Galáxia de Andrômeda -Andromeda Galaxy

Galáxia de Andrômeda
A Galáxia de Andrômeda com as galáxias satélites M32 (centro à esquerda acima do núcleo galáctico ) e M110 (centro à esquerda abaixo da galáxia)
Dados de observação ( época J2000 )
Pronúncia	/ æ n ˈ d r ɒ m ɪ d ə /
constelação	Andrômeda
Ascensão certa	00h 42m 44,3s _ _ _
Declinação	+41° 16′ 9″
redshift	z = −0,001004 (sinal de menos indica blueshift )
Velocidade radial do hélio	−301 ± 1 km/s
Distância	765  kpc (2,50  Mly )
Magnitude aparente  (V)	3.44
Magnitude absoluta  (V)	−21,5
Características
Modelo	SA(s)b
Massa	(1,5 ± 0,5) × 10 12  M ☉
Número de estrelas	~ 1 trilhão (10 12 )
Tamanho	46,56  kpc (152  kly ) (diâmetro; 25,0 mag/arcsec 2 isófoto de banda B)
Tamanho aparente  (V)	3,167° × 1°
Outras designações
M 31, NGC 224, UGC 454, PGC 2557, 2C 56 (Núcleo), CGCG 535-17, MCG +07-02-016, IRAS 00400+4059, 2MASX J00424433+4116074, GC 116, h 50, Bode 3, Flamsteed 58, Hevelius 32, Ha 3.3, IRC +40013

A Galáxia de Andrômeda (IPA: / æ n ˈ d r ɒ m ɪ d ə / ), também conhecida como Messier 31 , M31 , ou NGC 224 e originalmente a Nebulosa de Andrômeda , é uma galáxia espiral barrada com diâmetro de cerca de 46,56 kiloparsecs (152.000 anos-luz) a aproximadamente 2,5 milhões de anos-luz (765 kiloparsecs ) da Terra e a grande galáxia mais próxima da Via Láctea . O nome da galáxia deriva da área do céu da Terra em que aparece, a constelação de Andrômeda , que recebeu o nome da princesa que era esposa de Perseu na mitologia grega .

A massa virial da Galáxia de Andrômeda é da mesma ordem de grandeza da Via Láctea, com 1  trilhão de massas solares (2,0 × 10 ⁴² kg ). A massa de qualquer uma das galáxias é difícil de estimar com precisão, mas por muito tempo se pensou que a Galáxia de Andrômeda é mais massiva que a Via Láctea por uma margem de cerca de 25% a 50%. Isso foi questionado por um estudo de 2018 que citou uma estimativa mais baixa da massa da Galáxia de Andrômeda, combinada com relatórios preliminares de um estudo de 2019 que estimava uma massa maior da Via Láctea. A Galáxia de Andrômeda tem um diâmetro de cerca de 46,56  kpc (152.000  ly ), tornando-se o maior membro do Grupo Local em termos de extensão.

Espera- se que as galáxias Via Láctea e Andrômeda colidam em cerca de 4 a 5 bilhões de anos, fundindo-se para formar potencialmente uma galáxia elíptica gigante ou uma grande galáxia lenticular . Com uma magnitude aparente de 3,4, a Galáxia de Andrômeda está entre os objetos mais brilhantes de Messier e é visível a olho nu da Terra em noites sem lua, mesmo quando vista de áreas com poluição luminosa moderada .

Histórico de observação

Grande "Nebulosa" de Andrômeda ( M110 no canto superior esquerdo), conforme fotografado por Isaac Roberts , 1899.

Por volta do ano 964, o astrônomo persa Abd al-Rahman al-Sufi foi o primeiro a descrever formalmente a Galáxia de Andrômeda. Ele se referiu a isso em seu Livro das Estrelas Fixas como uma "mancha nebulosa" ou "pequena nuvem".

Os mapas estelares daquele período a rotularam como a Pequena Nuvem . Em 1612, o astrônomo alemão Simon Marius fez uma descrição inicial da Galáxia de Andrômeda com base em observações telescópicas. Pierre Louis Maupertuis conjecturou em 1745 que o ponto borrado era um universo insular. Em 1764, Charles Messier catalogou Andrômeda como objeto M31 e creditou incorretamente Marius como o descobridor, apesar de ser visível a olho nu. Em 1785, o astrônomo William Herschel notou uma leve tonalidade avermelhada na região central de Andrômeda. Ele acreditava que Andrômeda era a mais próxima de todas as "grandes nebulosas " e, com base na cor e na magnitude da nebulosa, adivinhou incorretamente que não era mais do que 2.000 vezes a distância de Sirius , ou aproximadamente 18.000  ly (5,5  kpc ). . Em 1850, William Parsons, 3º Conde de Rosse fez o primeiro desenho da estrutura espiral de Andrômeda .

Em 1864 , Sir William Huggins observou que o espectro de Andrômeda diferia de uma nebulosa gasosa. O espectro de Andrômeda exibe um continuum de frequências , sobrepostas com linhas escuras de absorção que ajudam a identificar a composição química de um objeto. O espectro de Andrômeda é muito semelhante aos espectros de estrelas individuais e, a partir disso, deduziu-se que Andrômeda tem uma natureza estelar. Em 1885, uma supernova (conhecida como S Andromedae ) foi vista em Andrômeda, a primeira e até agora única observada naquela galáxia. Na época era chamada de "Nova 1885" - a diferença entre " novae " no sentido moderno e supernova ainda não era conhecida. Andrômeda foi considerada um objeto próximo e não se percebeu que a "nova" era muito mais brilhante que as novas comuns.

