کهکشان آندرومدا چیست؟ دانستنی های جالب درباره کهکشان همسایه راه شیری

کهکشان آندرومدا (Andromeda) نزدیکترین کهکشان به راه شیری بوده و دورترین جرمی موجود در آسمان نیز بشمار می آید. این کهکشان را می توان با چشم غیر مسلح و در هنگام تاریکی مطلق آسمان مشاهده نمود. آندرومدا شکلی مارپیچی دارد و مسیر حرکت آن به سوی کهکشان راه شیری می باشد. این به آن معنی است که در چند میلیارد سال دیگر برخوردی میان کهکشان راه شیری و آندرومدا به وجود خواهد آمد.

Andromeda از لحاظ ظاهری بسیار شبیه به راه شیری است که در وسط خود برآمدگی متمرکزی از ماده دارد. برآمدگی روی این کهکشان به وسیله قرصی از غبار، گاز و ستاره‌ها در بر گرفته شده است. کهکشان آندرومدا که با نام کهکشان M31 نیز شناخته می شود، حدودا ۲۵۰ میلیارد تا یک تریلیون ستاره دارد. با این حال کم جرم تر از کهکشان راه شیری می باشد.

کهکشان M31 یا آندرومدا چه نوع کهکشانی است؟

همان طور که در بخش مقدمه به آن اشاره کردیم کهکشان آندرومدا مارپیچی شکل است. به همین دلیل نور کمتری در مرکز آن متمرکز است. این کهکشان‌ به دلیل شکل مارپیچی که دارد به دیسک در بردارنده بازوهای مارپیچ، دیسک دایره‌ای و برآمدگی میانی هسته‌ای معروف است. این ویژگی برای تمامی کهکشان های مارپیچی دیگر نیز صادق است و نیز شناخته می‏‌شوند. کهکشان M31 همانند بسیاری دیگر از کهکشان‌های مارپیچی دیگر از یک ظاهر دیسک بیضی برخوردار می باشد. تمامی کهکشان های مارپیچ از جمله آندرومدا با توجه به برخوردار بودن از بار مرکزی در دو زیر گروه دسته بندی شده اند.

نحوه تقسیم بندی کهکشان آندرومدا

هر زیر گروه از این کهکشان ها از جمله کهکشان آندرومدا به نوبه خود بر اساس باز بودن بازوها و اندازه نسبی برآمدگی میانی به انواع هابل Sa,Sb,Sc تقسیم بندی می شوند. همچنین با توجه به داشتن بار مرکزی در سه دسته SBa, SBb, SBu جای داده شده اند. کهکشان‌های مارپیچی شکل که از نوع Sa و SBa هستند، دارای برآمدگی میانی نسبتاً بزرگ و بازوهای کامل و فشرده می باشند.

در مقابل اما کهکشان‌های نوع Sc و SBc از برآمدگی میانی نسبتاً کوچک و بازوهای رهاتر و ناقصی برخوردار می باشند. همچنین برخی دیگر از کهکشان‌های مارپیچی که با توجه به ویژگی های شان در دو گروه ذکر شده قرار داده نمی شوند، به شکل ترکیبی در نزدیک‌ ترین نوع طبقه‌ بندی می شوند.

ویژگی های بارز کهکشان آندرومدا

کهکشان آندرومدا از جمله موارد قابل ذکری است که می توان آن را بدون کمک هیچ نوع دستگاه و تجهیزاتی در آسمان مشاهده کرد. مهم ترین ویژگی M31 ظاهر شدن ان در اسمان به عنوان تیرگی شیری است. قطر 200000 سال نوروی و فاصله 2480000 از زمین دیگر ویژگی های قابل ذکر این کهکشان می باشند. لازم به ذکر است که بعد از کشف آندرومدا تا قرن ها آن را بخشی از کهکشان راه شیری می دانستند. چنین برداشتی از از M31 تا دهه 1920 ادامه داشت تا این که ستاره‌شناس آمریکایی به این نتیجه قطعی رسید که اندرومدا یک کهکشان کاملا مجزا از کهکشان راه شیری می باشد. داشتن پیشینه عجیب و شگفت انگیز از دیگر ویژگی های این کهکشان است.

