ANDROMEDA: SCOPERTA, ORIGINE, CARATTERISTICHE, STRUTTURA - ARTE - 2024

Andromeda è una galassia composta da un conglomerato di sistemi stellari, polvere e gas, tutti soggetti alla forza di gravità. Si trova a 2,5 milioni di anni luce dalla Terra ed è l'unico oggetto visibile ad occhio nudo che non appartiene alla Via Lattea.

La prima registrazione della galassia risale al 961, quando l'astronomo persiano Al-Sufi la descrisse come una piccola nuvolosità nella costellazione di Andromeda. Molto probabilmente, anche altri popoli antichi riuscirono a riconoscerlo.

Figura 1. La galassia di Andromeda, simile alla Via Lattea, vista alla luce ultravioletta. Fonte: Wikimedia Commons.

Successivamente, con il telescopio, gli astronomi che seguirono Galileo la chiamarono semplicemente "nebulosa". A metà del XIX secolo, il telescopio più potente aveva un diametro di 72 pollici e fu costruito dall'astronomo irlandese William Parsons, che osservò direttamente la curiosa struttura a spirale di alcune nebulose.

Fu nel 1924 che l'astronomo Edwin Hubble si rese conto che la Nebulosa Spirale di Andromeda non faceva parte della Via Lattea. Per questo ha utilizzato le proprietà delle Cefeidi, una classe di stelle la cui luminosità varia periodicamente in modo regolare.

Le dimensioni e la temperatura delle Cefeidi aumentano e diminuiscono, mettendo in relazione in modo molto preciso la luminosità con il loro periodo. In questo modo, Hubble è stato in grado di stabilire una scala delle distanze per l'universo e stimare la distanza tra Andromeda e la Via Lattea. Ciò ha confermato che la nebulosa era, in effetti, una galassia indipendente e l'universo un luogo molto più grande di quanto avessero immaginato.

Caratteristiche di Andromeda

Andromeda è una galassia a spirale la cui forma è simile a quella della nostra Via Lattea. Ha la forma di un disco piatto, con un rigonfiamento al centro e diversi bracci a spirale. Non tutte le galassie hanno questo design.

Hubble, che ne aveva osservate centinaia, le classificò in ellittiche (E), lenticolari (L) e spirale (S), nel suo famoso diagramma a diapason o sequenza di Hubble che è ancora usata oggi.

Figura 2. Il diapason di Hubble. Fonte: Wikimedia Commons.

A loro volta, le galassie a spirale si distinguono in due gruppi, quelli con una barra centrale e quelli senza.

L'attuale consenso è che la nostra Via Lattea sia una galassia a spirale sbarrata Sb, sebbene non possiamo vederla dall'esterno, ma Andromeda è una galassia a spirale Sb semplice o senza sbarre, che vediamo quasi di traverso da qui.

I dati più significativi di Andromeda sono:

-Ha un doppio nucleo (vedere la sezione Struttura di seguito)

-Le sue dimensioni sono paragonabili alla Via Lattea. Andromeda è solo leggermente più grande, ma la Via Lattea è più massiccia, con più materia oscura.

-Andromeda ha diverse galassie satelliti, con le quali interagisce gravitazionalmente: le galassie nane ellittiche: M32 e M110 e la piccola galassia a spirale M33.

-Il suo diametro è di 220 mila anni luce.

-È circa il doppio della luminosità della Via Lattea, con 1 miliardo di stelle.

-Quasi il 3% dell'energia emessa da Andromeda è nella regione dell'infrarosso, mentre per la Via Lattea questa percentuale è del 50%. Di solito questo valore è correlato al tasso di formazione stellare, quindi nella Via Lattea è alto e in Andromeda è inferiore.

Come vedere Andromeda?

Il catalogo di Messier, un elenco di 110 oggetti astronomici risalenti al 1774, nomina la galassia di Andromeda, visibile nella costellazione omonima, come oggetto M31.

