کهکشان آندرومدا و هرچه باید درباره آن بدانید

در مقاله پیشین، کهکشان راه شیری را به تفصیل بررسی کردیم و نکات مهم آن را شرح دادیم. می‌دانیم علاوه بر راه شیری، میلیاردها کهکشان دیگر نیز در کیهان وجود دارند که هریک ویژگی‌های منحصر به فرد خود را دارند. بنابراین داستان خود را از کهکشان همسایه، یعنی کهکشان «آندرومدا» آغاز می‌کنیم و پس از بررسی ویژگی‌های کلی، به سراغ کهکشان‌های اقماری آن و داستان اساطیری نام آن می‌رسیم و شناختی درباره خصوصیات و عجایب این کهکشان همسایه کسب خواهیم کرد.

کهکشان آندرومدا – که برخی آن را «سحابی آندرومدا» نیز می‌نامند – در محافل علمی با نام «NGC 224» نیز شناخته می‌شوند. قطر این کهکشان حدود دویست هزار سال نوری (67Kpc) است که آن را به بزرگترین عضو گروه محلی تبدیل کرده است.

این کهکشان مارپیچی شکل بزرگ در صورت فلکی «آندرومدا» قرار دارد و می‌توان گفت نزدیک‌ترین کهکشان به کهکشان راه شیری است. بدین ترتیب، می‌توان گفت کهکشان آندرومدا نام خود را از ناحیه‌ای که در آن ظاهر می‌شود – صورت فلکی آندرومدا – گرفته است.

تاریخچه کشف کهکشان آندرومدا

ستاره‌شناس ایرانی «عبدالرحمن الصوفی» اولین کسی بود که وجود آن در آسمان را در کتاب «ستارگان ثابت» در سال 965 پس از میلاد ذکر کرد. او ابتدا این کهکشان را با عنوان «لکه سحابی» یا «ابر کوچک» یاد کرد. در سال 1612، اندکی پس از اختراع تلسکوپ، ستاره‌شناس آلمانی «سیمون ماریوس» موفق به رصد این کهکشان شد، اما ماهیت آن نامشخص بود.

برای قرن‌ها، ستاره‌شناسان کهکشان آندرومدا را جزئی از کهکشان راه شیری می‌دانستند. به عبارت دیگر، آن را سحابی مارپیچی شکلی می‌دانستند که بسیار شبیه دیگر توده‌های درخشان گاز در کهکشان ماست. به همین علت بود که در ابتدا آن را سحابی آندرومدا نامیدند و این نام به اشتباه رایج شد.

در سال 1864 «ویلیام هاگینز» با بررسی طیف آندرومدا و مقایسه آن با یک سحابی گازی حدس زد آندرومدا یک ستاره منفرد است و بدین ترتیب استنباط شد که آندرومدا ماهیت ستاره‌ای دارد.

چند سال بعد در 1885، ستاره‌شناسان یک ابرنواختر با نام «اِس آندرومدا» در آندرومدا مشاهده شد که سبب شد به دانسته‌های پیشین خود شک کنند و با هدف یافتن ماهیت اصلی آن مطالعات بیشتری انجام دهند.

اِس آندرومدا اولین ابرنواختری است که در خارج از کهکشان راه شیری مشاهده شده است. همچنین، تنها رویداد ابرنواختری است که تاکنون در آندرومدا شناسایی شده است. این ابرنواختر را به علت سالی که در آن رصد شده است، «سوپرنوا 1885» نیز می‌نامند.

در سال 1998، تصاویر رصدخانه فضایی فروسرخ نشان داد که احتمالا این کهکشان درحال تبدیل شدن به یک کهکشان حلقه‌ای است. گاز و غبار درون کهکشان به‌ طور کلی به چندین حلقه – دارای همپوشانی – تبدیل می‌شوند.

برخی از ستاره‌شناسان آن را «حلقه آتش» نامیدند. این حلقه از تصاویر نور مرئی کهکشان پنهان بود زیرا عمدتا از غبار سرد تشکیل شده‌اند. بیشتر ستاره‌زایی که در کهکشان آندرومدا در حال وقوع است، در این قسمت متمرکز شده است.