Em 1888, Isaac Roberts tirou uma das primeiras fotografias de Andrômeda, que ainda era comumente considerada uma nebulosa dentro de nossa galáxia. Roberts confundiu Andrômeda e "nebulosas espirais" semelhantes com sistemas estelares sendo formados .

Em 1912, Vesto Slipher usou a espectroscopia para medir a velocidade radial de Andrômeda em relação ao Sistema Solar — a maior velocidade já medida, de 300 km/s (190 mi/s).

Universo insular

Localização da Galáxia de Andrômeda (M31) na constelação de Andrômeda.

Já em 1755 o filósofo alemão Immanuel Kant propôs a hipótese de que a Via Láctea é apenas uma das muitas galáxias, em seu livro História Natural Universal e Teoria dos Céus . Argumentando que uma estrutura como a Via Láctea pareceria uma nebulosa circular vista de cima e como uma elíptica se vista de um ângulo, ele concluiu que as nebulosas elípticas observadas como Andrômeda, que não poderiam ser explicadas de outra forma na época, eram de fato galáxias. semelhante à Via Láctea.

Em 1917, Heber Curtis observou uma nova dentro de Andrômeda. Pesquisando o registro fotográfico, mais 11 novas foram descobertas. Curtis notou que essas novas eram, em média, 10 magnitudes mais fracas do que aquelas que ocorriam em outras partes do céu. Como resultado, ele foi capaz de chegar a uma estimativa de distância de 500.000 ly (3,2 × 10 ¹⁰  UA). Tornou-se um proponente da chamada hipótese dos "universos insulares", que sustentava que as nebulosas espirais eram na verdade galáxias independentes.

Galáxia de Andrômeda perto do canto superior esquerdo do Very Large Telescope . A Galáxia do Triângulo é visível no topo.

Em 1920, ocorreu o Grande Debate entre Harlow Shapley e Curtis sobre a natureza da Via Láctea, nebulosas espirais e as dimensões do universo . Para apoiar sua afirmação de que a Grande Nebulosa de Andrômeda é, de fato, uma galáxia externa, Curtis também notou o aparecimento de faixas escuras dentro de Andrômeda que se assemelhavam às nuvens de poeira em nossa própria galáxia, bem como observações históricas do significativo deslocamento Doppler da Galáxia de Andrômeda . Em 1922 , Ernst Öpik apresentou um método para estimar a distância de Andrômeda usando as velocidades medidas de suas estrelas. Seu resultado colocou a Nebulosa de Andrômeda bem longe de nossa galáxia a uma distância de cerca de 450 kpc (1.500 kly). Edwin Hubble resolveu o debate em 1925 quando identificou estrelas variáveis ​​extragalácticas Cefeidas pela primeira vez em fotos astronômicas de Andrômeda. Estes foram feitos usando o telescópio Hooker de 100 polegadas (2,5 m) e permitiram que a distância da Grande Nebulosa de Andrômeda fosse determinada. Sua medição demonstrou conclusivamente que esse recurso não era um aglomerado de estrelas e gás dentro de nossa própria galáxia, mas uma galáxia totalmente separada localizada a uma distância significativa da Via Láctea.

Em 1943, Walter Baade foi a primeira pessoa a resolver estrelas na região central da Galáxia de Andrômeda. Baade identificou duas populações distintas de estrelas com base em sua metalicidade , nomeando as estrelas jovens e de alta velocidade no disco Tipo I e as estrelas vermelhas mais velhas no bojo Tipo II. Essa nomenclatura foi posteriormente adotada para estrelas dentro da Via Láctea e em outros lugares. (A existência de duas populações distintas havia sido observada anteriormente por Jan Oort .) Baade também descobriu que havia dois tipos de estrelas variáveis ​​Cefeidas, o que resultou na duplicação da distância estimada para Andrômeda, bem como para o restante do universo.

Em 1950, a emissão de rádio da Galáxia de Andrômeda foi detectada por Hanbury Brown e Cyril Hazard no Jodrell Bank Observatory . Os primeiros mapas de rádio da galáxia foram feitos na década de 1950 por John Baldwin e colaboradores do Cambridge Radio Astronomy Group . O núcleo da Galáxia de Andrômeda é chamado de 2C 56 no catálogo de radioastronomia 2C . Em 2009, o primeiro planeta pode ter sido descoberto na Galáxia de Andrômeda. Isso foi detectado usando uma técnica chamada microlente , que é causada pela deflexão da luz por um objeto massivo.

Observações de emissão de rádio linearmente polarizada com o Westerbork Synthesis Radio Telescope , o Effelsberg 100-m Radio Telescope e o Very Large Array revelaram campos magnéticos ordenados alinhados ao longo do "anel de 10 kpc" de formação de gás e estrelas. O campo magnético total tem uma força de cerca de 0,5 nT, dos quais 0,3 nT são ordenados.