برخورد و جمع شدن کهکشان های دیگر با آندرومدا از جمله ویژگی های عجیب آن بشمار می آید. به عنوان مثال می توان به کهکشان M32 اشاره کرد که در همسایگی M31 یا آندرومدا قرار دارد. کهکشان M32 دارای ساختاری عجیب بوده که پیش تر کهکشانی پر جرم و عادی بوده که در اثر برخورد با اندرومدا بسیاری از ویژگی های خود مانند خوشه های کروی را از دست داده است. از دیگر ویژگی های Andromeda می توان به وجود ساختارهای منسجم عظیمی از جریان‌های ستاره‌ای و ابرها در آن اشاره نمود. به این معنی که بخش های خارجی آندرومدا از بقایای خارجی کهکشان‌های کوچک خرد شده به وسیله کهکشان مرکزی بسیار بزرگ تشکیل شده است.

مطلب مشابه: دانستنی های علمی در مورد کهکشان راه شیری

کهکشان آندرومدا دقیقا در کجا قرار دارد؟

کهکشان آندرومدا در صورت فلکی آندرومدا واقع شدن است. در مقیاس نجومی نمی توان فاصله آن با زمین را زیاد تلقی کرد. به همین دلیل می توان آن را به راحتی مشاهده کرد. در واقع آندرومدا پر نور ترین کهکشان بعد از کهکشان‌های ابر ماژلانی بزرگ (Large Magellanic Cloud) و ابر ماژلانی کوچک است که در بخش خارجی قابل مشاهده می باشد.

ساکنین کشورهای نیمکره شمالی زمین می توانند با چشم غیر مسلح کهکشان اندرومدا را در تمام طول سال مشاهده نمایند. با این حال شانس دیدن آن در مرداد و شهریور بیشتر از هر زمان دیگری است. زیرا در این ماه ها Andromeda به اندازه کافی در آسمان ارتفاع گرفته و می توان آن را از غروب تا صبح مشاهده نمود.

تفاوت های موجود میان ستارگان اندرومدا و ستارگان راه شیری

بر اساس مقایسه ای که میان تصویر کهکشان راه شیری و تصویر کهکشان آندرومدا انجام گرفته می توان به وجود تفاوت‌های سيستماتيک در ویژگی‌ ستاره‌های این دو کهکشان پی برد. در آندرومدا تنها غول های سرخ و ستاره های درخشان O,B قابل ردیابی هستند.

از مقایسه تصویر کهکشان راه شیری با کهکشان آندرومدا وجود دو دسته ستاره را در Andromeda به اثبات رسیده است. این دو دسته ستاره به ترتیب جمعیت I و جمعیت II نامگذاری شدن اند. در واقع تفاوت های بارزی میان رنگ ستاره ها در دیسک و کره آندرومدا وجود دارد. به این صورت که ستاره‌های دیسک آندرومدا آبی رنگ بوده و جزو دسته I می باشند. همچنین ستاره‌های کره قرمز رنگ و جزو دسته II بشمار می آیند. وجود تفاوت در رنگ ستاره ها به این معناست که ستاره‌ های آبی رنگ تا حد زیادی به درخشان‌ترین ستاره‌ها در دیسک راه شیری شباهت دارند. این در حالی است که ستاره های قرمز رنگ به پر نور ترین ستاره‌ها در خوشه‌های کروی راه شیری شبیه هستند.

نحوه تشکیل کهکشان آندرومدا چگونه است؟

بر اساس آنچه که از اطلاعات بدست آمده استخراج شده کهکشان آندرومدا بر اثر برخورد دو کهکشان کم حجم تر و کوچک تر به وجود آمده است. این اتفاق فوق بزرگ تقریبا ۵ تا ۹ میلیارد سال قبل به وقوع پیوسته است.

