(تصاویر) همه چیز درباره‌ی کهکشان آندرومدا؛ همسایه‌ی تماشایی راه شیری

کهکشان آندرومدا از جذاب‌ترین اجرامی است که می‌توان در آسمان شب با چشم غیرمسلح مشاهده کرد و هرچند نزدیک‌ترین کهکشان بزرگ به راه شیری است، هنوز رازهای زیادی را در خود نهفته دارد که درک آن‌ها می‌تواند دانش بشر را درباره‌ی حال و آینده‌ی کیهان گسترش دهد.

کهکشان آندرومدا چیست؟

«کهکشان آندرومدا» (Andromeda Galaxy) که در فهرست مسیه به عنوان سی و یکمین جرم حضور دارد و مسیه ۳۱ (M31) نامیده می‌شود، نزدیک‌ترین کهکشان بزرگ به کهکشان راه شیری به شمار می‌رود و به دلیل دیده شدن با چشم غیرمسلح در آسمان شب و ساختار مارپیچی خود همیشه جذاب و مورد توجه بوده است.

این کهکشان یکی از اعضای اصلی گروه کهکشانی محلی، یعنی همسایگی ما از کهکشان‌ها به شمار می‌رود و مانند راه شیری، یک کهکشان مارپیچی میله‌ای محسوب می‌شود. عنوانی که به ساختار میله-مانند ایجاد شده توسط ستاره‌های مرکزی آن اشاره دارد.

کشف کهکشان آندرومدا

تعیین اینکه چه کسی نخستین بار این کهکشان را کشف کرد، دشوار است اما آندرومدا برای اولین بار حدود سال ۹۶۴ میلادی توسط ستاره‌شناس ایرانی، عبدالرحمان صوفی رازی و در کتاب مشهور خود «صورالکواکب» توصیف شد. او آندرومدا را با عنوان یک «ابر کوچک» در صورت فلکی آندرومدا ثبت کرد و این نخستین اشاره‌ی مکتوب به آندرومدا، به‌عنوان یک جرم سماوی بود. در قرن‌های بعد، ستاره‌شناسان اروپایی هم این کهکشان را مشاهده کردند، با این وجود، ماهیت واقعی آن همچنان ناشناخته باقی ماند و تنها به عنوان بخشی از کهکشان راه شیری در نظر گرفته می‌شد.

در قرن هفدهم اما تلسکوپ‌های ابتدایی به ثبت ظاهری دقیق‌تری از آندرومدا کمک کردند. ستاره‌شناس آلمانی، «سیمون ماریوس» (Simon Marius) در سال ۱۶۱۲ میلادی با استفاده از تلسکوپ این جرم را مشاهده و آن را با عنوان یک «نور مه‌آلود» توصیف کرد. اما نقطه عطف اصلی برای درک آندرومدا، در اوایل قرن بیستم و زمانی روی داد که «ادوین هابل» (Edwin Hubble) با بررسی ستاره‌های متغیر قیفاووسی در آندرومدا، اثبات کرد که این جرم آسمانی فراسوی کهکشان راه شیری قرار دارد. او نشان داد که آندرومدا یک کهکشان مستقل و جداگانه است. بدین ترتیب این کشف، انقلابی در درک ما از جهان ایجاد کرد و مشخص شد که کیهان بسیار گسترده‌تر از چیزی است که تصور می‌شد.

فاصله کهکشان آندرومدا تا زمین

کهکشان آندرومدا ۲.۵ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد و این یعنی نور دیده شده از آن، ۲.۵ میلیون سال در راه بوده است تا به زمین برسد. شاید چنین فاصله‌ای بسیار زیاد به نظر برسد و حتی اگر با سرعت نور حرکت کنیم، ۲.۵ میلیارد سال برای سفر به کهکشان آندرومدا زمان نیاز است اما در مقیاس کیهانی، به ویژه فاصله‌ی میان کهکشان‌ها عدد کوچکی محسوب می‌شود. بدین ترتیب ما از روی زمین در حقیقت گذشته‌ی کهکشان آندرومدا را مشاهده می‌کنیم و چه بسا اکنون این کهکشان اندکی تغییر شکل داده باشد.