Em geral

A distância estimada entre a Galáxia de Andrômeda e a nossa dobrou em 1953, quando se descobriu que existe outro tipo de estrela variável Cefeida , mais fraca . Na década de 1990, as medições de gigantes vermelhas padrão , bem como de estrelas vermelhas do satélite Hipparcos , foram usadas para calibrar as distâncias das Cefeidas.

Formação e história

A Galáxia de Andrômeda vista pelo Wide -field Infrared Survey Explorer da NASA .

A Galáxia de Andrômeda formou-se há cerca de 10 bilhões de anos a partir da colisão e subseqüente fusão de protogaláxias menores .

Essa violenta colisão formou a maior parte do halo galáctico (rico em metal) e do disco estendido da galáxia. Nessa época, sua taxa de formação de estrelas teria sido muito alta , a ponto de se tornar uma galáxia infravermelha luminosa por cerca de 100 milhões de anos. Andrômeda e a Galáxia do Triângulo (M33) tiveram uma passagem muito próxima de 2 a 4 bilhões de anos atrás. Este evento produziu altas taxas de formação de estrelas no disco da Galáxia de Andrômeda – até mesmo alguns aglomerados globulares – e perturbou o disco externo de M33.

Nos últimos 2 bilhões de anos, acredita-se que a formação de estrelas ao longo do disco de Andrômeda tenha diminuído a ponto de quase inatividade. Houve interações com galáxias satélites como M32 , M110 ou outras que já foram absorvidas pela Galáxia de Andrômeda. Essas interações formaram estruturas como a Corrente Estelar Gigante de Andrômeda . Acredita-se que uma fusão galáctica há cerca de 100 milhões de anos seja responsável por um disco de gás em rotação contrária encontrado no centro de Andrômeda, bem como pela presença de uma população estelar relativamente jovem (100 milhões de anos).

Estimativa de distância

Pelo menos quatro técnicas distintas foram usadas para estimar as distâncias da Terra à Galáxia de Andrômeda. Em 2003, usando as flutuações de brilho da superfície infravermelha (I-SBF) e ajustando para o novo valor de período de luminosidade e uma correção de metalicidade de −0,2 mag dex ⁻¹ pol (O/H), uma estimativa de 2,57 ± 0,06 milhões de luz anos (1,625 × 10 ¹¹  ± 3,8 × 10 ⁹ unidades astronômicas ). Um método variável Cepheid de 2004 estimou a distância em 2,51 ± 0,13 milhões de anos-luz (770 ± 40 kpc). Em 2005, uma estrela binária eclipsante foi descoberta na Galáxia de Andrômeda. O binário são duas estrelas azuis quentes dos tipos O e B. Ao estudar os eclipses das estrelas, os astrônomos conseguiram medir seus tamanhos. Conhecendo os tamanhos e as temperaturas das estrelas, eles conseguiram medir sua magnitude absoluta . Quando as magnitudes visual e absoluta são conhecidas, a distância até a estrela pode ser calculada. As estrelas estão a uma distância de 2,52 × 10 ⁶  ± 0,14 × 10 ⁶  ly (1,594 × 10 ¹¹  ± 8,9 × 10 ⁹  UA) e toda a Galáxia de Andrômeda a cerca de 2,5 × 10 ⁶  ly (1,6 × 10 ¹¹  UA). Este novo valor está em excelente acordo com o valor de distância baseado em Cepheid independente anterior. O método TRGB também foi usado em 2005 dando uma distância de 2,56 × 10 ⁶  ± 0,08 × 10 ⁶  ly (1,619 × 10 ¹¹  ± 5,1 × 10 ⁹  AU). Em média, essas estimativas de distância fornecem um valor de 2,54 × 10 ⁶  ± 0,11 × 10 ⁶  ly (1,606 × 10 ¹¹  ± 7,0 × 10 ⁹  AU). ^^^^^^^

estimativas de massa

A Galáxia de Andrômeda retratada em ultravioleta por GALEX (2003).

Ilustração mostrando o tamanho de cada galáxia e a distância entre as duas galáxias, em escala.

Halo gigante ao redor da Galáxia de Andrômeda.

Até 2018, as estimativas de massa para o halo da Galáxia de Andrômeda (incluindo matéria escura ) davam um valor de aproximadamente 1,5 × 10¹²  M _☉ , em comparação com 8 × 10¹¹  M _☉ para a Via Láctea. Isso contradiz medições anteriores que pareciam indicar que a Galáxia de Andrômeda e a Via Láctea são quase iguais em massa.

Em 2018, a igualdade de massa foi restabelecida pelos resultados do rádio em aproximadamente 8 × 10 11M _☉ . ^_ Em 2006, o esferoide da Galáxia de Andrômedafoi determinado como tendo uma densidade estelar maior do que a da Via Láctea, e seu disco estelar galáctico foi estimado em cerca de duas vezes o diâmetro da Via Láctea. A massa total da Galáxia de Andrômeda é estimada entre 8 × 10¹¹  M _☉ e 1,1 × 10 12M _☉ . ^_ A massa estelar de M31 é 10–15 × 10¹⁰  M _☉ , com 30% dessa massa no bojo central , 56% no disco e os 14% restantes no halo estelar . Os resultados de rádio (massa semelhante à Via Láctea) devem ser considerados os mais prováveis ​​de 2018, embora claramente esse assunto ainda esteja sob investigação ativa por vários grupos de pesquisa em todo o mundo.

