubbleovi podařilo v tomto halu najít, co je známo o našem „vesmírném sousedovi“ a jak najít Andromedu na obloze.
Přečtěte si “Hitech” v
Co je známo o galaxii Andromeda?
Galaxie v Andromedě, známá také jako M31, je majestátní spirála tvořená přibližně 1 bilionem hvězd a velikostí srovnatelná s naší Mléčnou dráhou. Ve vzdálenosti 2,5 milionu světelných let je od nás tak blízko, že se galaxie jeví jako světelná skvrna ve tvaru doutníku vysoko na podzimní obloze. Kdyby bylo jeho plynné halo vidět pouhým okem, bylo by asi třikrát širší než Velká medvědice. To by byl největší rys noční oblohy. Andromeda je často nazývána galaxií M31 nebo mlhovinou, protože je to 31. objekt na Messierově seznamu difúzních nebeských objektů.
Co vědci zjistili?
V přelomové studii vědci pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu zmapovali obrovský plášť plynu – halo – který obklopuje galaxii v Andromedě. Vědci byli překvapeni zjištěním, že toto tenké, téměř neviditelné halo difúzního plazmatu sahá 1,3 milionu světelných let ven do galaxie – přibližně v polovině naší Mléčné dráhy – a 2 miliony světelných let v některých směrech. To znamená, že andromedské halo již naráží na halo naší galaxie.
Zjistili také, že halo má vrstvenou strukturu se dvěma hlavními vnořenými a oddělenými plynovými skořápkami. Toto je dosud nejkomplexnější studie halo obklopujícího galaxii. Čím blíže je andromedské halo pozorováno, tím lépe porozumíme jeho struktuře.
Tento obrázek ukazuje plynové halo galaxie Andromeda, pokud by bylo vidět pouhým okem. Majestátní spirální galaxie Andromeda, vzdálená 2,5 milionu světelných let, je od nás tak blízko, že se jeví jako doutníková skvrna světla vysoko na podzimní obloze. Kdyby bylo jeho plynné halo vidět pouhým okem, bylo by asi třikrát širší než Velká medvědice – zdaleka největší útvar na noční obloze.
Poděkování: NASA, ESA, J. DePasquale a E. Whitley (STScI) a Z. Levi (obrázek na pozadí)
„Pochopení obrovských plynových hal kolem galaxií je nesmírně důležité,“ vysvětlila spoluřešitelka Samantha Berek z Yale University v New Haven, Connecticut. „Tato zásobárna plynu obsahuje palivo pro budoucí tvorbu hvězd v galaxii a také zbytky po událostech, jako jsou supernovy. Je plná indicií o minulém a budoucím vývoji galaxie a konečně ji můžeme velmi podrobně studovat na našem nejbližším galaktickém sousedovi.“
“Zjistili jsme, že vnitřní obal, který se rozprostírá přes půl milionu světelných let, je mnohem složitější a dynamičtější,” vysvětlil vedoucí studie Nicholas Lehner z University of Notre Dame v Indianě. — Vnější plášť je hladší a teplejší. Tento rozdíl je pravděpodobně výsledkem aktivity supernovy v disku galaxie, která příměji ovlivňuje vnitřní halo.”
Známkou této aktivity je objev velkého množství těžkých prvků v plynovém halo Andromedy. Těžší prvky jsou vařeny v útrobách hvězd a poté vymrštěny do vesmíru – někdy násilně, když hvězda zemře. Halo je pak tímto materiálem kontaminováno z hvězdných explozí.
Projekt AMIGA a hledání kvasarů
V rámci programu nazvaného Project AMIGA (Andromeda Ionized Gas Absorption Map) studie zkoumala světlo 43 kvasarů – velmi vzdálených, zářivých jader aktivních galaxií poháněných černými dírami – nacházejících se daleko za Andromedou. Kvazary patří mezi nejjasnější vesmírné objekty ve vesmíru a představují jádra galaxií nacházející se daleko za Andromedou. Kvazary rozptýlené za halo jej „osvětlují“, což umožňuje vědcům tyto oblasti podrobně studovat.
Při pohledu přes halo na světlo z kvasarů tým pozoroval, jak bylo toto světlo absorbováno halo Andromedy a jak se tato absorpce lišila v různých oblastech. Obrovské halo Andromedy je vyrobeno z velmi vzácného a ionizovaného plynu, který nevyzařuje snadno detekovatelné záření. Proto je sledování absorpce světla ze zdroje pozadí nejlepším způsobem, jak tento materiál prozkoumat.
Tento obrázek ukazuje umístění 43 kvasarů, které vědci použili ke studiu plynového halo Andromedy. Tyto kvasary – velmi vzdálená, zářivá jádra aktivních galaxií poháněných černými dírami – jsou rozptýleny daleko za halo, což umožňuje vědcům studovat více oblastí. Při pohledu skrz obrovské halo na světlo z kvasarů tým pozoroval, jak bylo toto světlo absorbováno halem a jak se tato absorpce lišila v různých oblastech. Sledováním absorpce světla přicházejícího z kvasarů na pozadí mohou vědci zkoumat halo materiál.