برای تعیین فاصله‌ی دقیق کهکشان آندرومدا، دانشمندان از روش‌هایی مانند بررسی ستاره‌های متغیر قیفاووسی و منحنی‌های نور ابرنواخترها استفاده کرده‌اند. چنین روش‌هایی دقت بالایی دارند و فاصله‌ی آندرومدا را با کمترین خطا به دست آورده‌اند. محاسبه‌ی فاصله و مسیر حرکت آندرومدا نقشی کلیدی در درک دینامیک محدوده‌ی کیهانی پیرامون ما دارد.

همچنین پژوهشگران دریافته‌اند که کهکشان آندرومدا و کهکشان راه شیری در حال نزدیک شدن به یکدیگرند و انتظار می‌رود که برخورد دو کهکشان راه شیری و آندرومدا در حدود ۴ تا ۵ میلیارد سال آینده روی دهد و این دو کهکشان با هم ادغام شوند تا یک کهکشان تازه به نام «میلکومدا» (Milkomeda) را تشکیل دهند.

ساختار و ویژگی‌های کهکشان آندرومدا

همان‌طور که اشاره شد، آندرومدا از نوع کهکشان مارپیچی-میله‌ای است. در چنین ساختاری کهکشان از یک هسته‌ی عظیم و درخشان تشکیل شده است که در اطراف آن یک قرص مارپیچی گسترده جای گرفته است. این کهکشان شامل تریلیون‌ها ستاره است که بسیاری از آن‌ها از نوع ستارگان پیر و کم‌نورند، اما بازوهای مارپیچی آندرومدا مانند بازوهای کهکشان راه شیری، دارای مناطق فعال ستاره‌زایی هستند که باعث درخشش بیشتر این کهکشان می‌شود.

به گفته‌ی ناسا، آندرومدا حدود ۲۶۰ هزار سال نوری عرض دارد که بدین ترتیب بزرگ‌ترین کهکشان در گروه محلی محسوب می‌شود. در مقابل، کهکشان راه شیری ۱۰۰ هزار سال نوری عرض دارد. با این حال، طبق داده‌های آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، جرم آن تقریبا برابر با کهکشان راه شیری است و حتی بر اساس برخی مطالعات کمتر از آن و حدود ۰.۸ راه شیری برآورد شده است.

دانشمندان فکر می‌کنند کهکشان آندرومدا می‌تواند بین ۵ تا ۱۰ میلیارد سال قدمت داشته باشد. یکی از ویژگی‌های جالب این کهکشان، وجود هسته‌ای دوگانه است که احتمالا نتیجه‌ی ادغام یک کهکشان کوچک با آن در گذشته است. همچنین طبق یک مطالعه در سال ۲۰۱۸، ممکن است آندرومدا تا دو یا سه میلیارد سال پیش، به این شکل نبوده و در آن دوران برخورد دو کهکشان کوچک‌تر که به دور یکدیگر می‌چرخیدند، آندرومدا را به شکل فعلی خود درآورده باشد.

آندرومدا علاوه بر هسته و بازوهای مارپیچی، شامل یک هاله‌ی گسترده و کم‌نور از ماده تاریک است که جرم کهکشان را به بیش از یک تریلیون برابر جرم خورشید افزایش می‌دهد. ماده‌ی تاریک که قابل مشاهده نیست، نقش اصلی را در حفظ پایداری کهکشان و حرکت اجزای آن دارد. همچنین، در هاله‌ی آندرومدا مجموعه‌ای از خوشه‌های کروی حضور دارند که قدیمی‌ترین ستاره‌های آن را در خود جای داده‌اند و اطلاعات ارزشمندی درباره‌ی تاریخچه‌ی تشکیل این کهکشان ارائه می‌دهند.

یکی دیگر از ویژگی‌های مهم آندرومدا این است که چندین کهکشان اقماری دارد که مانند قمر دور سیاره، دور کهکشان می‌چرخند. از جمله این کهکشان‌ها می‌توان به کهکشان «مسیه ۳۲» (M32) و «مسیه ۱۱۰» (M110) اشاره کرد. این کهکشان‌ها که به دلیل گرانش آندرومدا در مدار آن باقی مانده‌اند، احتمالا در آینده با آن ادغام خواهند شد. این اما مسیر آینده‌ی آندرومداست که در گذشته هم شاهد چنین رویدادهایی بوده است چون ساختار پیچیده و متنوع آندرومدا تاریخچه‌ی پرفرازونشیب آن را نشان می‌دهد که شامل برخوردها و ادغام‌های بسیار با دیگر کهکشان‌ها بوده است.