A partir de 2019, os cálculos atuais baseados na velocidade de escape e nas medições dinâmicas de massa colocam a Galáxia de Andrômeda em 0,8 × 10¹²  M _☉ , que é apenas metade da massa mais recente da Via Láctea, calculada em 2019 em 1,5 × 10 12M _☉ . ^_

Além das estrelas, o meio interestelar da Galáxia de Andrômeda contém pelo menos 7,2 × 10⁹  M _☉ na forma de hidrogênio neutro , pelo menos 3,4 × 10⁸  M _{☉ como} hidrogênio molecular(dentro de seus 10 kiloparsecs mais internos) e 5,4 × 10^7M  ☉ de pó . _{_}

A Galáxia de Andrômeda é cercada por um enorme halo de gás quente que, estima-se, contém metade da massa das estrelas da galáxia. O halo quase invisível se estende por cerca de um milhão de anos-luz de sua galáxia hospedeira, a meio caminho de nossa Via Láctea. Simulações de galáxias indicam o halo formado ao mesmo tempo que a Galáxia de Andrômeda. O halo é enriquecido em elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio, formados a partir de supernovas , e suas propriedades são as esperadas para uma galáxia que se encontra no "vale verde" do diagrama cor-magnitude da Galáxia (veja abaixo ). As supernovas entram em erupção no disco estrelado da Galáxia de Andrômeda e ejetam esses elementos mais pesados ​​para o espaço. Ao longo da vida da Galáxia de Andrômeda, quase metade dos elementos pesados ​​feitos por suas estrelas foram ejetados muito além do disco estelar de 200.000 anos-luz de diâmetro da galáxia.

Estimativas de luminosidade

Comparada com a Via Láctea, a Galáxia de Andrômeda parece ter predominantemente estrelas mais velhas com idades > 7 × 10⁹ anos. A luminosidade estimadada Galáxia de Andrômeda, ~2,6 × 10¹⁰  L _☉ , é cerca de 25% maior que o da nossa própria galáxia. No entanto, a galáxia tem uma inclinação alta quando vista da Terra e sua poeira interestelar absorve uma quantidade desconhecida de luz, por isso é difícil estimar seu brilho real e outros autores deram outros valores para a luminosidade da Galáxia de Andrômeda (alguns autores até propõe que é a segunda galáxia mais brilhante dentro de um raio de 10 megaparsecs da Via Láctea, depois da Galáxia do Sombrero , com uma magnitude absoluta de cerca de -22,21 ou próximo).

Uma estimativa feita com a ajuda do Telescópio Espacial Spitzer publicada em 2010 sugere uma magnitude absoluta (em azul) de -20,89 (que com um índice de cor de +0,63 se traduz em uma magnitude visual absoluta de -21,52, em comparação com -20,9 para o Via Láctea), e uma luminosidade total nesse comprimento de onda de 3,64 × 10 10L _☉ . ^_

A taxa de formação de estrelas na Via Láctea é muito maior, com a Galáxia de Andrômeda produzindo apenas cerca de uma massa solar por ano, em comparação com 3 a 5 massas solares da Via Láctea. A taxa de novas na Via Láctea também é o dobro da Galáxia de Andrômeda. Isso sugere que a última já experimentou uma grande fase de formação estelar, mas agora está em um estado relativo de quiescência, enquanto a Via Láctea está passando por uma formação estelar mais ativa. Se isso continuar, a luminosidade da Via Láctea pode eventualmente ultrapassar a da Galáxia de Andrômeda.

De acordo com estudos recentes, a Galáxia de Andrômeda fica no que no diagrama de cor-magnitude da Galáxia é conhecido como "vale verde", uma região habitada por galáxias como a Via Láctea em transição da "nuvem azul" (galáxias formando ativamente novas estrelas ) para a "sequência vermelha" (galáxias que não possuem formação estelar). A atividade de formação de estrelas nas galáxias do vale verde está diminuindo à medida que elas ficam sem gás de formação de estrelas no meio interestelar. Em galáxias simuladas com propriedades semelhantes à Galáxia de Andrômeda, espera-se que a formação de estrelas se extinga dentro de cerca de cinco bilhões de anos, mesmo representando o aumento esperado de curto prazo na taxa de formação de estrelas devido à colisão entre a Galáxia de Andrômeda e a Via Láctea. Caminho.

Estrutura

A Galáxia de Andrômeda ( M110 abaixo) vista em infravermelho pelo Telescópio Espacial Spitzer , um dos quatro Grandes Observatórios Espaciais da NASA .

Imagem da Galáxia de Andrômeda feita pelo Spitzer em infravermelho, 24 micrômetros (Crédito: NASA / JPL – Caltech /Karl D. Gordon, Universidade do Arizona ).

Uma imagem do Galaxy Evolution Explorer da Galáxia de Andrômeda. As bandas de azul esbranquiçado que compõem os anéis marcantes da galáxia são bairros que abrigam estrelas quentes, jovens e massivas. Faixas cinza-azuladas escuras de poeira mais fria aparecem nitidamente contra esses anéis brilhantes, traçando as regiões onde a formação de estrelas está ocorrendo atualmente em densos casulos nublados. Quando observados na luz visível, os anéis da Galáxia de Andrômeda se parecem mais com braços espirais. A visão ultravioleta mostra que esses braços se assemelham mais à estrutura em forma de anel observada anteriormente em comprimentos de onda infravermelhos com o Telescópio Espacial Spitzer da NASA . Os astrônomos que usaram este último interpretaram esses anéis como evidência de que a galáxia esteve envolvida em uma colisão direta com sua vizinha, M32, há mais de 200 milhões de anos.

