- Característiques d'Andròmeda
- Com veure a Andròmeda?
- El Grup Local de galàxies
- estructura
- Origen i evolució Com es va originar Andròmeda?
- Les cefeides i les distàncies astronòmiques
- Relació entre la magnitud i la distància
- referències
Andròmeda és una galàxia formada per un conglomerat de sistemes estel·lars, pols i gas, tot subjecte a la força de gravetat. Es troba a 2,5 milions d'anys llum de distància de la Terra i és l'únic objecte visible a simple vista que no pertany a la Via Làctia.
El primer registre de la galàxia data de l'961, quan l'astrònom persa Al-Sufi la va descriure com una petita nuvolositat en la constel·lació d'Andròmeda. El més segur és que altres pobles de l'antiguitat aconseguissin reconèixer-la igualment.
Figura 1. La galàxia Andròmeda, semblant a la Via Làctia, vista en llum ultraviolada. Font: Wikimedia Commons.
Més tard i comptant amb el telescopi, els astrònoms que van seguir a Galileu la van cridar simplement "nebulosa". A mitjan el segle XIX, el telescopi més poderós era de 72 polzades de diàmetre i va ser construït per l'astrònom irlandès William Parsons, qui va observar directament la curiosa estructura espiral d'algunes nebuloses.
Va ser en 1924 quan astrònom Edwin Hubble es va adonar que la nebulosa espiral d'Andròmeda no formava part de la Via Làctia. Per això es va valer de les propietats de les cefeides, una classe d'estrelles la lluentor varia periòdicament de manera regular.
La mida i la temperatura de les cefeides augmenta i disminueix, relacionant d'una manera molt precisa la lluminositat amb el seu període. D'aquesta manera, Hubble va aconseguir establir una escala de distàncies per a l'univers i estimar la distància entre Andròmeda i la Via Làctia. Així va confirmar que la nebulosa era, en realitat, una galàxia independent i l'univers un lloc molt més gran del que havien imaginat.
Característiques d'Andròmeda
Andròmeda és una galàxia en espiral la forma és semblant a la de la nostra Via Làctia. Té forma de disc pla, amb una inflor al centre i diversos braços en espiral. No totes les galàxies tenen aquest disseny.
Hubble, que havia observat centenars d'elles, les va classificar en el·líptiques (I), lenticulars (L) i espirals (S), en el seu famós diagrama de diapasó o seqüència de Hubble que encara es fa servir.
Figura 2. El diapasó de Hubble. Font: Wikimedia Commons.
Al seu torn les galàxies en espiral es distingeixen en dos grups, les que posseeixen una barra central i les que no.
El consens actual és que la nostra Via Làctia és una galàxia espiral barrada SBB, encara que no podem veure-la des de fora, però Andròmeda és una galàxia espiral simple o no barrada Sb, a la qual veiem gairebé de cant des d'aquí.
Les dades més significatives d'Andròmeda són:
-Té un nucli doble (veure l'apartat d'Estructura més endavant)
-Els seus dimensions són comparables a la Via Làctia. Andròmeda és tot just una mica més gran en extensió però la Via Làctia és més massiva, amb més matèria fosca.
-Andrómeda posseeix diverses galàxies satèl·lits, amb les quals interacciona gravitatòriament: les galàxies el·líptiques nanes: M32 i M110 i la petita galàxia espiral M33.
-La seva diàmetre és de 220 mil anys llum.
-És aproximadament el doble de brillant que la Via Làctia, amb 1 bilió d'estrelles.
-A prop de el 3% de l'energia emesa per Andròmeda està a la regió de l'infraroig, en canvi per a la Via Làctia aquest percentatge és de l'50%. Usualment aquest valor està relacionat amb la taxa de formació estel·lar, per tant en la Via Làctia és alt i en Andròmeda és menor.
Com veure a Andròmeda?
El catàleg Messier, una llista de 110 objectes astronòmics que data de 1774, nomena la galàxia d'Andròmeda, visible a la constel·lació de el mateix nom, com l'objecte M31.