روند تکامل آندرومدا

درک کنونی این است که کهکشان راه شیری و آندرومدا و به طور کلی کهکشان‌های بزرگ، از ادغام چند کهکشان کوچک‌تر و انباشته شدن مداوم کهکشان‌های کوتوله به وجود آمده‌اند. از جمله شواهد این موضوع، جریان‌هایی از ستارگان هستند که در کهکشان راه شیری با هم حرکت می‌کنند و از نزدیک شدن و چندپاره شدن چنین کهکشان‌های کوتوله‌ای باقی مانده‌اند. بدین ترتیب ستارگان زیادی در کهکشان راه شیری وجود دارند که از سن کهکشان پیرتر هستند.

شکل‌گیری کهکشان آندرومدا هم به حدود ۱۰ میلیارد سال پیش بازمی‌گردد که گازها و ماده‌ی تاریک در مناطق متراکم اولیه‌ی جهان گرد هم جمع شدند و ساختارهای کهکشانی اولیه را تشکیل دادند. آندرومدا طی این دوره، به تدریج از برخوردها و ادغام‌های متعدد کهکشان‌های کوچک‌تر رشد کرده و به شکل امروزی خود تبدیل شده است. این برخوردها نه تنها جرم و اندازه‌ی آندرومدا را افزایش داده‌اند، بلکه باعث شکل‌گیری ساختار هسته‌ی پیچیده‌ی آن از جمله هسته‌ی دوگانه‌ی آن هم شده‌اند.

در حال حاضر، آندرومدا در مرحله‌ای از تکامل خود قرار دارد که فعالیت‌های ستاره‌زایی در آن کاهش یافته‌اند. بیشتر ستاره‌های این کهکشان پیر هستند و مناطق ستاره‌زایی آن اغلب در بازوهای مارپیچی محدود شده‌اند. با این حال، تکامل آندرومدا هنوز به پایان نرسیده است و به دلیل حرکت گرانشی به سمت کهکشان راه شیری، حدود ۴ تا ۵ میلیارد سال آینده با آن برخورد خواهد کرد.

برخورد کهکشان راه شیری و آندرومدا

همان‌طور که اشاره شد، آندرومدا و کهکشان راه شیری که حدود ۶۸۵ هزار پارسک از هم فاصله دارند، به آرامی با سرعتی نزدیک به ۱۰۰ کیلومتر بر ثانیه به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند و دانشمندان به این نتیجه رسیده‌اند که این دو کهکشان احتمالا در حدود ۴.۵ میلیارد سال آینده با هم برخورد خواهند کرد. به گفته‌ی ناسا، این دو کهکشان به احتمال زیاد در ادامه یک کهکشان غول‌پیکر بیضی شکل را تشکیل خواهند داد.

هنوز مشخص نیست که در طول فرآیند ادغام دو کهکشان ممکن است برای زمین، سیاره‌های منظومه شمسی و کل سامانه‌ی خورشیدی ما چه روی بدهد. دانشمندان فکر می‌کنند که ممکن است منظومه‌ی ما به جایی بسیار دورتر از هسته‌ی کهکشان راه شیری برود یا به طور کامل از کهکشان به بیرون پرتاب شود. با این حال با توجه به اینکه ستارگان بخش بسیار کوچکی را در مقایسه با حجم کلی کهکشان تشکیل می‌دهند، احتمال برخورد اجرام دیگر به زمین تقریبا صفر است.

گازهای حاصل از این دو کهکشان اما قطعا با هم برخورد و یک موج ایجاد می‌کنند. موجی که به احتمال بسیار زیاد آغازگر بخشی از فرآیند شکل‌گیری ستاره‌هاست و چند میلیون سال بعد، احتمالا ستاره‌های جوان و درخشان بیشتری را در نزدیکی کهکشان شکل گرفته تشکیل می‌دهند.

با این حال، هیچ یک از این رویدادها تأثیر زیادی بر منظومه‌ی شمسی نخواهد گذاشت. علاوه بر اینکه تا آن زمان تقریبا به صورت قطعی هیچ یک از ما نخواهیم بود تا بفهمیم که چه روی می‌دهد. پیش‌بینی می‌شود تا حدود یک میلیارد سال دیگر، درخشندگی روزافزون خورشید، حیات روی زمین را به‌طور کامل و به گونه‌ای مختل کرده باشد که تنها موجودات تک سلولی باقی بمانند.