تعداد ستارگان کهکشان آندرومدا

تعداد ستاره های کهکشان آندرومدا تقریبا دو برابر ستارگان کهکشان راه شیری است. بسیاری تعداد ستارگان این کهکشان را در حدود یک تریلیون تخمین زده اند. علاوه بر آن این کهکشان دارای یک جسم نسبتا بزرگ در عمق آسمان یعنی ستاره NGC 206 می باشد. جسم مزبور پر نور ترین و درخشان‌ترین ستاره آندرومدا بشمار می آید که در سال 1786 کشف شد.

مطلب مشابه: دانستنی های علمی در مورد فضا + اطلاعات جالب و تحقیق در مورد فضا

جرم آندرومدا چقدر است؟

بر سر میزان دقیق جرم هاله کهکشان آندرومدا اختلاف نظر هایی وجود دارد. در سال 2018 جرم این کهکشان 1.5×1012 M تخمین زده شد. در همین سال جرم کهکشان راه شیری را 8×1011 M اعلام شد. این مقدار جرم اندازه گیری قبلی که نشان می داد آندرومدا و راه شیری از لحاظ جرم با هم برابر هستند را زیر سوال برد. در سال 2018 برابر بودن جرم Andromeda و راه شیری مجددا تایید شد. این نتیجه را با استفاده از اندازه‌ گیری‌های رادیویی بدست آورده و مورد تایید قرار گرفت. در این سال جرم هر دو کهکشان 8×1011 M اعلام شد.

در سال 2006 اطلاعات جدیدی از کهکشان آندرومدا به دست آمد و اعلام شد که کره این کهکشان دارای تراکم ستاره‌ای بیشتری نسبت به کهکشان راه شیری است. همچنین دیسک ستاره‌ای کهکشانی آن نیز تقریباً دو برابر قطر کهکشان راه شیری می باشد. به این ترتیب جرم آندرومدا را مابین 8×1011 تا 1.1×1012 اعلام کردند. بر اساس این اندازه‌ گیری جرم ستاره‌ای آندرومدا 10−15×1010 تخمین زده شد. در این میان 30% از این جرم در برآمدگی مرکزی، 56% نیز در دیسک و 14% هم به هاله ستاره‌ای اختصاص داده شده بود. در واقع از سال 2018 نتایج بدست آمده از اندازه‌ گیری‌های رادیویی که نشان می دهد جرم دو کهکشان مشابه یکدیگر هستند، بیشتر از سایر نتایج اعلام شده به واقعیت نزدیک است.

البته نمی توان این نظریه را نظر قطعی دانست. زیرا در حال حاضر تحقیقات گسترده در رابطه با میزان دقیق جرم کهکشان آندرومدا در حال انجام است. چه بسا طی سال های آینده نتیجه ای کاملا متفاوت از نتایج قبلی به دست بیاید. از سال 2019 دانشمندان محاسباتی را با توجه به سرعت فرار و اندازه‌ گیری جرم دینامیکی صورت داده اند. بر همین اساس جرم کهکشان آندرومدا را برابر با 8×1012 اعلام نموده اند. این میزان تنها یک دوم از جرم جدید کهکشان راه شیری است که در سال 2019 میزان آن 15×1012 اعلام شد. لازم به ذکر است که جدای از ستاره‌ها، محیط بین ستاره‌ای کهکشان آندرومدا دارای حداقل 7.2×109 هیدروژن خنثی و 3.4×108 هیدروژن مولکولی می باشد.

علاوه بر آن کهکشان آندرومدا در محیط بین ستاره ای خود دارای 5.4×107 گرد و غبار نیز می باشد. گفتنی است که آندرومدا به وسیله هاله‌ ای بزرگ که شامل گاز داغ ایت احاطه شده که احتمالا یک دوم از جرم ستاره‌های کهکشان در آن جای گرفته باشد. این هاله تا حد زیادی نامرئی بوده و میزان کشیدگی آن از آندرومدا در حدود یک میلیون سال نوری است. بر اساس شبیه‌ سازی‌هایی که برای این کهکشان‌ صورت گرفته اند، هاله مورد نظر به صورت همزمان و به همراه خود کهکشان به وجود آمده است. همچنین این هاله غنی شده با عناصر سنگینی مانند هیدروژن و هلیوم بوده و از ابرنواختر به وجود آمده‌اند.