Per la seva banda el catàleg NGC (New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars) la flama NGC 224.
És convenient recordar aquestes designacions per trobar la galàxia en els mapes celestes, ja que s'utilitzen en nombrosos aplicacions astronòmiques per ordinador i telèfon.
Per visualitzar a Andròmeda, convé situar en primer lloc a la constel·lació de Cassiopea, la qual té una forma molt característica en forma de lletra W o M, segons es vegi.
Cassiopea és molt fàcil de visualitzar en el cel i la galàxia d'Andròmeda està entre aquesta i la constel·lació d'Andròmeda pròpiament dita, com es veu en aquest diagrama:
Figura 3. Detall de mapa celeste per ubicar la galàxia Andròmeda. Font: F. Zapata.
Cal tenir present que per veure la galàxia a simple vista el cel ha d'estar ben fosc i sense llums artificials a les rodalies.
No obstant això, és possible veure la galàxia encara des d'una ciutat poblada en una nit nítida, però sempre amb ajuda de prismàtics, almenys. Sota aquestes circumstàncies es distingeix un petit oval blanquinós al lloc indicat.
Amb un telescopi es distingeixen molts més detalls de la galàxia i també es poden situar a dues de les seves petites galàxies acompanyants.
Els moments de l'any més apropiats per a mostrar són:
- Hemisferi nord: encara que està visible més menys durant tot l'any, els mesos òptims són agost i setembre.
- Hemisferi sud: entre octubre i desembre.
Finalment, és aconsellable realitzar l'observació durant la lluna nova, de manera que el cel estigui ben fosc, així com portar roba adequada per a l'estació.
El Grup Local de galàxies
Tant la galàxia d'Andròmeda com la pròpia Via Làctia pertanyen a el Grup Local de galàxies, que agrupa un total de 40 galàxies. La Via Làctia, Andròmeda i la galàxia de l'Triangle són els membres majors d'aquest grup.
La resta està conformat per galàxies nanes de tipus el·líptic, espiral o irregular que inclouen als Núvols de Magallanes.
estructura
L'estructura d'Andròmeda és bàsicament la mateixa que la de totes les galàxies espirals:
Figura 4. Estructura d'una galàxia espiral típica. Font: Universitat de Manitoba.
-Un nucli, que alberga un forat negre supermassiu.
-El bulb, envoltant a l'nucli i ple d'estrelles avançades en la seva evolució.
-Un disc de material interestel·lar.
-El halo, una enorme esfera difusa que envolta les estructures ja nomenades i que es confon amb l'halo de la veïna Via Làctia.
Origen i evolució Com es va originar Andròmeda?
Les galàxies tenen el seu origen en la protogalàxies o núvols de gas primigeni que va ser organitzant-relativament poc després del Big Bang, la gran explosió que va donar origen a l'univers.
Durant el Big Bang es van formar els elements més lleugers, hidrogen i heli. D'aquesta manera, les primeres protogalàxies necessàriament van estar compostes d'aquests elements.
Al principi la matèria es repartia homogèniament, però en alguns punts es va acumular una mica més que en altres. En els llocs on la densitat era major, la força de gravetat va entrar en acció i va fer que s'acumulés més matèria. Amb el temps la contracció gravitatòria va donar origen als protogalàxies.
Andròmeda pot ser el resultat de la fusió de diverses protogalàxies ocorreguda fa uns 10.000 milions d'anys.
Tenint en compte que l'edat estimada de l'univers és de 13.700 milions d'anys, Andròmeda es va formar poc temps després del Big Bang, a l'igual que la Via Làctia.
Durant el transcurs de la seva existència, Andròmeda ha absorbit altres protogalàxies i galàxies, la qual cosa va contribuir a donar-li la seva forma actual. Així mateix la seva taxa de formació estel·lar ha variat durant tot aquest temps, ja que durant aquests acostaments s'incrementa la taxa de formació estel·lar.
