- Các tính năng của Andromeda
- Làm thế nào để xem Andromeda?
- Nhóm thiên hà địa phương
- Kết cấu
- Nguồn gốc và sự tiến hóa Andromeda có nguồn gốc như thế nào?
- Cepheids và khoảng cách thiên văn
- Mối quan hệ giữa độ lớn và khoảng cách
- Người giới thiệu
Andromeda là một thiên hà được tạo thành từ sự kết tụ của các hệ sao, bụi và khí, tất cả đều chịu tác dụng của lực hấp dẫn. Nó nằm cách xa Trái đất 2,5 triệu năm ánh sáng và là vật thể duy nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường không thuộc Dải Ngân hà.
Ghi chép đầu tiên về thiên hà này có từ năm 961, khi nhà thiên văn học người Ba Tư Al-Sufi mô tả nó là một đám mây nhỏ trong chòm sao Tiên nữ. Rất có thể, các dân tộc cổ đại khác cũng nhận ra nó.
Hình 1. Thiên hà Andromeda, tương tự như Dải Ngân hà, được nhìn thấy trong ánh sáng cực tím. Nguồn: Wikimedia Commons.
Sau đó, với kính thiên văn, các nhà thiên văn học theo Galileo gọi nó đơn giản là "tinh vân". Vào giữa những năm 1800, kính thiên văn mạnh nhất có đường kính 72 inch và được chế tạo bởi nhà thiên văn học người Ireland William Parsons, người đã trực tiếp quan sát cấu trúc xoắn ốc kỳ lạ của một số tinh vân.
Vào năm 1924, nhà thiên văn học Edwin Hubble đã nhận ra rằng Tinh vân Xoắn ốc Andromeda không phải là một phần của Dải Ngân hà. Để làm được điều này, ông đã sử dụng các thuộc tính của Cepheids, một loại sao có độ sáng thay đổi theo chu kỳ một cách thường xuyên.
Kích thước và nhiệt độ của các Cepheids tăng và giảm, liên hệ một cách rất chính xác giữa độ sáng với chu kỳ của chúng. Bằng cách này, Hubble đã có thể thiết lập thang đo khoảng cách cho vũ trụ và ước tính khoảng cách giữa Andromeda và Dải Ngân hà. Điều này xác nhận rằng trên thực tế, tinh vân là một thiên hà độc lập và vũ trụ là một nơi rộng lớn hơn nhiều so với những gì họ tưởng tượng.
Các tính năng của Andromeda
Andromeda là một thiên hà xoắn ốc có hình dạng tương tự như dải Ngân hà của chúng ta. Nó có hình dạng giống như một chiếc đĩa phẳng, với một phần phình ra ở trung tâm và một số nhánh xoắn ốc. Không phải tất cả các thiên hà đều có thiết kế này.
Hubble, người đã quan sát hàng trăm chúng, đã phân loại chúng thành hình elip (E), thấu kính (L) và xoắn ốc (S), trong biểu đồ âm thoa nổi tiếng của mình hoặc chuỗi Hubble vẫn được sử dụng cho đến ngày nay.
Hình 2. Âm thoa Hubble. Nguồn: Wikimedia Commons.
Đổi lại, các thiên hà xoắn ốc được phân biệt thành hai nhóm, những thiên hà có thanh trung tâm và những thiên hà không có.
Sự đồng thuận hiện tại là Dải Ngân hà của chúng ta là một thiên hà xoắn ốc có thanh Sb, mặc dù chúng ta không thể nhìn thấy nó từ bên ngoài, nhưng Andromeda là một thiên hà xoắn ốc đơn giản hoặc không có thanh chắn Sb, mà chúng ta nhìn thấy gần như hoàn toàn từ đây.
Dữ liệu quan trọng nhất của Andromeda là:
-Nó có lõi kép (xem phần Cấu tạo bên dưới)
-Kích thước của nó có thể so sánh với Dải Ngân hà. Andromeda chỉ có kích thước lớn hơn một chút, nhưng Dải Ngân hà lại có khối lượng lớn hơn, với nhiều vật chất tối hơn.
-Andromeda có một số thiên hà vệ tinh, mà nó tương tác với lực hấp dẫn: thiên hà lùn elip: M32 và M110 và thiên hà xoắn ốc nhỏ M33.
-Đường kính của nó là 220 nghìn năm ánh sáng.
- Nó sáng gấp đôi Dải Ngân hà, với 1 tỷ ngôi sao.
- Có tới 3% năng lượng do Andromeda phát ra nằm trong vùng hồng ngoại, trong khi đối với Dải Ngân hà, tỷ lệ này là 50%. Thông thường giá trị này có liên quan đến tốc độ hình thành sao, do đó trong Dải Ngân hà là cao và trong Andromeda thì thấp hơn.
Làm thế nào để xem Andromeda?
Danh mục Messier, một danh sách gồm 110 vật thể thiên văn có niên đại từ năm 1774, đặt tên cho thiên hà Andromeda, có thể nhìn thấy trong chòm sao cùng tên, như vật thể M31.