Com base em sua aparência na luz visível, a Galáxia de Andrômeda é classificada como uma galáxia SA(s)b no sistema de classificação estendido de Vaucouleurs–Sandage de galáxias espirais. No entanto, os dados infravermelhos da pesquisa 2MASS e do Telescópio Espacial Spitzer mostraram que Andrômeda é na verdade uma galáxia espiral barrada , como a Via Láctea, com o eixo principal da barra de Andrômeda orientado 55 graus no sentido anti-horário do eixo principal do disco.

Existem vários métodos usados ​​em astronomia para definir o tamanho de uma galáxia, e cada método pode produzir resultados diferentes em relação ao outro. O mais comumente empregado é o padrão D ₂₅ - o isófoto onde o brilho fotométrico de uma galáxia na banda B (445 nm de comprimento de onda da luz, na parte azul do espectro visível ) atinge 25 mag/arcsec ² . O Terceiro Catálogo de Referência de Galáxias Brilhantes (RC3) usou esse padrão para Andrômeda em 1991, resultando em um diâmetro isofotal de 46,56 kiloparsecs (152.000 anos-luz) a uma distância de 2,5 milhões de anos-luz. Uma estimativa anterior de 1981 deu um diâmetro para Andrômeda em 54 kiloparsecs (176.000 anos-luz).

Um estudo realizado em 2005 pelos telescópios Keck mostra a existência de uma tênue mancha de estrelas, ou halo galáctico , estendendo-se para fora da galáxia. As estrelas neste halo se comportam de maneira diferente daquelas no disco galáctico principal de Andrômeda, onde mostram movimentos orbitais bastante desorganizados, em oposição às estrelas do disco principal com órbitas mais ordenadas e velocidades uniformes de 200 km/s. Este halo difuso se estende para fora do disco principal de Andrômeda com o diâmetro de 67,45 kiloparsecs (220.000 anos-luz).

A galáxia está inclinada em cerca de 77° em relação à Terra (onde um ângulo de 90° seria de ponta). A análise da forma da seção transversal da galáxia parece demonstrar uma deformação pronunciada em forma de S, em vez de apenas um disco plano. Uma possível causa de tal deformação pode ser a interação gravitacional com as galáxias satélites próximas à Galáxia de Andrômeda. O Galaxy M33 pode ser responsável por alguma deformação nos braços de Andrômeda, embora sejam necessárias distâncias e velocidades radiais mais precisas.

Estudos espectroscópicos forneceram medições detalhadas da velocidade de rotação da Galáxia de Andrômeda em função da distância radial do núcleo. A velocidade de rotação tem um valor máximo de 225 km/s (140 mi/s) a 1.300  ly (82.000.000  AU ) do núcleo, e tem seu mínimo possivelmente tão baixo quanto 50 km/s (31 mi/s) a 7.000 ly (440.000.000 AU) do núcleo. Mais adiante, a velocidade de rotação sobe para um raio de 33.000 ly (2,1 × 10 ⁹  AU), onde atinge um pico de 250 km/s (160 mi/s). As velocidades diminuem lentamente além dessa distância, caindo para cerca de 200 km/s (120 mi/s) a 80.000 ly (5,1 × 10 ⁹  UA). Essas medições de velocidade implicam uma massa concentrada de cerca de 6 × 10⁹  M _☉ no núcleo . A massa total da galáxia aumenta linearmente até 45.000 ly (2,8 × 10 ⁹  UA), depois mais lentamente além desse raio.

Os braços espirais da Galáxia de Andrômeda são delineados por uma série de regiões HII , primeiro estudadas em grande detalhe por Walter Baade e descritas por ele como semelhantes a "contas em um cordão". Seus estudos mostram dois braços espirais que parecem estar bem enrolados, embora sejam mais espaçados do que em nossa galáxia. Suas descrições da estrutura espiral, conforme cada braço cruza o eixo principal da Galáxia de Andrômeda, são as seguintes ^{§pp1062 §pp92} :

Como a Galáxia de Andrômeda é vista de perto, é difícil estudar sua estrutura espiral. Imagens retificadas da galáxia parecem mostrar uma galáxia espiral razoavelmente normal, exibindo dois braços contínuos separados um do outro por um mínimo de cerca de 13.000  ly (820.000.000  UA ) e que podem ser seguidos para fora a uma distância de aproximadamente 1.600 ly ( 100.000.000 AU) do núcleo. Estruturas espirais alternativas foram propostas, como um único braço espiral ou um padrão floculento de braços espirais longos, filamentosos e grossos.

Acredita-se que a causa mais provável das distorções do padrão espiral seja a interação com os satélites da galáxia M32 e M110 . Isso pode ser visto pelo deslocamento das nuvens neutras de hidrogênio das estrelas.