شباهت‌ها و تفاوت‌های آندرومدا با راه شیری

کهکشان آندرومدا و کهکشان راه شیری هر دو جزو کهکشان‌های مارپیچی متوسط با میله‌های مرکزی سه‌بعدی نه چندان قدرتمند، در گروه محلی کهکشانی ما محسوب می‌شوند. همچنین هر دو سیاهچاله‌ی مرکزی نسبتا غیرفعال دارند و حتی سیاهچاله‌ی M31 حداقل در حال حاضر کمتر از سیاهچاله‌ی مرکزی کهکشان راه شیری فعال است. با وجود این شباهت‌ها تفاوت‌های مهمی هم از نظر ساختار، اندازه و ویژگی‌های مختلف آن‌ها وجود دارد.

اندازه و جرم

آندرومدا با قطری حدود ۲۶۰ هزار سال نوری از راه شیری که حدود ۱۰۰ تا ۱۲۰ هزار سال نوری قطر دارد، بزرگ‌تر است. با این حال جرم آن تقریبا یک تریلیون برابر جرم خورشید و برابر یا کمی کمتر از جرم راه شیری تخمین زده می‌شود.

ستاره‌ها و ساختار درونی

آندرومدا نسبت به راه شیری با حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد ستاره، میزبان تعداد بیشتری ستاره است. علاوه بر این، در حالی که راه شیری هسته‌ای تکی دارد، در داخل کهکشان آندرومدا یک هسته‌ی دوگانه جای دارد که احتمالا ناشی از ادغام یک کهکشان دیگر در گذشته است.

سرعت حرکت و آینده

آندرومدا با سرعت حدود ۱۱۰ کیلومتر بر ثانیه به سمت راه شیری حرکت می‌کند تا این دو کهکشان در حدود ۴ تا ۵ میلیارد سال آینده با یکدیگر برخورد کنند و یک کهکشان جدید به نام میلکومدا را تشکیل خواهند داد.

منطقه‌ی ستاره‌زایی

بازوهای مارپیچی آندرومدا مناطقی از ستاره‌زایی فعال هستند و راه شیری نیز در بازوهای مارپیچی‌اش مانند بازوی جبار فعالیت‌های ستاره‌زایی دارد. با این حال، نرخ تشکیل ستاره‌ها در آندرومدا در مقایسه با راه شیری کمتر است و این کهکشان در حال ورود به مرحله‌ای آرام‌تر از زندگی کیهانی خود است.

قمرهای کهکشانی

کهکشان راه شیری دارای حدود ۱۴ قمر کهکشانی است، در حالی که آندرومدا تعداد بیشتری کهکشان اقماری دارد و تعداد آن‌‌ها به بیش از ۲۰ کهکشان می‌رسد.

سیاهچاله‌ی آندرومدا

کهکشان آندرومدا در مرکز خود یک سیاهچاله‌ی کلان‌جرم دارد که دارای جرمی معادل حدود ۱۴۰ میلیون برابر جرم خورشید است. این سیاهچاله در یکی از دو هسته‌ی مرکزی این کهکشان قرار دارد و توسط اثرات گرانشی و تأثیرش بر حرکت ستاره‌های اطراف شناسایی شده است. علاوه بر این، تابش پرانرژی و امواج رادیویی از این منطقه منتشر می‌شود که نشان‌دهنده‌ی وجود این سیاهچاله است.

سیاره فراخورشیدی احتمالی در آندرومدا

در سال ۱۹۹۹ میلادی دانشمندان متوجه تغییر یک دقیقه‌ای در ظاهر کهکشان آندرومدا شدند که به عنوان یک رویداد میکرولنزینگ شناخته می‌شود و آن را PA-99-N2 نامیدند. همگرایی گرانشی یا عدسی گرانشی، زمانی روی می‌دهد که جرمی بسیار عظیم، مانند یک کهکشان بزرگ، نور یک جرم پس‌زمینه‌ای بسیار دورتر را در پشت خود خم می‌کند و بنابراین گاهی اوقات چندین تصویر مخدوش از آن می‌سازد. در پدیده‌ی میکرولنزینگ هم یک جرم کوچک‌تر، مانند یک ستاره یا سیاره باعث این نوع اعوجاج می‌شود. به گفته‌ی انجمن سیاره‌ای، اعوجاج نور باعث می‌شود که منبع پس‌زمینه به طور موقت روشن‌تر شود.