سپس در دهه 1920، ستاره‌شناس آمریکایی «ادوین هابل» به طور قطعی تشخیص داد که آندرومدا یک ستاره یا سحابی در کهکشان ما نیست. او با مطالعه بر ستاره‌های متغیر فراکهکشانی «قیفاووس» دریافت آندرومدا یک کهکشان جدا از کهکشان راه شیری است. در سال 1950، دو ستاره‌شناس با نام‌های «هانبری براون» و «سیریل هازارد» اولین نقشه‌های رادیویی این کهکشان را در گروه نجوم رادیویی دانشگاه «کمبریج» تهیه و ثبت کردند.

مطالعات بعدی با کمک تلسکوپ فضایی «اسپیتزر» نشان داد که آندرومدا در واقع یک کهکشان مارپیچی میله‌ای با دو بازو است.

اسپتزر یک تلسکوپ فضایی مادون قرمز بود که در سال 2003 به فضا پرتاب شد. اسپیتزر پس از تلسکوپ‌های فضایی «IRAS» و «ISO» که به ترتیب در سال‌های 1983 و 1995 به فضا پرتاب شدند، سومین تلسکوپ فضایی اختصاص داده شده به نجوم مادون قرمز بود.

نام این تلسکوپ به افتخار ستاره‌شناس «لیمن اسپیتزر» انتخاب شده بود که مفهوم تلسکوپ‌های فضایی را در دهه 1940 ترویج کرد.

در مطالعات اخیر، گروهی از ستاره‌شناسان در سال 2009 موفق شدند تا با استفاده از تکنیکی به نام «میکرولنزینگ» که در اثر انحراف نور توسط یک جسم عظیم می‌شود، اولین سیاره این کهکشان را شناسایی کنند.

تلاش دانشمندان برای شناخت دقیق‌تر کهکشان آندرومدا و اجرام و پدیده‌های داخل آن ادامه دارد.

این کهکشان مارپیچی چطور شکل گرفته است؟

ستاره‌شناسان تخمین می‌زنند کهکشان آندرومدا تقریبا 10 میلیارد سال پیش در اثر برخورد و ادغام کهکشان‌های کوچکتر شکل گرفته است. برخورد شدید میان کهکشان‌های کوچکتر، هاله کهکشانی آندرومدا (غنی از فلز) دیسک آن را شکل داده است. در طول این دوره، سرعت تشکیل ستاره در داخل کهکشان آندرومدا افزایش یافت، به طوری که این کهکشان برای مدت حدود 100 میلیون سال یک کهکشان فروسرخ درخشان بوده است.

جرم و سرعت چرخش کهکشان آندرومدا

تخمین جرم کهکشان‌ها همواره کار دشواری بوده است. دانشمندان طی مطالعاتی که در سال 2018 انجام دادند، تخمین زدند آندرومدا جرم یک تریلیون برابر جرم خورشید است. تا پیش از این گمان می‌شود کهکشان راه شیری به علت دربر داشتن ماده تاریک بیشتر، سنگین‌تر است. اما اخترشناسان دریافتند کهکشان راه شیری 0.8 آندرومدا جرم دارد.

مطالعات طیف‌سنجی اندازه‌گیری‌های دقیقی از سرعت چرخش کهکشان آندروما به عنوان تابعی از فاصله شعاعی از هسته ارائه کرده‌اند. حداکثر سرعت این چرخش در فاصله 82 میلیون واحد نجومی، برابر 225 کیلومتر بر ثانیه و حداقل آن 50 کیلومتر بر ثانیه است.

آندرومدا چقدر با ما فاصله دارد؟

تاکنون اخترشناسان با روش‌های متعددی مانند «I-SBF»، «متغیر Cepheid»، مطالعه ستاره‌های دوتایی این کهکشان و غیره در تلاش بوده‌اند تا فاصله آن از زمین را تخمین بزنند. آن‌ها به‌ طور میانگین فاصله این کهکشان از زمین را دو میلیون و چهارصد و هشتاد هزار سال نوری تخمین می‌زنند.

آندرومدا یکی از معدود کهکشان‌هایی است که با چشم غیرمسلح قابل رویت است. در آسمان شب - در مناطق بدون آلودگی نوری و گستره دید پهناور- به صورت لکه تار شیری رنگی دیده می‌شود. آندرومدا با قدر ظاهری 3.4 یکی از درخشان‌ترین اجرام آسمان است.