Em 1998, imagens do Observatório Espacial Infravermelho da Agência Espacial Européia demonstraram que a forma geral da Galáxia de Andrômeda pode estar em transição para uma galáxia em anel . O gás e a poeira dentro da galáxia são geralmente formados em vários anéis sobrepostos, com um anel particularmente proeminente formado em um raio de 32.000 ly (9,8 kpc) do núcleo, apelidado por alguns astrônomos de anel de fogo . Este anel está escondido das imagens de luz visível da galáxia porque é composto principalmente de poeira fria, e a maior parte da formação estelar que está ocorrendo na Galáxia de Andrômeda está concentrada ali.

Estudos posteriores com a ajuda do Telescópio Espacial Spitzer mostraram como a estrutura espiral da Galáxia de Andrômeda no infravermelho parece ser composta por dois braços espirais que emergem de uma barra central e continuam além do grande anel mencionado acima. Esses braços, porém, não são contínuos e possuem uma estrutura segmentada.

Um exame minucioso da região interna da Galáxia de Andrômeda com o mesmo telescópio também mostrou um anel de poeira menor que se acredita ter sido causado pela interação com M32 há mais de 200 milhões de anos. Simulações mostram que a galáxia menor passou pelo disco da Galáxia de Andrômeda ao longo do eixo polar desta última. Essa colisão retirou mais da metade da massa do menor M32 e criou as estruturas de anel em Andrômeda. É a coexistência da há muito conhecida grande característica semelhante a um anel no gás de Messier 31, juntamente com esta recém-descoberta estrutura interna semelhante a um anel, deslocada do baricentro , que sugeriu uma colisão quase frontal com o satélite. M32, uma versão mais suave do encontro Cartwheel .

Estudos do halo estendido da Galáxia de Andrômeda mostram que ele é aproximadamente comparável ao da Via Láctea, com estrelas no halo sendo geralmente " pobres em metais ", e cada vez mais com distâncias maiores. Esta evidência indica que as duas galáxias seguiram caminhos evolutivos semelhantes. É provável que tenham acumulado e assimilado cerca de 100 a 200 galáxias de baixa massa durante os últimos 12 bilhões de anos. As estrelas nos halos estendidos da Galáxia de Andrômeda e da Via Láctea podem se estender por quase um terço da distância que separa as duas galáxias.

Núcleo

Imagem do Hubble do núcleo da Galáxia de Andrômeda mostrando possível estrutura dupla. Foto da NASA / ESA  .

Concepção artística do núcleo da Galáxia de Andrômeda, mostrando uma visão através de um disco de jovens estrelas azuis circundando um buraco negro supermassivo. Foto da NASA / ESA  .

A Galáxia de Andrômeda é conhecida por abrigar um aglomerado estelar denso e compacto em seu centro. Em um grande telescópio, cria uma impressão visual de uma estrela embutida na protuberância circundante mais difusa. Em 1991, o Telescópio Espacial Hubble foi usado para obter imagens do núcleo interno da Galáxia de Andrômeda. O núcleo consiste em duas concentrações separadas por 1,5  pc (4,9  ly ). A concentração mais brilhante, designada como P1, é deslocada do centro da galáxia. A concentração mais escura, P2, cai no verdadeiro centro da galáxia e contém um buraco negro medido em 3–5 × 10 ⁷ M _☉ em 1993, e em 1,1–2,3 × 10 ⁸ M _☉ em 2005. A dispersão da velocidade do material em torno dele é medido em ≈ 160  km/s (100  mi/s ).

Imagem do telescópio de raios-X Chandra do centro da Galáxia de Andrômeda. Várias fontes de raios-X, provavelmente estrelas binárias de raios-X, dentro da região central da galáxia aparecem como pontos amarelados. A fonte azul no centro está na posição do buraco negro supermassivo .

Foi proposto que o núcleo duplo observado poderia ser explicado se P1 fosse a projeção de um disco de estrelas em uma órbita excêntrica ao redor do buraco negro central. A excentricidade é tal que as estrelas permanecem no apocentro orbital , criando uma concentração de estrelas. P2 também contém um disco compacto de estrelas quentes de classe espectral A. As estrelas A não são evidentes em filtros mais vermelhos, mas na luz azul e ultravioleta elas dominam o núcleo, fazendo com que P2 apareça mais proeminente que P1.

Enquanto no momento inicial de sua descoberta foi levantada a hipótese de que a porção mais brilhante do núcleo duplo é o remanescente de uma pequena galáxia "canibalizada" pela Galáxia de Andrômeda, esta não é mais considerada uma explicação viável, em grande parte porque tal núcleo teria uma vida extremamente curta devido à interrupção das marés pelo buraco negro central. Embora isso pudesse ser parcialmente resolvido se P1 tivesse seu próprio buraco negro para estabilizá-lo, a distribuição de estrelas em P1 não sugere que haja um buraco negro em seu centro.

Fontes discretas

A Galáxia de Andrômeda em raios-X de alta energia e luz ultravioleta (lançado em 5 de janeiro de 2016).

Aparentemente, no final de 1968, nenhum raio X havia sido detectado na Galáxia de Andrômeda. Um voo de balão em 20 de outubro de 1970 estabeleceu um limite superior para raios-X detectáveis ​​da Galáxia de Andrômeda. A pesquisa de todo o céu do Swift BAT detectou com sucesso raios-X duros vindos de uma região centrada a 6 segundos de arco do centro da galáxia. A emissão acima de 25 keV foi posteriormente encontrada como originária de uma única fonte chamada 3XMM J004232.1+411314 , e identificada como um sistema binário onde um objeto compacto (uma estrela de nêutrons ou um buraco negro) acumula matéria de uma estrela.

