Thiên hà Andromeda hay Tinh vân Andromeda (M31) là một thiên hà xoắn ốc. Đây là thiên hà lớn nhất gần Dải Ngân hà và nằm trong chòm sao Andromeda, nằm cách chúng ta rất xa, theo tính toán mới nhất, ở khoảng cách hơn 770 kiloparsec (hơn 2,5 triệu năm ánh sáng).
Andromeda Galaxy: từ lịch sử quan sát
Các bản ghi đầu tiên về thiên hà Andromeda được chứa trong Danh mục các ngôi sao cố định, được sáng tác bởi nhà thiên văn học Ba Tư Al-Sufi vào đầu năm 946 và mô tả nó như một đám mây nhỏ. Vật thể được mô tả chi tiết hơn, trên cơ sở quan sát bằng kính viễn vọng, bởi nhà thiên văn học người Đức Simon Marius năm 1612. Khi danh mục Charles Messier nổi tiếng được tạo ra, đối tượng đã được đăng ký là M31, trong khi khám phá của nó được gán nhầm với Marius.
Năm 1785, William Herschel đã thành công khi phát hiện ra một đốm đỏ mờ ở trung tâm của M31. Ông cho rằng thiên hà này là gần Trái đất nhất.
Năm 1864, khi quan sát quang phổ của M31, William Haggins đã có thể phát hiện ra sự khác biệt từ đặc tính quang phổ của tinh vân bụi-khí. Những dữ liệu này chỉ ra rằng Andromeda M31 là một cụm gồm rất nhiều ngôi sao. Do đó, Huggins đã đưa ra một giả định về bản chất sao của vật thể, điều này sau đó đã được xác nhận.
Năm 1885, một sự bùng nổ của siêu tân tinh SN 1885A đã được ghi nhận trong M31, văn học thiên văn mô tả nó là S Andromeda.
Bức ảnh đầu tiên về thiên hà này đã xảy ra tại nhà thiên văn học người Wales Isaac Roberts vào năm 1887. Sử dụng đài quan sát nhỏ của riêng mình ở Sussex, ông đã nhận được những bức ảnh về M31 và lần đầu tiên bị thuyết phục về cấu trúc xoắn ốc của nó. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, các nhà khoa học tin rằng M31 là một phần của Thiên hà của chúng ta và bản thân Roberts cũng không hoàn toàn tin rằng đây chỉ là một hệ mặt trời khác trong đó các hành tinh được hình thành.
Vận tốc hướng tâm của M31 được xác định bởi nhà thiên văn học người Mỹ Vesto Slodes vào năm 1912. Sử dụng phân tích quang phổ, ông có thể tính toán rằng thiên hà đang di chuyển theo hướng Mặt trời với tốc độ chưa từng có đối với bất kỳ vật thể thiên văn nào được biết đến vào thời điểm đó: khoảng 300 km / s.
Andromeda Galaxy: đặc điểm chung
Thiên hà Andromeda, giống như Dải Ngân hà của chúng ta, được xếp vào Nhóm Địa phương. Nó di chuyển theo hướng Mặt trời với tốc độ 300 km / s. Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra rằng hai hệ thống thiên hà này sẽ va chạm trong khoảng ba đến bốn tỷ năm.
Và nếu điều này xảy ra, thì cả hai, rất có thể, sẽ phải hợp nhất thành một tổng thể duy nhất, thành một hệ thống thiên hà lớn. Có thể trong trường hợp này, hệ mặt trời của chúng ta sẽ buộc lực nhiễu loạn hấp dẫn vào không gian liên thiên hà. Phá hủy ánh sáng của chúng ta, cũng như tất cả các hành tinh của hệ thống, rất có thể, với thảm họa này sẽ không xảy ra.
Andromeda: mô tả cấu trúc
Thiên hà Andromeda có khối lượng lớn gấp 1,5 lần thiên hà Milky Way của chúng ta. Ngoài ra, nó cũng là lớn nhất trong nhóm địa phương. Dựa trên thông tin này, thu được bằng cách sử dụng kính viễn vọng dựa trên không gian Spitzer, các nhà thiên văn học đã tìm ra rằng có khoảng một nghìn tỷ ngôi sao trong thiên hà này. Nó cũng có một số vệ tinh lùn: M32, M110, NGC 185, NGC 147 và những người khác. M31 có chiều dài đáng kể, có thể là 260.000 năm ánh sáng, gấp 2,6 lần Dải Ngân hà.