ابرنواخترها در درون دیسک مملو از ستاره کهکشان آندرومدا منفجر شده اند و در اثر این انفجار عناصر سنگین را در فضا پخش کرده اند.

مطلب مشابه: اطلاعات علمی در مورد خورشید | تحقیق در مورد خورشید برای دانش آموزان

فاصله کهکشان آندرومدا تا زمین و نحوه محاسبه آن

فاصله کهکشان آندرومدا تا زمین را از چهار روش متفاوت می توان تعیین کرد. روش اول استفاده از نوسانات روشنایی سطح مادون قرمز (I-SBF) است. با این روش فاصله آندرومدا با زمین در حدود 2.57±0.06 میلیون سال نوری تخمین زده شد. در سال 2004 به کمک روش استفاده از ستاره تپشگر سفیوس این فاصله 2.51±0.13 میلیون سال نوری اعلام شد.

در سال 2005 اما دانشمندان موفق به کشف یک ستاره دوتایی گرفتی در آندرومدا شدند. این ستاره از دو ستاره داغ و آبی از نوع O و B تشکیل شده است. ستاره شناسان با دانستن میزان گرفتگی دوتایی‌ها می توانند آن ها را اندازه گیری کنند. در حقیقت با در اختیار داشتن اندازه و دمای ستارگان، می‌توان میزان درخشندگی آن ها را تعیین نمود.

لازم به ذکر است که هر گاه اندازه ظاهری یک ستاره مشخص شود می توان فاصله تا ستاره را نیز محاسبه نمود. با استفاده از این روش محاسباتی، فاصله Andromeda تا زمین 2.52±0.14 میلیون سال نوری تعیین شد. به عبارتی فاصله کل این کهکشان تا زمین 2.5 میلیون سال نوری است. این مقدار بدست آمده با میزان تعیین شده به وسیله روش ستاره تپشگر سفیوس بسیار هماهنگ و منطبق است.

علاوه بر آن به کمک روش TRGB که یک مقیاس اولیه جهت اندازه‌ گیری فاصله در نجوم است در سال 2005 این فاصله برابر با 2.56±0.08 میلیون سال نوری اعلام شد. اگر از مقدار های بدست آمده میانگین گرفت می توان فاصله زمین تا آندرومدا را 2.54±0.11 میلیون سال نوری اعلام کرد. روش دیگر در تعیین این فاصله روش‌ مثلثاتی است. با این روش می‌توان گفت قطر آندرومدا در پهن ترین و گسترده ترین نقطه برابر با 220±3 کیلو سال نوری است.

میزان روشنایی آندرومدا

پیش از هر چیز باید گفت که کهکشان اندرومدا به دلیل داشتن ستاره های پیر تر و بزرگتر پر نور تر است. ستاره های این کهکشان دارای سنی بزرگتر از 7×109 می باشد. از این رو میزان درخشندگی ان ∼2.6×1010 بوده که تقریبا 0.25 برابر بیشتر از کهکشان راه شیری است. در سال

2010 به کمک تلسکوپ فضایی اسپیتزر میزان درخشندگی این کهکشان∼3.64×101 تعیین شد.

وضعیت حیات در کهکشان آندرومدا

بر اساس آخرین تحقیقات انجام شده در خصوص کهکشان آندرومدا نشانه های حیات در هیچ نقطه از آن یافت نشده است. البته نظرات و فرضیه های بسیاری در این رابطه وجود دارد. با این حال با وجود تلاش های مداوم جهت برقراری ارتباط با موجودات فرا زمینی هنوز موفقیتی هر چند کوچک در این زمینه حاصل نشده است. لازم به ذکر است که در جریان برخی تحقیقات و اکتشافات، آنالوگ‌های زمینی کشف شده اند. به این معنی که سیاره‌هایی مانند زمین در فاصله قابل سکونت از ستارگان خود وجود دارند. چنین حالتی قطعا برای وجود آب به صورت مایع مناسب می باشد.