Da parte sua, il catalogo NGC (New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars) lo chiama NGC 224.

Queste designazioni sono una buona idea da ricordare quando si trova la galassia sulle mappe del cielo, poiché vengono utilizzate in molte applicazioni astronomiche per computer e telefoni.

Per visualizzare Andromeda, è conveniente individuare prima la costellazione Cassiopea, che ha una forma molto caratteristica nella forma della lettera W o M, a seconda di come la vedi.

Cassiopea è molto facile da visualizzare nel cielo e la galassia di Andromeda si trova tra essa e la costellazione di Andromeda vera e propria, come si vede in questo diagramma:

Figura 3. Dettaglio della mappa celeste per localizzare la galassia di Andromeda. Fonte: F. Zapata.

Tieni presente che per vedere la galassia ad occhio nudo, il cielo deve essere molto scuro e senza luci artificiali nelle vicinanze.

Tuttavia, è possibile vedere la galassia anche da una città popolata in una notte limpida, ma sempre con l'aiuto del binocolo, almeno. In queste circostanze si distingue un piccolo ovale biancastro nel punto indicato.

Con un telescopio è possibile distinguere molti più dettagli della galassia e anche due delle sue piccole galassie compagne.

I periodi dell'anno più appropriati per visionarlo sono:

- Emisfero Nord : sebbene sia più visibile durante tutto l'anno, i mesi ottimali sono agosto e settembre.

- Emisfero Sud : tra ottobre e dicembre.

Infine, si consiglia di osservare durante la luna nuova, in modo che il cielo sia molto scuro, nonché di indossare abiti adeguati alla stagione.

Il gruppo locale di galassie

Sia la galassia di Andromeda che la stessa Via Lattea appartengono al Gruppo Locale di galassie, che raggruppa un totale di 40 galassie. La Via Lattea, Andromeda e la galassia Triangolo sono i membri più grandi di questo gruppo.

Il resto è costituito da galassie nane di tipo ellittico, a spirale o irregolare che includono le Nubi di Magellano.

Struttura

La struttura di Andromeda è fondamentalmente la stessa di tutte le galassie a spirale:

Figura 4. Struttura di una tipica galassia a spirale. Fonte: University of Manitoba.

-Un nucleo, che ospita un buco nero supermassiccio.

-Il bulbo, che circonda il nucleo e pieno di stelle, è avanzato nella sua evoluzione.

-Un disco di materiale interstellare.

-L'alone, un'enorme sfera diffusa che circonda le strutture già nominate e che si confonde con l'alone della vicina Via Lattea.

Origine ed evoluzione Come è nata Andromeda?

Le galassie hanno la loro origine nelle protogalassie o nubi di gas primordiali che si stavano organizzando relativamente poco dopo il Big Bang, la grande esplosione che ha dato origine all'universo.

Durante il Big Bang si sono formati gli elementi più leggeri, idrogeno ed elio. In questo modo, le prime protogalassie erano necessariamente composte da questi elementi.

All'inizio la materia era distribuita in modo omogeneo, ma in alcuni punti si accumulava un po 'di più che in altri. Nei luoghi in cui la densità era maggiore, la forza di gravità entrava in azione e faceva accumulare più materia. Nel tempo, la contrazione gravitazionale ha dato origine alle protogalassie.

Andromeda potrebbe essere il risultato della fusione di diverse protogalassie avvenuta circa 10 miliardi di anni fa.

Tenendo conto che l'età stimata dell'universo è di 13,7 miliardi di anni, Andromeda si è formata poco dopo il Big Bang, proprio come la Via Lattea.

Nel corso della sua esistenza, Andromeda ha assorbito altre protogalassie e galassie, che hanno contribuito a darle la sua forma attuale. Anche il suo tasso di formazione stellare è variato durante quel periodo, poiché durante questi avvicinamenti il ​​tasso di formazione stellare aumenta.