Malgrat que se sap que l'univers s'expandeix, la galàxia Andròmeda actualment s'acosta veloçment a la Via Làctia a raó de 300 km / s, de manera que en un futur llunyà s'espera una "col·lisió" entre les dues o al menys un acostament tal que ambdues es deformin en gran manera.
Tals successos no són infreqüents i no necessàriament són violents o destructius, donada la gran distància entre les estrelles.
Si les galàxies en col·lisió són de la mateixa mida, probablement perdin la seva forma i s'origini una galàxia el·líptica o una galàxia irregular. Si una és més petita, la major conservarà la seva forma absorbint a aquesta, o bé experimentarà una deformació més o menys apreciable.
Les cefeides i les distàncies astronòmiques
Edwin Hubble es va valer de les cefeides per determinar la distància fins Andròmeda i demostrar que era una galàxia a part de la Via Làctia.
Les cefeides són estrelles extremadament brillants, molt més que el Sol, així que es poden veure fins i tot estant molt allunyades. Polaris, l'estrella polar és un exemple de cefeida.
Les caracteritza el fet que passen per expansions i contraccions periòdiques, durant les quals la seva brillantor augmenta i disminueix a intervals regulars. Per això se les coneix com estrelles polsants.
La astrònoma Henrietta Leavitt (1868-1921), va trobar que qualsevol cefeida amb el mateix període T, té la mateixa lluentor o magnitud intrínseca Mv, segons l'equació:
Mv = -1.43 - 2.81 log T
Això és vàlid per a qualsevol cefeida sense importar el llunyana que sigui. Per tant, a l'identificar una cefeida en una galàxia distant, examinant el seu període es tindrà també la seva magnitud, ja que hi ha corbes magnitud versus període prèviament calibrades.
Ara bé, una font lluminosa qualsevol té magnitud intrínseca i magnitud aparent.
Quan dos llums igualment brillants es veuen durant la nit a la distància, pot ser que les dues tinguin la mateixa lluentor intrínsec, però també pot ser que una de les fonts sigui menys brillant i més propera, i per això es vegin iguals.
La magnitud intrínseca d'un estel està relacionada amb la seva lluminositat: està clar que a major magnitud major lluminositat. Al seu torn, la diferència entre la magnitud aparent i la intrínseca està relacionada amb la distància a la font.
Relació entre la magnitud i la distància
Els astrònoms usen la següent equació que relaciona les tres variables esmentades; magnitud intrínseca, magnitud aparent i distància:
m v - M v = -5 + 5 log d
On m v és la magnitud aparent, M v és la quantitat absoluta i d és la distància a la qual es troba la font lluminosa (en parsecs *), en aquest cas l'estrella.
D'aquesta manera Hubble va trobar cefeides en la nebulosa d'Andròmeda amb magnituds molt petites, la qual cosa significa que estaven molt llunyanes.
La distància entre nosaltres i Andròmeda que Hubble va determinar amb aquest mètode va ser de 285 kiloparsec, poc més de 929 mil ans llum. El valor actualment acceptat és 2,5 milions d'anys llum, poc més del doble de l'estimat per Hubble.
Passa que per la data en què Hubble va fer la seva estimació, es desconeixia que hi havia dues classes de cefeides i per això va subestimar la distància. Malgrat això, va aconseguir provar que aquesta era tan gran, que definitivament Andròmeda no formava part de la Via Làctia.
* 1 parsec = 3.26 anys llum.
referències
- Taylor, N. The Andromeda Galaxy (M31): Location, Characteristics & Images. Recuperat de: space.com.
- Manitoba University. Research Project 1: Espiral Galaxies. Recuperat de: physics.umanitoba.ca.
- Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the New Millenium. Third Edition. Thomson-Brooks / Cole.
- Seeds, el Sr. 2011. Foundations of Astronomy. Seventh Edition. Cengage Learning.
- Wikipedia. Galàxia d'Andròmeda. Recuperat de: es.wikipedia.org.