Về phần mình, danh mục NGC (Danh mục chung mới về tinh vân và cụm sao) gọi nó là NGC 224.
Những ký hiệu này là một ý tưởng hay để ghi nhớ khi tìm thiên hà trên bản đồ bầu trời, vì chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng thiên văn cho máy tính và điện thoại.
Để hình dung về Andromeda, trước tiên bạn nên xác định vị trí của chòm sao Cassiopea, có hình dạng rất đặc trưng dưới dạng chữ W hoặc M, tùy thuộc vào cách bạn nhìn thấy nó.
Cassiopea rất dễ hình dung trên bầu trời và thiên hà Andromeda nằm giữa nó và chòm sao Andromeda, như được thấy trong sơ đồ này:
Hình 3. Chi tiết bản đồ thiên thể để xác định vị trí của thiên hà Andromeda. Nguồn: F. Zapata.
Hãy nhớ rằng để nhìn thấy thiên hà bằng mắt thường, bầu trời phải rất tối và không có ánh sáng nhân tạo xung quanh.
Tuy nhiên, có thể nhìn thấy thiên hà ngay cả từ một thành phố đông dân cư vào một đêm quang đãng, nhưng ít nhất phải luôn có sự trợ giúp của ống nhòm. Trong những trường hợp này, một hình bầu dục nhỏ màu trắng được phân biệt ở vị trí được chỉ định.
Với kính thiên văn, nhiều chi tiết hơn của thiên hà có thể được phân biệt và hai trong số các thiên hà đồng hành nhỏ của nó cũng có thể được xác định.
Những thời điểm thích hợp nhất trong năm để xem nó là:
- Bắc bán cầu : mặc dù nó ít nhìn thấy hơn trong suốt cả năm, những tháng tối ưu là tháng 8 và tháng 9.
- Nam bán cầu : từ tháng 10 đến tháng 12.
Cuối cùng, nên quan sát trong thời gian trăng non, để bầu trời thật tối, cũng như mặc trang phục phù hợp với mùa.
Nhóm thiên hà địa phương
Cả thiên hà Andromeda và bản thân Dải Ngân hà đều thuộc Nhóm thiên hà Địa phương, nhóm này có tổng cộng 40 thiên hà. Dải Ngân hà, Andromeda và thiên hà Tam giác là những thành viên lớn nhất của nhóm này.
Phần còn lại được tạo thành từ các thiên hà lùn thuộc loại hình elip, xoắn ốc hoặc bất thường, bao gồm các Đám mây Magellan.
Kết cấu
Cấu trúc của Andromeda về cơ bản giống với cấu trúc của tất cả các thiên hà xoắn ốc:
Hình 4. Cấu trúc của một thiên hà xoắn ốc điển hình. Nguồn: Đại học Manitoba.
- Một hạt nhân, nơi chứa một lỗ đen siêu lớn.
- Bóng đèn, bao quanh hạt nhân và đầy các ngôi sao tiến bộ trong quá trình tiến hóa của nó.
-Một đĩa vật chất giữa các vì sao.
-Vầng hào quang, một khối cầu khuếch tán khổng lồ bao quanh các cấu trúc đã được đặt tên và bị nhầm lẫn với vầng hào quang của Dải Ngân hà lân cận.
Nguồn gốc và sự tiến hóa Andromeda có nguồn gốc như thế nào?
Các thiên hà có nguồn gốc từ các thiên hà nguyên sinh hoặc các đám mây khí nguyên thủy được tổ chức tương đối ngắn sau Vụ nổ lớn, vụ nổ lớn đã hình thành vũ trụ.
Trong vụ nổ Big Bang, các nguyên tố nhẹ hơn, hydro và heli, đã được hình thành. Theo cách này, các tiền nguyên sinh đầu tiên nhất thiết phải được cấu tạo từ các phần tử này.
Lúc đầu, vật chất được phân phối đồng nhất, nhưng ở một số điểm, nó tích lũy nhiều hơn một chút so với những điểm khác. Ở những nơi có mật độ cao hơn, lực hấp dẫn tác động vào và khiến vật chất tích tụ nhiều hơn. Theo thời gian, sự co lại của lực hấp dẫn đã tạo ra các thiên trục cơ bản.
Andromeda có thể là kết quả của sự hợp nhất của một số siêu thiên hà xảy ra cách đây khoảng 10 tỷ năm.
Tính ra rằng tuổi ước tính của vũ trụ là 13,7 tỷ năm, Andromeda hình thành ngay sau vụ nổ Big Bang, giống như Dải Ngân hà.
Trong suốt quá trình tồn tại, Andromeda đã hấp thụ các thiên hà và thiên hà tiền nguyên sinh khác, giúp tạo ra hình dạng hiện tại cho nó. Ngoài ra, tỷ lệ hình thành sao của nó đã thay đổi trong suốt thời gian đó, vì trong những cách tiếp cận này, tỷ lệ hình thành sao tăng lên.