تولد ستاره‌ها در کهکشان آندرومدا

برآوردهای کنونی نشان می‌دهد سرعت تشکیل ستاره در کهکشان راه شیری بسیار بیشتر از کهکشان آندرومدا است. آندرومدا تنها حدود یک برابر جرم خورشید در سال ستاره تولید می‌کند. این درحالی است که نرخ تولد ستاره در کهکشان راه شیری 3 تا 5 برابر جرم خورشید است. بدین ترتیب، اگر این روند ادامه پیدا کند، درخشندگی کهکشان راه شیری درنهایت از کهکشان آندرومدا پیشی می‌گیرد.

خوشه‌های کروی داخل کهکشان آندرومدا

آندرومدا تقریبا 460 خوشه کروی دارد. پرجرم‌ترین آن‌ها که به عنوان «مایال دو» و یا «Globular One» از آن یاد می‌شود، درخشندگی بیشتری نسبت به سایر خوشه‌های کروی شناخته شده در گروه محلی کهکشان‌ها دارد.

خوشه کروی مایال دو کهکشان آندرومدا

مایال دو یک خوشه کروی بسیار عظیم و درخشان است که در هسته کهکشانی آندرومدا قرار دارد. این خوشه کروی خانه میلیون‌ها ستاره است و حدود صد و سی هزار سال نوری از ما فاصله دارد.

این خوشه حاوی چندین میلیون ستاره است و تقریبا دو برابر درخشان‌تر از «امگا قنطورس»، درخشان‌ترین خوشه کروی شناخته شده در کهکشان راه شیری است.

برخی ستاره‌شناسان عقیده دارند این خوشه کروی هسته باقی‌مانده یک کهکشان کوتوله است که در گذشته ترکیب آن با دیگر کهکشان‌ها، آندرومدا را تشکیل داد.

خوشه کروی B327-037 کهکشان آندرومدا

خوشه کروی عظیم دیگری با نام «B327-037» نیز در داخل کهکشان آندرومدا شناخته شده است که توسط غبار بین ستاره‌ای احاطه شده است. غبار بین ستاره‌ای تخمین جرم این خوشه را دشوار می‌سازد. به همین دلیل، اخترشناسان عقیده دارند که شاید B327-037 بزرگترین خوشه کروی آندرومدا است.

احتمالا این خوشه دارای یک سیاهچاله میانی مرکزی با جرم تقریبی صد هزار برابر جرم خورشید است.

علاوه بر این‌ها، آندرومدا دارای یک خوشه ستاره‌ای متراکم و فشرده در مرکز خود است. برخلاف خوشه‌های کروی کهکشان راه شیری که بازه سنی گسترده‌ای ندارند، خوشه‌های کروی آندرومدا محدوده سنی بسیار بیشتری دارند. خوشه‌هایی که برخی از آن‌ها هم‌سن خود کهکشان هستند تا خوشه‌هایی با سن چند میلیون سال در این کهکشان حضور دارند.

به‌طور کلی می‌توان گفت در مقایسه با کهکشان ما که حدود 200 میلیارد تا 400 میلیارد ستاره دارد، آندرومدا 1 تریلیون ستاره را در خود جای داده است.

کهکشان‌های اقماری کهکشان آندرومدا

همانند راه شیری، آندرومدا نیز دارای قمرهای متعددی است. اخترشناسان بیش از 20 کهکشان کوتوله را شناسایی کرده‌اند که به دور آندرومدا می‌چرخند. برخی از معروف‌ترین قمرها عبارتند از:

قمر M32

مسیه 32 یا همان M32 با نام «NGC 221» نیز شناخته می‌شود. ستاره‌شناس فرانسوی «گیوم لو جنتیل» این کهکشان اقماری را در سال 1749 کشف کرد. بیشترین ستارگانی که این کهکشان کوتوله را تشکیل می‌دهند، دارای رنگ‌های قرمز و زرد هستند و اکثرا در اطراف هسته داخلی متمرکز شده‌اند.

برخی در مورد منشا کهکشان M32 عقیده دارند که از ادغام M32p – یک کهکشان مارپیچی که تاکنون رصد نشده است – با M31 بوجود آمده است. مسیه 32 سیاهچاله‌ای بسیار پرجرم در درون خود دارد که جرم آن 1.5 برابر جرم خورشید است. این کهکشان اقماری حدود 2.65 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد.