Zdroje: NASA, ESA a E. Whitley (STScI)
Výzkumníci použili jedinečnou schopnost Hubbleova spektrografu kosmického původu (COS) ke studiu ultrafialového světla z kvasarů. Ultrafialové světlo je absorbováno zemskou atmosférou, což znemožňuje pozorování pozemskými dalekohledy. Tým použil COS k detekci ionizovaného plynu vyrobeného z uhlíku, křemíku a kyslíku. Atom se ionizuje, když ho záření zbaví jednoho nebo více elektronů.
Jak bylo svatozář Andromedy zkoumáno dříve a proč je tak obtížné?
Lehnerův tým již dříve studoval svatozář Andromedy. V roce 2015 zjistili, že svatozář Andromedy je velká a masivní. Ale vědci měli jen málo tušení o jeho složitosti; nyní byl podrobněji zmapován, což vedlo k přesnějšímu určení jeho velikosti a hmotnosti.
Dříve bylo v okruhu 1 milionu světelných let od galaxie velmi málo informací – pouze šest kvasarů. Nyní mají vědci více informací o vnitřní oblasti andromedského halo.
Protože žijeme uvnitř Mléčné dráhy, vědci mají potíže s interpretací halo signatury naší vlastní galaxie. Domnívají se však, že svatozáře Andromedy a Mléčné dráhy by měly být velmi podobné, protože tyto dvě galaxie jsou si také velmi podobné. Tyto dvě galaxie jsou na srážkové dráze a asi za 4 miliardy let se spojí a vytvoří obří eliptickou galaxii.
Vědci studovali plynová hala vzdálenějších galaxií, ale tyto galaxie jsou na obloze mnohem menší, což znamená, že počet kvasarů na pozadí dostatečně jasných na to, aby prozkoumala jejich hala, je obvykle pouze jeden na galaxii. Prostorová informace se tedy v podstatě ztrácí. Vzhledem ke své blízkosti k Zemi se plynové halo Andromedy rýsuje na obloze velké, což umožňuje mnohem rozsáhlejší odběr vzorků.
Proč je studium Andromedy tak důležité?
Experiment na nalezení a studium kvasarů za Andromedou je skutečně jedinečný, protože pouze s touto galaxií máme informace o jejím halo nejen z jedné nebo dvou linií pohledu, ale z více než 40. Jedná se o inovativní přístup k zobrazení složitosti galaxie. halo galaxie mimo Mléčnou dráhu.
Ve skutečnosti je Andromeda jedinou galaxií ve vesmíru, pro kterou lze tento experiment nyní provést a pouze s Hubbleem. Pouze s pomocí budoucího vesmírného dalekohledu citlivého na ultrafialové záření budou vědci schopni rutinně provádět tento typ experimentu za hranicemi asi 30 galaxií, které tvoří Místní skupinu.
“Projekt AMIGA nám také umožnil nahlédnout do budoucnosti,” uzavřel Lehner.
Jak pozorovat Andromedu a jak se nyní studuje?
M31 se nachází v souhvězdí Andromedy a nejlépe ji lze pozorovat v listopadu. Galaxie má zdánlivou velikost 3,1, díky čemuž je viditelná pouhým okem i v oblastech s mírným světelným znečištěním. Protože jde o velmi snadno pozorovatelný útvar na noční obloze, nelze říci, kdo objevil galaxii v Andromedě. Nicméně v “Kniha stálých hvězd” 964 od perského astronoma Abda ar-Rahmana al-Sufiho obsahuje první známou zprávu o tomto objektu.
Tato hvězdná mapa pro M31 je pohled ze středních severních zeměpisných šířek pro daný měsíc a čas.
Autoři: NASA, ESA, J. Dalcanton, B. F. Williams a L. S. Johnson (University of Washington), PHAT Group a R. Gendler
Tento snímek našeho nejbližšího velkého galaktického souseda M31 se skládá ze 7 398 snímků pořízených ze 411 samostatných zarovnání dalekohledů, což z něj dělá dosud největší mozaiku z HST. 1,5 miliardy pixelů v mozaice ukazuje více než 100 milionů hvězd a tisíce hvězdokup zasazených do části palačinkového disku M31, známého také jako galaxie v Andromedě. Přestože je galaxie vzdálená více než 2 miliony světelných let, Hubble je dostatečně výkonný, aby oddělil jednotlivé hvězdy v této části disku o délce 61 000 světelných let. Je to jako fotit pláž a třídit jednotlivá zrnka písku.
Hubble sleduje těsně nahromaděné hvězdy vycházející z vnitřního středu galaxie (vlevo). Panoráma, která se vynořuje z této centrální galaktické boule, se rozprostírá přes pruhy hvězd a prachu až k jemnějšímu vnějšímu disku. Chladnější, nažloutlé hvězdy dominují středu galaxie v levém dolním rohu. Modrý prstencový útvar, který se táhne z levé horní části do pravé dolní části, je spirální rameno s četnými shluky mladých modrých hvězd a oblastí tvorby hvězd. Tmavé siluety sledují složité struktury prachu.