Nonostante sia noto che l'universo si espande, la galassia di Andromeda si sta attualmente avvicinando rapidamente alla Via Lattea a una velocità di 300 km / s, quindi in un lontano futuro è prevista una "collisione" tra i due o almeno un approccio. tali che entrambi sono notevolmente deformati.

Tali eventi non sono rari e non sono necessariamente violenti o distruttivi, data la grande distanza tra le stelle.

Se le galassie in collisione hanno la stessa dimensione, probabilmente perderanno la loro forma e formeranno una galassia ellittica o una galassia irregolare. Se uno è più piccolo, quello più grande manterrà la sua forma assorbendolo, oppure subirà una deformazione più o meno apprezzabile.

Cefeidi e distanze astronomiche

Edwin Hubble ha usato le Cefeidi per determinare la distanza da Andromeda e per mostrare che si trattava di una galassia a parte la Via Lattea.

Le Cefeidi sono stelle estremamente luminose, molto più luminose del Sole, quindi possono essere viste anche da molto lontano. Polaris, la stella polare è un esempio di Cefeide.

Si caratterizzano per il fatto che subiscono espansioni e contrazioni periodiche, durante le quali la loro luminosità aumenta e diminuisce ad intervalli regolari. Ecco perché sono conosciute come stelle pulsanti.

L'astronomo Henrietta Leavitt (1868-1921), ha scoperto che qualsiasi Cefeide con lo stesso periodo T, ha la stessa luminosità o magnitudine intrinseca Mv, secondo l'equazione:

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

Questo è vero per qualsiasi Cefeide, non importa quanto sia lontana. Pertanto, quando si identifica una Cefeide in una galassia lontana, l'esame del suo periodo mostrerà anche la sua magnitudine, poiché ci sono curve di magnitudine precedentemente calibrate rispetto al periodo.

Ora, qualsiasi sorgente di luce ha magnitudine intrinseca e magnitudine apparente.

Quando due luci ugualmente luminose vengono viste di notte a una certa distanza, possono entrambe avere la stessa luminosità intrinseca, ma una delle sorgenti può anche essere meno brillante e più vicina, e quindi avere lo stesso aspetto.

La magnitudine intrinseca di una stella è legata alla sua luminosità: è chiaro che maggiore è la magnitudine, maggiore è la luminosità. A sua volta, la differenza tra la magnitudine apparente e quella intrinseca è correlata alla distanza dalla sorgente.

Relazione tra grandezza e distanza

Gli astronomi usano la seguente equazione che mette in relazione le tre variabili menzionate; magnitudine intrinseca, magnitudine apparente e distanza:

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

Dove m _v è la magnitudine apparente, M _v è la magnitudine assoluta ed è la distanza dalla sorgente di luce (in parsec *), in questo caso la stella.

In questo modo Hubble ha trovato Cefeidi nella nebulosa di Andromeda con magnitudini molto piccole, il che significa che erano molto lontane.

La distanza tra noi e Andromeda che Hubble ha determinato con questo metodo era di 285 kiloparsec, poco più di 929 mila anni luce. Il valore attualmente accettato è di 2,5 milioni di anni luce, poco più del doppio di quello stimato da Hubble.

Si scopre che al momento in cui Hubble ha fatto la sua stima, non era noto che c'erano due classi di Cefeidi e quindi ha sottovalutato la distanza. Nonostante ciò, è riuscito a dimostrare che era così grande che Andromeda non faceva sicuramente parte della Via Lattea.

* 1 parsec = 3,26 anni luce.

Riferimenti

1. Taylor, N. La galassia di Andromeda (M31): posizione, caratteristiche e immagini. Recupero da: space.com.
2. Manitoba University. Progetto di ricerca 1: galassie a spirale. Estratto da: physics.umanitoba.ca.
3. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the New Millenium. Terza edizione. Thomson-Brooks / Cole.
4. Seeds, M. 2011. Fondamenti di astronomia. Settima edizione. Cengage Learning.
5. Wikipedia. Galassia di Andromeda. Estratto da: es.wikipedia.org.