درباره‌ی آنچه دانشمندان در آندرومدا دیده‌اند، یک توضیح این است که جرم پس‌زمینه‌ای می‌تواند یک ستاره‌ی غول سرخ در آندرومدا و جرم عدسی‌کننده ستاره‌ی دیگری در همان کهکشان، احتمالا سیاره‌ای که به دور آن می‌چرخد، باشد چون الگوی تغییرات نور در طول این رویداد، با یک سیاره منطبق است. اگر این سیاره وجود داشته باشد، نخستین سیاره‌ی فراخورشیدی است که در کهکشان دیگری کشف شده است. همچنین بر اساس یک مطالعه در سال ۲۰۱۲، این سیاره ممکن است حدود ۶.۳۴ برابر مشتری جرم داشته باشد.

آیا در کهکشان آندرومدا حیات وجود دارد؟

ما می دانیم که حیات در کهکشان راه شیری، دست کم به شکلی که ما داریم، وجود دارد! اما درباره‌ی نزدیک‌ترین کهکشان بزرگ به ما، یعنی کهکشان آندرومدا چطور؟

با توجه به اینکه وجود حیات فراتر از زمین هنوز تأیید نشده است، ستاره‌شناسان نمی‌توانند با اطمینان بگویند که آیا در جای دیگری از کیهان، از جمله کهکشان آندرومدا، حیات وجود دارد یا خیر. اما از دهه‌ی ۱۹۹۰ میلادی، علم سیارات فراخورشیدی به اندازه‌ی پیشرفت کرده است اکنون اخترشناسان محاسبه کرده‌اند به طور متوسط ​​حداقل یک سیاره به دور هر ستاره‌ای که می‌توانیم در آسمان شب ببینیم، در حال گردش است.

با توجه به اینکه کهکشان آندرومدا دارای دست کم ۱ تریلیون ستاره است، برخی از آن‌ها در فاصله‌ی مناسبی به دور ستاره‌های مادر خود می‌چرخند و میوجود آب مایع روی سطح آن‌ها هست. چون وجود آب مایع یک شرط کلیدی برای حیات مشابه حیات زمیتی است، بخش مهمی از جست‌وجو برای حیات فراتر از سیاره ما است.

بدین ترتیب ‌کهکشان‌هایی مانند کهکشان آندرومدا می‌توانند مملو از جهان‌های قابل سکونت باشند که برخی از آن‌ها حتی ممکن است اکنون میزبان حیات هوشمند باشند. با این حال تا زمانی که به طور قطعی شناسایی نشود، پاسخ به این پرسش که آیا حیات در کهکشان آندرومدا وجود دارد یا نه، بدون پاسخ باقی می‌ماند.

آندرومدا و بحث بزرگ نجوم

در دهه‌ی ۱۹۲۰ میلادی، این کهکشان بخشی از موضوع یک مناظره‌ی بزرگ میان ستاره‌شناسان آمریکایی «هارلو شپلی» (Harlow Shapley) و «هیبر کورتیس» (Heber Curtis) بود. در آن زمان، اخترشناسان تصور می‌کردند که راه شیری کل جهان را تشکیل می‌دهد و بخش‌های عجیبی مانند آندرومدا که در آن زمان به عنوان سحابی در نظر گرفته می‌شدند، درون آن‌ها قرار دارد. کورتیس اما نواخترهای مختلفی را در آندرومدا مشاهده کرده بود و استدلال می‌کرد که این نباید یک «سحابی» باشد، بلکه یک کهکشان جداگانه است.

این بحث ادامه داشت تا اینکه در سال ۱۹۲۵ ادوین هابل، نوع خاصی از ستاره‌ها به نام متغیرهای «قیفاووس» (Cepheid) را شناسایی کرد. نوعی از ستارگان که به دلیل ویژگی‌های خاص خود، امکان اندازه‌گیری دقیق فاصله از جمله در آندرومدا فراهم می‌کند. با توجه به این‌که شپلی قبلا تشخیص داده بود که عرض کهکشان راه شیری تنها ۱۰۰ هزار سال نوری است، محاسبات هابل بر پایه‌ی متغیرهای قیفاووسی نشان داد که لکه‌ی فازی مشاهده شده برای قرار داشتن در کهکشان راه شیری بسیار دور است و بدین ترتیب به عنوان یک کهکشان مجزا در نظر گرفته شد.