سرنوشت زمین و منظومه شمسی در اثر برخورد احتمالی آندرومدا با کهکشان راه شیری

 احتمالا برخورد کهکشان آندرومدا با کهکشان راه شیری در حدود ۴٫۵ بیلیون سال دیگر رخ خواهد داد. همچنین انتظار می رود در اثر این برخورد یک ابر کهکشان به شکل بیضی یا عدسی تشکیل شود. آندرومدا در حال حاضر با سرعت 110 کیلومتر در ثانیه به کهکشان راه شیری نزدیک می‌شود. سنجش و اندازه‌ گیری‌ها نشان دهنده آن است که سرعت نسبی این کهکشان نسبت به خورشید حدود 300 کیلومتر بر ثانیه می باشد. دلیل این امر آن است که خورشید با سرعتی تقریبی 225 کیلومتر بر ثانیه به دور مرکز کهکشان راه شیری در حال چرخش است.

این در حالی است که سرعت جانبی این کهکشان نسبت به کهکشان راه شیری تا حدودی کمتر از سرعت نزدیک شدن به راه شیری می باشد. از این رو ممکن است حدود 4 میلیارد سال دیگر کهکشان آندرومدا با کهکشان راه شیری برخورد نماید. حال بسیاری در رابطه با نتیجه این برخورد سوالاتی را مطرح می نمایند که در جواب باید گفت که نتیجه حاصل از این اتفاق تا به امروز قطعی نیست.

با این حال ممکن است در اثر این برخورد کهکشان ها در هم بیامیزند و یک کهکشان بی نهایت عظیم و بیضی شکل را به وجود بیاورند. البته این احتمال نیز وجود دارد که کهکشان بزرگ ایجاد شده بک کهکشان دیسک غول پیکر باشد. در خصوص سرنوشت کره زمین و منظومه شمسی نیز هیچ‌ گونه اطلاعات مشخص و قطعی وجود ندارد. البته احتمال خروج منظومه شمسی از کهکشان راه شیری و یا پیوستن آن به اندرومدا پیش از ادغام کهکشان ها بسیار اندک است.

مطلب مشابه: اطلاعات در مورد حرکات کره زمین و گردش آن به دور خورشید

موقعیت کهکشان آندرومدا در آسمان ایران

 شهروندان ایرانی می توانند کهکشان آندرومدا را در ماه های تیر و مرداد و ساعاتی بعد از نیمه شب در میانه آسمان مشاهده کنند. همچنین این کهکشان در اواخر شهریور و اوایل مهر، در زمان غروب از نیمه شرقی آسمان و همزمان با صورت فلکی آندرومدا ظهور پیدا می کند. سپس در نیمه های شب می توان آن را در بالای سر خود دید و در سپیده‌ دم نیز آن را در غرب آسمان رویت کرد.

گفتنی است که در اواخر تابستان اگر به نقاط کویری و یا حتی به مناطقی دور از روشنایی شهر ها رفته و شب را در آنجا سپری نمود می توان اندرومدا را در آسمان ایران مشاهده کرد. البته لازم است در شب رویت این کهکشان آسمان کاملا تاریک بوده و ماه پنهان باشد. علاقمندان به مشاهده آندرومدا می توانند در عصر های زمستانی آن را به صورت لکه‌ای از ابر در آسمان مشاهده کنند.

روش های مشاهده آندرومدا

برای یافتن کهکشان آندرومدا می توان به دو روش اقدام کرد. این دو روش عبارتند از:

● ابتدا باید صورت فلکی ذات‌الکرسی (Cassiopeia) که به شکل W یا M می باشد را پیدا کرد. باید دانست که صورت فلکی W در شمال آسمان واقع شده است. بنابراین در صورت یافتن این صورت فلکی، می توان ستاره آلفا ذات الکرسی (Schedar) را نیز مشاهده کرد که در جهت آندرومدا و به سمت آن اشاره می کند. اگر جهت اشاره ستاره آلفا ذات را دنبال نمایید قطعا یک لکه‌ مات بیضی شکل را در آسمان مشاهده خواهید کرد.