Múltiplas fontes de raios-X já foram detectadas na Galáxia de Andrômeda, usando observações do observatório orbital XMM-Newton da Agência Espacial Européia (ESA) . Robin Barnard e cols. levantou a hipótese de que estes são candidatos a buracos negros ou estrelas de nêutrons , que estão aquecendo o gás que entra a milhões de kelvins e emitindo raios-X. Estrelas de nêutrons e buracos negros podem ser distinguidos principalmente pela medição de suas massas. Uma campanha de observação da missão espacial NuSTAR identificou 40 objetos desse tipo na galáxia. Em 2012, um microquasar , uma rajada de rádio emanada de um buraco negro menor, foi detectado na Galáxia de Andrômeda. O buraco negro progenitor está localizado perto do centro galáctico e tem cerca de 10 M _☉ . Foi descoberto por meio de dados coletados pela sonda XMM-Newton da Agência Espacial Européia e posteriormente observado pela Missão Swift Gamma-Ray Burst da NASA e pelo Observatório de Raios-X Chandra , o Very Large Array e o Very Long Baseline Array . O microquasar foi o primeiro observado dentro da Galáxia de Andrômeda e o primeiro fora da Via Láctea.

aglomerados globulares

Aglomerados de estrelas na Galáxia de Andrômeda.

Existem aproximadamente 460 aglomerados globulares associados à Galáxia de Andrômeda. O mais massivo desses aglomerados, identificado como Mayall II , apelidado de Globular One, tem uma luminosidade maior do que qualquer outro aglomerado globular conhecido no Grupo Local de galáxias. Ele contém vários milhões de estrelas e é cerca de duas vezes mais luminoso que Omega Centauri , o aglomerado globular mais brilhante conhecido na Via Láctea. O Globular One (ou G1) tem várias populações estelares e uma estrutura muito grande para um globular comum. Como resultado, alguns consideram G1 o núcleo remanescente de uma galáxia anã que foi consumida por Andrômeda no passado distante. O globular com maior brilho aparente é o G76 que está localizado na metade leste do braço sudoeste. Outro aglomerado globular massivo, chamado 037-B327 e descoberto em 2006 como é fortemente avermelhado pela poeira interestelar da Galáxia de Andrômeda , foi pensado para ser mais massivo do que G1 e o maior aglomerado do Grupo Local; no entanto, outros estudos mostraram que é realmente semelhante em propriedades ao G1.

Ao contrário dos aglomerados globulares da Via Láctea, que apresentam uma dispersão de idade relativamente baixa, os aglomerados globulares da Galáxia de Andrômeda têm uma gama muito maior de idades: de sistemas tão antigos quanto a própria galáxia a sistemas muito mais jovens, com idades entre algumas centenas de milhões de anos. a cinco bilhões de anos.

Em 2005, os astrônomos descobriram um tipo completamente novo de aglomerado estelar na Galáxia de Andrômeda. Os aglomerados recém-descobertos contêm centenas de milhares de estrelas, um número semelhante de estrelas que podem ser encontradas em aglomerados globulares. O que os distingue dos enxames globulares é que são muito maiores – com várias centenas de anos-luz de diâmetro – e centenas de vezes menos densos. As distâncias entre as estrelas são, portanto, muito maiores dentro dos aglomerados estendidos recém-descobertos.

O aglomerado globular mais massivo da Galáxia de Andrômeda, B023-G078, provavelmente tem um buraco negro intermediário central de quase 100.000 massas solares.

Galáxias próximas e satélites

Messier 32 está à esquerda do centro, Messier 110 está no canto inferior direito do centro.

Como a Via Láctea, a Galáxia de Andrômeda tem galáxias satélites , consistindo em mais de 20 galáxias anãs conhecidas . A população de galáxias anãs da Galáxia de Andrômeda é muito semelhante à da Via Láctea, mas as galáxias são muito mais numerosas. As galáxias satélites mais conhecidas e facilmente observadas são M32 e M110 . Com base nas evidências atuais, parece que M32 passou por um encontro próximo com a Galáxia de Andrômeda no passado. M32 pode ter sido uma galáxia maior que teve seu disco estelar removido por M31 e passou por um aumento acentuado de formação de estrelas na região do núcleo, que durou até um passado relativamente recente.

M110 também parece estar interagindo com a Galáxia de Andrômeda, e os astrônomos encontraram no halo desta última um fluxo de estrelas ricas em metal que parecem ter sido retiradas dessas galáxias satélites. M110 contém uma pista empoeirada, o que pode indicar formação estelar recente ou em andamento. M32 também tem uma população estelar jovem.

A Galáxia do Triângulo é uma galáxia não anã que fica a 750.000 anos-luz de Andrômeda. Atualmente, não se sabe se é um satélite de Andrômeda.

Em 2006, descobriu-se que nove das galáxias satélites estão em um plano que intercepta o núcleo da Galáxia de Andrômeda; eles não são arranjados aleatoriamente como seria de se esperar de interações independentes. Isso pode indicar uma origem de maré comum para os satélites.

Evento PA-99-N2 e possível exoplaneta na galáxia

Galáxia de Andrômeda com Sobreposição DESI.