Mặc dù vũ trụ được biết là đang giãn nở, nhưng thiên hà Andromeda hiện đang nhanh chóng tiếp cận Dải Ngân hà với tốc độ 300 km / s, vì vậy trong tương lai xa sẽ có một "vụ va chạm" giữa hai hoặc ít nhất một cách tiếp cận. đến nỗi cả hai đều bị biến dạng rất nhiều.
Những sự kiện như vậy không phải là hiếm và không nhất thiết phải là bạo lực hoặc phá hoại, với khoảng cách quá xa giữa các vì sao.
Nếu các thiên hà va chạm có kích thước bằng nhau, chúng có thể sẽ mất hình dạng và tạo thành thiên hà hình elip hoặc thiên hà không đều. Nếu một cái nhỏ hơn, cái lớn hơn sẽ giữ nguyên hình dạng của nó bằng cách hấp thụ nó, hoặc sẽ bị biến dạng ít nhiều.
Cepheids và khoảng cách thiên văn
Edwin Hubble đã sử dụng Cepheids để xác định khoảng cách đến Andromeda và chỉ ra rằng nó là một thiên hà ngoài Dải Ngân hà.
Cepheid là những ngôi sao cực sáng, sáng hơn nhiều so với Mặt trời, vì vậy chúng có thể được nhìn thấy ngay cả từ rất xa. Polaris, ngôi sao cực là một ví dụ về Cepheid.
Chúng được đặc trưng bởi thực tế là chúng trải qua quá trình giãn nở và co lại theo chu kỳ, trong đó độ sáng của chúng tăng và giảm đều đặn. Đó là lý do tại sao chúng được gọi là những ngôi sao đang chuyển động.
Nhà thiên văn học Henrietta Leavitt (1868–1921), nhận thấy rằng bất kỳ Cepheid nào có cùng chu kỳ T, đều có cùng độ sáng hoặc độ lớn nội tại Mv, theo phương trình:
Mv = -1,43 - 2,81 log T
Điều này đúng với bất kỳ Cepheid nào cho dù nó ở xa đến đâu. Do đó, khi xác định một Cepheid trong một thiên hà xa xôi, việc kiểm tra chu kỳ của nó cũng sẽ cho thấy cường độ của nó, vì đã có các đường cong cường độ so với chu kỳ được hiệu chỉnh trước đó.
Bây giờ, bất kỳ nguồn sáng nào cũng có độ lớn nội tại và độ lớn biểu kiến.
Khi nhìn thấy hai ánh sáng bằng nhau vào ban đêm ở khoảng cách xa nhau, chúng có thể có cùng độ sáng nội tại như nhau, nhưng một trong các nguồn cũng có thể kém sáng hơn và gần hơn, và do đó trông giống nhau.
Độ lớn nội tại của một ngôi sao liên quan đến độ sáng của nó: rõ ràng là độ lớn càng lớn thì độ sáng càng lớn. Đổi lại, sự khác biệt giữa độ lớn biểu kiến và nội tại có liên quan đến khoảng cách đến nguồn.
Mối quan hệ giữa độ lớn và khoảng cách
Các nhà thiên văn học sử dụng phương trình sau liên hệ ba biến số được đề cập; độ lớn nội tại, độ lớn biểu kiến và khoảng cách:
m v - M v = -5 + 5 log d
Trong đó m v là độ lớn biểu kiến, M v là độ lớn tuyệt đối và d là khoảng cách từ nguồn sáng (tính bằng parsec *), trong trường hợp này là ngôi sao.
Bằng cách này, Hubble đã tìm thấy Cepheid trong tinh vân Tiên nữ với độ lớn rất nhỏ, có nghĩa là chúng ở rất xa.
Khoảng cách giữa chúng ta và Andromeda mà Hubble xác định bằng phương pháp này là 285 kiloparsec, chỉ hơn 929 nghìn năm ánh sáng. Giá trị hiện đang được chấp nhận là 2,5 triệu năm ánh sáng, cao hơn một chút so với ước tính của Hubble.
Điều xảy ra là tại thời điểm Hubble đưa ra ước tính của mình, người ta không biết rằng có hai lớp Cepheid và vì vậy ông đã đánh giá thấp khoảng cách. Mặc dù vậy, ông đã cố gắng chứng minh rằng nó lớn đến mức Andromeda chắc chắn không phải là một phần của Dải Ngân hà.
* 1 parsec = 3,26 năm ánh sáng.
Người giới thiệu
- Taylor, N. Thiên hà Tiên nữ (M31): Vị trí, Đặc điểm & Hình ảnh. Được khôi phục từ: space.com.
- Đại học Manitoba. Dự án Nghiên cứu 1: Thiên hà Xoắn ốc. Phục hồi từ: Physics.umanitoba.ca.
- Pasachoff, J. 2007. Vũ trụ: Thiên văn học trong thiên niên kỷ mới. Ấn bản thứ ba. Thomson-Brooks / Cole.
- Seeds, M. 2011. Cơ sở của Thiên văn học. Phiên bản thứ bảy. Học tập Cengage.
- Wikipedia. Thiên hà Tiên nữ. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.