رصد آندرومدا در آسمان شب

برای رصد این کهکشان، باید بدانید کهکشان آندرومدا کجاست و موقعیت آن در آسمان شب چیست. کهکشان آندرومدا در صورت فلکی با همین نام قرار گرفته و با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است اما فقط زمانی که زیر آسمان تاریک و شرایط ایدئال در یک شب بدون ماه دیده شود می‌توان ساختار تماشایی آن را دید. این کهکشان را در بسیاری از نقاط زمین، در تمام سال و حداقل برای بخشی از شب می‌توان رصد کرد اما ارتفاع آن در شب‌های مرداد و شهریور (آگوست و سپتامبر) به بالاترین حد در آسمان می‌رسد که به آسانی قابل مشاهده خواهد بود.

برای یافتن آندرومدا، راه‌های مختلفی وجود دارد. یکی از ساده‌ترین آن‌ها یافتن صورت فلکی «ذات‌الکرسی» (Cassiopeia) است که شکل واضح M یا W را در آسمان تشکیل می‌دهد. پایین‌ترین نقطه‌ی W ستاره «صدر» (Schedar) است که رأس یک شکل V است و مستقیما به آندرومدا اشاره می‌کند. کهکشان آندرومدا با چشم غیر مسلح در آسمان شب به صورت یک لکه‌ی کم‌رنگ و محو دیده می‌شود.

روش دیگر استفاده از صورت‌واره‌ای است که با عنوان «میدان بزرگ پگاسوس» (Great Square of Pegasus) شناخته می‌شود. یک قطر را از گوشه‌ی جنوب غربی به شمال شرقی میدان تصور کنید. سپس آن را امتداد دهید تا به ستاره‌ی «جنب‌المسلسله» (Mirach) برسید. سپس ۹۰ درجه به سمت شمال غربی تغییر دید دهید تا به سمت مو (m) آندرومدا حرکت کنید و به نو آندرومدا برسید.

حتی با استفاده از یک تلسکوپ پرقدرت زیر آسمان تاریک می‌توان برخی از خوشه‌های ستاره‌ای این کهکشان را هم مشاهده کرد، مانند خوشه‌ی درخشان «مایال ۲» (Mayall II) که Globular One یا G1 هم نامیده می‌شود. این خوشه به قدری درخشان است که برخی از پژوهشگران فکر می‌کنند بقایای هسته‌ی کهکشان کوتوله‌ای است که در گذشته‌های دور با آندرومدا ادغام شده است.

اهمیت علمی کهکشان آندرومدا

مطالعه‌ی کهکشان آندرومدا از جنبه‌های مختلف علمی اهمیت دارد. به عنوان نزدیک‌ترین کهکشان بزرگ به کهکشان راه شیری، آندرومدا فرصتی منحصربه‌فرد برای بررسی ویژگی‌های کهکشان‌های مارپیچی فراهم می‌کند. فاصله‌ی نسبتا کم آن امکان مشاهده‌ی دقیق ساختار، بازوهای مارپیچی، هسته‌ی کهکشانی و مناطق ستاره‌زایی را در این نوع کهکشان‌ها فراهم کرده است. پژوهش‌های مختلف درباره‌ی آن همچنین به دانشمندان کمک می‌کند تا فرآیندهای شکل‌گیری ستاره‌ها، رفتار ماده‌ی تاریک و نتایج برخوردهای کهکشانی را بهتر درک کنند.

به جز این مطالعه‌ی روند حرکت آندرومدا به سمت کهکشان راه شیری و پیش‌بینی ادغام آن‌ها، دیدگاه‌های تازه‌ای درباره‌ی تکامل کهکشان‌ها و نقش گرانش در ساختار کیهان ارائه می‌دهد. این ادغام آینده که نمونه‌ای از برخوردهای عظیم در جهان محسوب می‌شود، به دانشمندان کمک می‌کند تا مراحل بعدی تکامل کیهانی را پیش‌بینی کنند. همچنین، مشاهده‌ی خوشه‌های کروی و قمرهای کهکشان‌های اطراف آندرومدا، می‌تواند داده‌های ارزشمندی درباره تاریخچه‌ی ادغام کهکشان‌ها و تشکیل هاله‌های کهکشانی ارائه دهد. بنابراین مطالعه‌ی این کهکشان همسایه نه تنها برای درک خود آن، بلکه برای درک بهتر جایگاه کهکشان راه شیری در کیهان ضروری است.