Theo một số kết quả nghiên cứu, thông tin mới về thiên hà của chúng ta đã xuất hiện. Khi nó bật ra, Dải Ngân hà chứa nhiều Vật chất tối hơn, kết quả là, thiên hà của chúng ta có thể lớn nhất trong Nhóm Địa phương.
Cốt lõi của thiên hà Andromeda
Cốt lõi của thiên hà M31, giống như lõi của nhiều thiên hà khác (Dải Ngân hà cũng không ngoại lệ), được các ngôi sao ứng cử viên có thể trở thành các hố đen siêu lớn. Theo tính toán, khối lượng của một vật thể như vậy có thể vượt quá một khối lượng tương đương với một trăm bốn mươi triệu khối lượng Mặt trời của chúng ta. Năm 2005, kính viễn vọng dựa trên không gian Hubble đã phát hiện ra một chiếc đĩa bí ẩn, bao gồm những ngôi sao trẻ màu xanh bao quanh các lỗ đen siêu lớn.
Chúng xoay quanh một vật thể tương đối giống như các vật thể hành tinh quanh mặt trời của chúng. Các nhà thiên văn học đã có một chút bối rối trước cách mà một chiếc đĩa hình xuyến như vậy có thể hình thành rất gần với một vật thể khổng lồ như vậy. Theo tính toán, các lực thủy triều titan của các hố đen siêu lớn nên hạn chế các đám mây bụi khí trong quá trình ngưng tụ và hình thành các ngôi sao mới. Những quan sát sâu hơn có khả năng cung cấp manh mối cho câu đố này.
Sau khi phát hiện ra một đĩa như vậy, một lập luận quan trọng khác đã xuất hiện trong lý thuyết chung về sự tồn tại của các lỗ đen. Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra ánh sáng màu xanh lam trong hạt nhân thiên hà từ năm 1995 bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble. Ba năm sau, ánh sáng được xác định cùng với một cụm trong đó có những ngôi sao xanh. Và chỉ trong năm 2005, sử dụng máy quang phổ gắn trên kính viễn vọng, các nhà quan sát đã xác định được rằng có hơn bốn trăm ngôi sao trong cụm sao, được hình thành cách đây khoảng hai trăm triệu năm.
Các ngôi sao đã hình thành trong đĩa có đường kính không quá một năm ánh sáng. Ở giữa đĩa, các ngôi sao đỏ già hơn và lạnh hơn được quan sát, được phát hiện trước đó với sự trợ giúp của Hubble. Có thể tính được vận tốc hướng tâm của các ngôi sao trong đĩa. Do tác động của lực hấp dẫn, hóa ra nó cao bất thường và lên tới 1000 km / giây - và con số này lên tới 3,6 triệu km / giờ. Với tốc độ như vậy, một con tàu vũ trụ có thể bay khắp hành tinh của chúng ta chỉ trong bốn mươi giây, hoặc trong vòng sáu phút vượt qua khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng.
Ngoài các lỗ đen siêu lớn và một đĩa có các ngôi sao màu xanh, các vật thể khác cũng nằm trong lõi M31. Do đó, vào năm 1993, một cụm sao đôi đã được phát hiện ở giữa thiên hà Andromeda. Nó trở thành một tia sáng từ màu xanh cho một cộng đồng thiên văn, bởi vì sự hợp nhất của hai cụm thành một có thể xảy ra trong một thời gian khá ngắn, trong khoảng một trăm ngàn năm.
Dựa trên các tính toán, việc sáp nhập lẽ ra đã xảy ra hàng triệu năm trước, tuy nhiên, do một số lý do kỳ lạ, điều này đã không xảy ra. Scott Tremaine, đại diện của Đại học Princeton, đã đưa ra một lời giải thích. Theo giả thuyết của ông, ở giữa M31 có thể không có cụm sao đôi, mà giống như một chiếc nhẫn với những ngôi sao đỏ cũ trong đó. Vòng này có thể có dạng hai cụm, bởi vì khi chúng ta quan sát, chúng ta có thể thấy các ngôi sao độc quyền từ phía đối diện của vòng. Do đó, chiếc nhẫn này nên duy trì ở khoảng cách năm năm ánh sáng từ lỗ đen siêu lớn và cũng bao quanh đĩa với những ngôi sao xanh trẻ.