Tento snímek z HST zabírá 7 900 světelných let a ukazuje hustě osídlenou centrální oblast M31. Jasná oblast napravo od středu je skupina hvězd umístěná kolem černé díry galaxie. Modré tečky rozptýlené po celém snímku jsou ultramodré hvězdy, které předčasně shodily své vnější vrstvy materiálu a odhalily tak extrémně horká jádra.
Sezóna začíná pozorováním nejvzdálenějšího objektu na hvězdné obloze, který lze spatřit pouhým okem: galaxie Andromeda (Messier 31). Tato spirální galaxie je nejbližším velkým sousedem naší rodné Mléčné dráhy. Nachází se ve vzdálenosti 2,5 milionu světelných let od Slunce, to znamená, že světlo jeho hvězd k nám během této doby dopadá. A pokud se na nás v této galaxii dívají mimozemští astronomové, vidí sluneční soustavu takovou, jaká byla před 2,5 miliony let!
Obsah
Kde se nachází galaxie Andromeda?
V polovině září ve 9 hodin místního času se galaxie Andromeda nachází těsně pod střední oblohou ve směru východ-severovýchod (později vystoupí výše). Chcete-li ji najít, nejprve určete polohu hvězdy Mirakh. Je to druhá hvězda nalevo od Alpheratz, která označuje východní roh Velkého náměstí Pegasus. Dále hledejte slabší hvězdu zářící pár prstů nad Mirach. Galaxie Andromeda bude vyšší o stejnou vzdálenost. Další způsob, jak určit polohu galaxie v Andromedě: Najděte tři hvězdy, které tvoří pravé „V“ souhvězdí Cassiopeia ve tvaru písmene W. Tyto hvězdy tvoří šipku, která ukazuje přímo ke galaxii M31.
Jak vidět galaxii Andromeda pouhým okem?
Pouhým okem můžete vidět matnou, rozmazanou skvrnu na tmavé obloze táhnoucí se zleva doprava. Zkuste svůj pohled nasměrovat mírně od galaxie a bude jasnější – efekt periferního vidění v akci! Galaxie zabírá plochu oblohy šestkrát větší, než je průměr Měsíce v úplňku, ale obvykle vidíme pouze její jasné jádro a halo, které ji obklopuje. Galaxii je docela snadné vidět dalekohledem.
Jak pozorovat galaxii v Andromedě dalekohledem?
Vzhledem k tomu, že dalekohledy mají příliš úzké zorné pole na to, aby pokryly celou galaxii, budete moci vidět pouze jasné jádro Andromedy. Při pozorování M31 dalekohledem se pokuste najít vedle ní malé slabé eliptické galaxie: M31 a M110. M32 je blíže k jádru Andromedy a nachází se vpravo dole. M110 je nad jádrem a o něco dále. M32 je vzdálená 2,49 milionu světelných let, což je ještě blíže k Mléčné dráze než galaxie v Andromedě; a M110 se nachází 200,000 XNUMX světelných let dále od nás. Při hledání buďte opatrní: většina teleskopů převrací nebo zrcadlí objekty.
Jak najít galaxii Andromeda pomocí astronomických aplikací?
Nejjednodušší způsob, jak najít galaxii v Andromedě, je použít aplikaci pro astronomii. Najdete ji například v aplikaci Sky Tonight:
- Klikněte na ikonu lupy v levém dolním rohu hlavní obrazovky.
- Začněte do vyhledávacího pole psát „Andromeda Galaxy“.
- Kliknutím na příslušný výsledek si zobrazíte podrobné informace o galaxii.
- Klikněte na modrou ikonu cíle v pravém dolním rohu obrazovky – aplikace zobrazí polohu galaxie Andromeda.
- Klikněte na modrou ikonu kompasu v levém dolním rohu a posuňte svůj smartphone ve směru, kterým ukazuje bílá šipka. To vám pomůže zjistit, kde se na vaší obloze nachází galaxie Andromeda.
Galaxie Triangulum (M33) je dalším Messierovým objektem, který lze v září pozorovat
Další velká galaxie, Messier 33 v souhvězdí Trojúhelníku, se nachází 2,75 milionu světelných let daleko. Velmi bystrí pozorovatelé ji mohou občas spatřit na tmavé obloze. Pozorování této galaxie je obtížnější, protože nám leží téměř naplocho a její světlo se šíří po velké ploše oblohy (rovné 1,5násobku průměru Měsíce v úplňku), takže celkově působí slabší. Nachází se přibližně na šířku pěsti pod M31 a na šířku dlaně pod hvězdou Mirakh. Fotografie a hvězdné mapy zobrazující obě galaxie naleznete zde.
O autorovi: Chris Vaughan (aka Astrogeoguy) je oceněný astronom a vědec z kanadského Toronta. Je členem Královské astronomické společnosti Kanady a operátorem 74palcového dalekohledu na observatoři AC. David Dunlap. Chris píše pro časopis SkyNews a Space.com a každý týden přispívá na svůj vlastní blog Astronomy Skylights, který čte celý svět.