عجایب کهکشان آندرومدا

ساختار دو هسته‌ای

آندرومدا به جای یک هسته، دو هسته در مرکز خود دارد که یکی از آن‌ها یک سیاهچاله‌ی کلان‌جرم و دیگری خوشه‌ای از ستاره‌هاست. این ساختار احتمالا نتیجه‌ی یک ادغام کهکشانی در گذشته است و موضوع پژوهش بسیاری از اخترشناسان بوده است.

جرم سیاهچاله‌ی مرکز آندرومدا حدود ۱۴۰ میلیون برابر جرم خورشید است که بسیار پرجرم‌تر از سیاهچاله‌ی مرکزی راه شیری با حدود ۴ میلیون برابر جرم خورشید محسوب می‌شود.

سیاهچاله کلان‌جرم مرکزی

مرکز آندرومدا دارای یک سیاهچاله ابرپرجرم با جرمی حدود ۱۴۰ میلیون برابر جرم خورشید است. این سیاهچاله بسیار پرجرم‌تر از سیاهچاله‌ی راه شیری (که حدود ۴ میلیون برابر جرم خورشید است) می‌باشد.

تعداد زیاد ستارگان

کهکشان آندرومدا بیش از ۱ تریلیون ستاره دارد که تقریبا دو برابر تعداد ستاره‌های برآورد شده برای کهکشان راه شیری است. این مسئله آندرومدا را به یکی از پرستاره‌ترین کهکشان‌های محلی تبدیل می‌کند.

برخورد با راه شیری

آندرومدا نزدیک‌ترین کهکشان مارپیچی به کهکشان ماست و در فاصله‌ی حدود ۲.۵ میلیون سال نوری قرار دارد که به تدریج کاهش پیدا می‌کند. علت این کاهش این است که آندرومدا در حال حرکت به سمت راه شیری است و انتظار می‌رود حدود ۴.۵ میلیارد سال دیگر با کهکشان ما برخورد کند. این برخورد احتمالا منجر به شکل‌گیری یک کهکشان بیضوی بزرگ خواهد شد.

بازوهای مارپیچی عظیم

آندرومدا بازوهای مارپیچی گسترده‌ای دارد که مملو از گردوغبار و مناطق ستاره‌زایی فعال است. این بازوها در طول موج‌های مختلف، از جمله فروسرخ و فرابنفش مشاهده شده‌اند.

قمرهای کهکشانی زیاد

آندرومدا دارای حداقل ۱۴ کهکشان کوچک قمری است که ویژگی‌ها و ساختار برخی از آن‌ها مانند M32 و M110 به خوبی مطالعه شده است.

بزرگ‌تر از قرص ماه در آسمان شب

کهکشان آندرومدا در آسمان زمین ۶ برابر بزرگ‌تر از ماه کامل است اما به اندازه‌ای کم‌نور است که نمی‌توان تمام گستره‌ی آن را با چشم غیر مسلح به وضوح دید. هرچند با استفاده از دوربین‌ها و تکنیک‌های عکاسی مناسب و در آسمانی تاریک می‌توان گستردگی آن را در مقایسه با ماه ثبت کرد.

عکس کهکشان آندرومدا

در حالی که چشم غیرمسلح کهکشان آندرومدا را تنها به شکل شبح‌وار می‌بیند، تلسکوپ‌های قدرتمند زمینی و فضایی می‌توانند جزئیات بی‌نظیری از آن را رصد و ثبت کنند. بنابراین تا کنون عکس‌های خیره‌کننده‌ای توسط این ابزارها گرفته شده است که به برخی از مهم‌ترین آن‌ها در زیر اشاره شده است.

تصویر فروسرخ تلسکوپ اسپیتزر (۲۰۰۵)

تلسکوپ فضایی اسپیتزر با ترکیب طول موج‌های ۲۴، ۷۰ و ۱۶۰ میکرون، تصویری در طیف فروسرخ از کهکشان آندرومدا ارائه کرده است. این تصویر مناطق گرد و غباری گرم و سرد کهکشان از جمله بازوهای مارپیچی و مناطق شکل‌گیری ستاره‌ها را کند. داده‌های این تصویر در سالگرد یک سالگی پرتاب اسپیتزر جمع‌آوری شد.