Vòng đĩa được chuyển sang thiên hà của chúng ta một mặt, từ đó có thể kết luận rằng có một sự phụ thuộc lẫn nhau nhất định giữa chúng. Trong khi nghiên cứu trung tâm của thiên hà Andromeda với sự trợ giúp của kính viễn vọng XMM-Newton, một nhóm các nhà thiên văn nghiên cứu châu Âu đã phát hiện ra 63 nguồn rời rạc bằng tia X. Hầu hết trong số họ, và đây là 46 đối tượng, được xác định là sao X-quang nhị phân khối lượng thấp. Trong khi đó các vật thể khác được biểu diễn dưới dạng sao neutron hoặc ứng cử viên cho các lỗ đen từ các hệ nhị phân.
Các vật thể khác của vũ trụ trong thiên hà M31
Thiên hà Andromeda bao gồm khoảng 460 cụm sao hình cầu đã đăng ký.
Trong đó:
- Cái lớn nhất là Mayall II hoặc G1, nó có độ sáng cao hơn một hoặc một cụm khác từ Nhóm địa phương, nó thậm chí trông còn sáng hơn cả Omega Centauri. Nó nằm ở khoảng cách khoảng một trăm ba mươi nghìn năm ánh sáng từ giữa M31 và chứa ít nhất ba trăm nghìn ngôi sao cổ. Cấu trúc của nó, cùng với các ngôi sao thuộc quần thể đa dạng nhất, chỉ ra rằng, rõ ràng, lõi này thuộc về thiên hà lùn cổ đại, từng được Tinh vân Andromeda nhặt được;
- Theo nghiên cứu, ở giữa cụm sao này là một ứng cử viên hố đen có khối lượng hai mươi ngàn Mặt trời của chúng ta.
Các đối tượng tương tự cũng được quan sát trong các cụm khác. Vì vậy, vào năm 2005, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra trong quầng sáng của thiên hà Andromeda một cụm sao hoàn toàn mới. Ba cụm vừa mới mở chứa hàng trăm nghìn ngôi sao sáng - gần như nhiều như trong các cụm sao cầu. Tuy nhiên, điểm khác biệt của chúng so với các cụm cầu là chúng có kích thước lớn hơn nhiều - đường kính vài trăm năm ánh sáng và cũng có khối lượng nhỏ hơn. Khoảng cách giữa các ngôi sao trong chúng cũng lớn hơn nhiều. Rõ ràng, chúng được hiển thị như là một lớp chuyển tiếp của các hệ thống từ các cụm cầu đến các nhân vật anh hùng lùn.
Ngoài ra, ngôi sao PA-99-N2 được tìm thấy trong thiên hà. Exoplanet xoay quanh nó - lần đầu tiên có thể được phát hiện bên ngoài Dải Ngân hà.
Cách xem tinh vân Andromeda
Thời kỳ tốt nhất để quan sát thiên hà Andromeda là mùa thu đông. M31 là vật thể ở xa nhất có thể nhìn thấy từ hành tinh của chúng ta bằng mắt thường. Ngoài ra, do tốc độ ánh sáng hạn chế, có thể nhìn thấy nó cách đây hơn hai triệu rưỡi năm trước.
Với ống nhòm, thiên hà có thể được nhìn thấy ngay cả trên bầu trời được chiếu sáng mạnh ở các thành phố lớn. Nhưng các quan sát của M31 với sự trợ giúp của kính thiên văn nghiệp dư với khẩu độ trung bình (150-200 mm) có thể rất đáng thất vọng. Ngay cả trong những điều kiện tốt nhất trên bầu trời, đặc biệt là vào một đêm không trăng, một thiên hà có thể xuất hiện dưới dạng một hình elip đơn giản phát sáng với các cạnh mờ và lõi sáng.
Người quan sát chu đáo có thể dễ dàng nhận thấy một gợi ý về một số đường bụi bao quanh ở khu vực phía tây bắc (gần nhất với người quan sát) của Tinh vân Andromeda. Bạn cũng có thể nhận thấy một địa phương nhỏ tăng độ sáng ở phía tây nam (một khu vực lớn hình thành sao). Không có chi tiết nào khác, ngoại trừ hai vệ tinh, đó là các thiên hà hình elip nhỏ M32 và M110, sẽ không tạo ra bất cứ thứ gì tương tự như các bức ảnh và hình minh họa đầy màu sắc trong văn học phổ biến.
Đôi mắt của những người bình thường, với tất cả sự nhạy cảm ánh sáng phi thường của họ, không thể, không giống như các bộ tách sóng quang hiện đại, để tích lũy ánh sáng do tiếp xúc lâu (đôi khi kéo dài hàng giờ).