PA-99-N2 foi um evento de microlente detectado na Galáxia de Andrômeda em 1999. Uma das explicações para isso é a lente gravitacional de uma gigante vermelha por uma estrela com massa entre 0,02 e 3,6 vezes a do Sol, o que sugere que a estrela é provavelmente orbitada por um planeta. Este possível exoplaneta teria uma massa 6,34 vezes a de Júpiter. Se finalmente confirmado, seria o primeiro planeta extragaláctico já encontrado . No entanto, anomalias no evento foram encontradas posteriormente.

Colisão com a Via Láctea

A Galáxia de Andrômeda está se aproximando da Via Láctea a cerca de 110 quilômetros (68 milhas) por segundo. Foi medido aproximando-se em relação ao Sol a cerca de 300 km/s (190 mi/s) enquanto o Sol orbita em torno do centro da galáxia a uma velocidade de aproximadamente 225 km/s (140 mi/s). Isso torna a Galáxia de Andrômeda uma das cerca de 100 galáxias observáveis ​​com desvio para o azul. A velocidade tangencial ou lateral da Galáxia de Andrômeda em relação à Via Láctea é relativamente muito menor do que a velocidade de aproximação e, portanto, espera-se que ela colida diretamente com a Via Láctea em cerca de 2,5 a 4 bilhões de anos. Um resultado provável da colisão é que as galáxias se fundirão para formar uma galáxia elíptica gigante ou talvez até mesmo uma grande galáxia de disco . Tais eventos são freqüentes entre as galáxias em grupos de galáxias . O destino da Terra e do Sistema Solar no caso de uma colisão é atualmente desconhecido. Antes da fusão das galáxias, há uma pequena chance de que o Sistema Solar possa ser ejetado da Via Láctea ou se juntar à Galáxia de Andrômeda.

Observação amadora

Imagem sobreposta mostrando os tamanhos da Lua e da Galáxia de Andrômeda observados da Terra. Como a galáxia não é muito brilhante, seu tamanho não é evidente.

Sob a maioria das condições de visualização, a Galáxia de Andrômeda é um dos objetos mais distantes que podem ser vistos a olho nu ( M33 e M81 podem ser vistos sob céus muito escuros ). A galáxia é comumente localizada no céu em referência às constelações Cassiopeia e Pegasus . Andrômeda é melhor vista durante as noites de outono no Hemisfério Norte, quando passa alto, atingindo seu ponto mais alto por volta da meia-noite de outubro e duas horas antes a cada mês sucessivo. No início da noite, nasce no leste em setembro e se põe no oeste em fevereiro. Do Hemisfério Sul, a Galáxia de Andrômeda é visível entre outubro e dezembro, melhor vista do extremo norte possível. Os binóculos podem revelar algumas estruturas maiores da galáxia e suas duas galáxias satélites mais brilhantes , M32 e M110 . Um telescópio amador pode revelar o disco de Andrômeda, alguns de seus aglomerados globulares mais brilhantes, faixas de poeira escura e a grande nuvem estelar NGC 206 .

Veja também

• Lista de objetos Messier
• Lista de galáxias
• Novo Catálogo Geral

Notas

Referências

links externos

• A Galáxia de Andrômeda no WikiSky : DSS2 , SDSS , GALEX , IRAS , Hydrogen α , X-Ray , Astrophoto , Sky Map , artigos e imagens
• StarDate: Ficha Técnica M31
• Messier 31, páginas SEDS Messier
• Imagem Astronómica do Dia
  • Um Aglomerado Globular Gigante em M31 1998 17 de outubro.
  • M31: A Galáxia de Andrômeda 2004 18 de julho.
  • Universo da Ilha de Andrômeda 2005 22 de dezembro.
  • Andromeda Island Universe 2010 9 de janeiro.
  • WISE Infrared Andromeda 2010 19 de fevereiro
• M31 e sua espiral nuclear central
• Fotografia amadora – M31
• Aglomerados globulares em M31 no The Curdridge Observatory
• Primeira distância direta até Andrômeda − Artigo da revista Astronomy
• Galáxia de Andrômeda em SolStation.com
• Galáxia de Andrômeda na Enciclopédia de Astrobiologia, Astronomia e Voos Espaciais
• M31, a Galáxia de Andrômeda em NightSkyInfo.com
• Than, Ker (23 de janeiro de 2006). "Configuração estranha: Galáxias satélites de Andrômeda todas alinhadas" . Space. com.
• Hubble encontra disco misterioso de estrelas azuis em torno de buraco negro Observações do Hubble (20 de setembro de 2005) colocam a massa do buraco negro do núcleo de Andrômeda em 140 milhões de massas solares
• M31 (Aparente) Novae Page (IAU)
• Composto de vários comprimentos de onda
• Projeto Andrômeda (fonte coletiva)
• Gray, Meghan; Szymanek, Nik ; Merrifield, Michael. "M31 - Galáxia de Andrômeda" . Vídeos do Céu Profundo . Brady Haran .
• Galáxia de Andrômeda (M31) no Guia de Constelações
• APOD – 1º de agosto de 2013 (tamanho angular do M31 em comparação com a Lua cheia)
• Visão Panorâmica de Alta Definição do Hubble da Galáxia de Andrômeda
• Guia de download e processamento de imagens de Astrofotografia M31 Andrômeda Creative Commons