● دومین راه برای یافتن این کهکشان، پیدا کردن صورت فلکی آندرومدا است. در مرحله اول باید اسب بزرگ Pegasus یا مربع بزرگ پاییز را در آسمان پیدا کرد. یافتن این مربع تقریبا بزرگ در آسمان هرگز کار سختی نخواهد لود و به راحتی می توان آن را مشاهده کرد. بعد از یافتن این مربع به دنبال پرنورترین ستاره آن یعنی آلفا آندرومدا بگردید. این ستاره را باید در قسمت پایین مربع پیدا کرد. در صورت یافتن این ستاره درخشان که به صورت فلکی آندرومدا تعلق دارد می توان به کمک یک دوربین دوچشمی نجومی یا تلسکوپ آماتور کهکشان مزبور را مشاهده کرد. بدون شک دیدن تمام جزئیات آندرومدا با این روش امکان پذیر نیست. با این حال می توان حالت کلی آن را به خوبی رویت نمود.

ویژگی های عجیب کهکشان آندرومدا

کهکشان اندرومدا را می توان از جهات بسیاری عجیب ترین کهکشان معرفی کرد. زیرا از ویژگی های منحصر به فرد بسیاری برخوردار است که در سایر کهکشان های دیگر حتی راه شیری وجود ندارند. اولین ویژگی این کهکشان قرار گیری آن بر سر راه کهکشان راه شیری است که در صورت برخورد با ان برای همیشه ماهیت هر دو تغییر خواهد کرد. نکته تعجب برانگیز در رابطه با آندرومدا آن است که با سرعتی بالغ بر ۱۱۲ کیلومتر در ثانیه به کهکشان راه شیری نزدیک می شود. با سرعت ذکر شده حدود ۴ میلیارد سال دیگر آندرومدا با راه شیری برخورد کرده که فرایند ادغام و یکی شدن آنها حدود ۶ میلیارد سال دیگر پایان خواهد یافت.

تا پایان یافتن ادغام کهکشان آندرومدا با راه شیری خورشید نیز ماهیت خود را تا حدودی از دست داده و به صورت یک گلوله عظیم ورم کرده و قرمز رنگ در خواهد آمد. از این رو تا آن زمان شکل امروزی منظومه شمسی کاملا از بین خواهد رفت. البته به موجب چنین رخداد هایی شکل گیری ستاره ها در کهکشان جدید میلکومدا و هجوم تازه غبار گازی تقویت خواهد شد. زمانی که کهکشان‌ها با هم برخورد نمایند به طور دقیق برخوردی به وجود نخواهد آمد. در واقع برخورد این دو به دلیل وجود فضایی بیشتر در یکی از آن ها کهکشان‌های در حال برخورد همانند دو روح مجزا از همدیگر عبور خواهند کرد.

حال با توجه به وجود گرانش در برخورد کهکشان‌ آندرومدا و راه شیری تغییر شکل در ان ها ایجاد می شود. همچنین ممکن است هر دو به یک کهکشان واحد و بسیار بزرگ تبدیل شوند. برخورد کهکشان‌ ها یک فرایند بسبار عادی بخشی عادی از رشد کیهان است. البته هر دو کهکشان مزبور از نشانه هایی برخوردار هستند که احتمال برخورد آن ها با سایر کهکشان ها را نشان می دهند.

جمع‌بندی

در این مقاله هر آنچه که باید درباره کهکشان آندرومدا دانست شرح داده شد. ویژگی‌ها، موقعیت، نحوه مشاهده آن و بسیار موضوعات دیگر مطرح شد و تا حد زیادی این کهکشان را معرفی کردیم. در پایان باید گفت که آندرومدا به دلیل قرار گرفتن در مجاورت و همسایگی کهکشان راه شیری، از اهمیت بالایی در علم کیهان شناسی برخوردار است.

مطلب مشابه: اطلاعاتی در مورد نحوه شکل گیری زمین و پیدایش زندگی در کره خاکی