تصویر سراسرنمای تلسکوپ گلکس (۲۰۱۲)

این تصویر توسط تلسکوپ «گلکسی اکسپلورر» (GALEX) در طیف فرابنفش گرفته شده است و مناطقی از کهکشان آندرومدا را نشان می‌دهد که در آن ستاره‌های جوان و داغ به‌تازگی شکل گرفته‌اند. این تصویر به درک فرآیندهای شکل‌گیری ستاره‌ها در بازوهای مارپیچی کمک می‌کند.

تصویر تلسکوپ هرشل (۲۰۱۳)

این تصویر که در طول موج‌های فروسرخ گرفته شده است، به مطالعه‌ی توزیع گرد و غبار و فعالیت‌های ستاره‌زایی در کهکشان آندرومدا کمک کرده است.

تصویر رنگی تلسکوپ سوبارو (۲۰۱۳)

تلسکوپ سوبارو که در هاوایی قرار دارد، تصویری با کیفیت بالا از آندرومدا گرفته است که بازوهای مارپیچی و هسته‌ی درخشان آن را با جزئیات زیاد نشان می‌دهد. این تصویر به پژوهش درباره‌ی ساختار کهکشان کمک زیادی کرده است.

تصویر فوق دقیق هابل (۲۰۱۵)

این تصویر که تحت پروژه‌ی «پانکروماتیک خزانه‌ی آندرومدا» (PHAT) به ثبت رسیده است، با رزولوشن ۱.۵ میلیارد پیکسل در نور مرئی، یکی از بزرگ‌ترین و دقیق‌ترین تصاویر از کهکشان آندرومدا به شمار می‌رود. این عکس حدود یک‌سوم دیسک کهکشان را با جزئیات استثنایی نشان می‌دهد. در این تصویر بیش از ۱۰۰ میلیون ستاره و هزاران خوشه‌ی ستاره‌ای قابل مشاهده است.

تصویر رادیویی ساردینیا (۲۰۲۰)

این تصویر که در فرکانس مایکروویو ۶.۶ گیگاهرتز ایجاد شده است و به نوعی صدای کهکشان آندرومدا به شمار می‌رود، به دانشمندان امکان داد تا مناطقی را که ستارگان جدید در آن متولد می‌شوند، مطالعه کنند و ساختار کهکشان آندرومدا را با جزئیات بی‌سابقه‌ای درک کنند. این رصدهای رادیویی بینش مهمی درباره‌ی فرآیندهای گسیل گرمایی و غیرگرمایی که در اندرومدا رخ می‌دهد، مانند تشکیل ستاره و پرتوهای کیهانی در حال برهم‌کنش با میدان های مغناطیسی ارائه داده است.

در این تصویر که نتیجه‌ی ۶۶ ساعت رصد است، قرص آندرومدا به عنوان یک منطقه‌ی کلیدی برای تشکیل ستاره دیده می‌شود و حدود ۱۰۰ منبع نقطه‌ای از جمله ستاره‌ها و کهکشان‌ها در پس‌زمینه شناسایی شده‌اند. این نخستین نقشه‌ی دقیق رادیویی آندرومدا محدوده‌ی ۱ تا ۲۲ گیگاهرتز به عنوان یک فرکانس ضروری برای مطالعه‌ی پرتوهای ضعیف است.

جمع‌بندی

کهکشان آندرومدا با تمام شگفتی‌هایش، از ساختار دو هسته‌ای و سیاهچاله‌ای عظیم گرفته تا بازوهای گسترده‌ای که مناطق زایش ستارگان هستند، نه تنها می‌تواند پاسخ پرسش‌های کیهانی را زیادی را بدهد، بلکه آینه‌ای از آینده‌ی کهکشان راه شیری هم به شمار می‌رود و مطالعه‌ی آن راهی برای درک بهتر فرایندهای پیچیده‌ی شکل‌گیری و تکامل کهکشان ماست. بدین ترتیب این ساختار گسترده‌ی کیهانی، با جلوه‌گری بی‌نظیر خود در آسمان شب، علاوه بر اینکه بخشی از زیبایی‌های کیهانی را پیش روی بشر می‌گذارد، رازهای کیهانی بسیاری را روشن سازد.

منبع: خبرآنلاین