کهکشان اقماری M110

مسیه 110 در کاتالوگ‌های نجومی با نام «NGC 205» ثبت شده است. این کهکشان به عنوان یک کهکشان بیضوی کوتوله عجیب و غریب شناخته می‌شود. دلیل خاص بودن آن غیرمعمول بودن ستاره‌های جوان و آبی رنگ در اطراف مرکز آن است. اخترشناسان تاکنون موفق به مشاهده هیچ سیاهچاله‌ای در این کهکشان اقماری نشده‌اند. جالب است بدانید مسیه 110 آخرین جرمی است که در لیست اشیا مسیه نامگذاری شده است.

NGC 185

کهکشان اقماری «NGC 185» یکی از بزرگترین اقمار آندرومدا است. ما می‌توانیم آن را در صورت فلکی «Cassiopeia» در آسمان ببینیم. این کهکشان که در سال 1787 توسط «ویلیام هرشل» کشف شد، با نام «Caldwell 18» نیز شناخته می‌شود.

NGC 185 در نزدیکی کهکشان دیگری با نام «NGC 147» است و 2.08 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد.

قمر NGC 147

کهکشان «NGC 147» یک کهکشان کروی کوتوله دیگر در صورت فلکی «Cassiopeia» است. «جان هرشل» آن را در سال 1829 کشف کرد که در فاصله 2.58 میلیون سال نوری از ما قرار دارد. بیشتر ستارگان این کهکشان قدیمی هستند و تشکیل ستاره‌ جدیدی در آن مشاهده نشده است.

کهکشان اقماری Andromeda I

«Andromeda I» یکی از اقمار کهکشان M31 است که در سال 1970 توسط ستاره‌شناس کانادایی «ون دن برگ» کشف شد. اکثر ستارگانی که این کهکشان را تشکیل می‌دهند، دارای رنگ قرمز هستند. این کهکشان کروی شکل کوتوله با فاصله حدود صد و پنجاه هزار سال نوری از M31، نزدیکترین کهکشان در نوع خود به کهکشان میزبان – M31 – است. Andromeda I حدود 2.4 میلیون سال نوری از منظومه شمسی فاصله دارد.

پگاسوس، کوتوله کروی

کهکشان کروی کوتوله «پگاسوس» در صورت فلکی «اسب بالدار» قرار دارد و «Andromeda VI» نیز نامیده می‌شود. این کهکشان که یکی دیگر از قمرهای M31 است که قدر ظاهری 14.2 دارد. بنابراین با چشم غیرمسلح قابل رویت نیست. ستارگان این کهکشان کوتوله عمدتا از نظر فلز غنی نیستند.

آندرومدا و راه شیری

آندرومدا با سرعتی در حدود 110 کیلومتر بر ثانیه درحال نزدیک شدن به راه شیری است.

انتظار می‌رود کهکشان‌های راه شیری و آندرومدا در حدود 4 تا 5 میلیارد سال آینده باهم برخورد کرده و ادغام شوند. نتیجه این برخورد یک کهکشان بیضوی شکل غول پیکر است. چنین رویدادهایی در میان کهکشان‌های یک گروه کهکشانی بسیار رایج است. از سویی دیگر، احتمال بسیار کمی وجود دارد که منظومه شمسی پیش از برخورد بتواند از راه شیری خارج شود و یا به آندرومدا بپیوندد.

اگرچه ممکن است این رویداد بسیار ترسناک به نظر برسد، اما ابعاد این برخورد بسیار فراتر از ماست. مطالعات نشان می‌دهد چون کهکشان‌ها عمدتا از فضای خالی تشکیل شده‌اند، بعید است که ستاره‌ها با یکدیگر برخورد کنند. با این‌حال، منظومه شمسی بی‌تاثیر از این رویداد نخواهد بود. درحال حاضر سرنوشت زمین و منظومه شمسی در صورت برخورد مشخص نیست.

حتی اگر فرض کنیم منظومه شمسی از برخورد در امان باشد، باید بدانیم تا آن زمان حیات در زمین برای مدت طولانی است که به پایان رسیده است. علت پایان حیات زمین تا 4 میلیارد سال این است که خورشید بسیار داغ خواهد شد، سیاره ما خشک می‌شود و حیات زمینی به مرور نابود می‌شود. با این‌حال، همه این رویدادها بسیار از ما دور هستند.

کهکشان آندرومدا و کهکشان M32

آندرومدا و کهکشان «M32» حدود 2 تا 4 میلیارد سال پیش از کنار یکدیگر عبور کرده‌اند. اثر گرانشی این دو کهکشان بر روی یکدیگر سبب شد تا مجددا نرخ تشکیل ستاره در این کهکشان افزایش شود و دیسک بیرونی M32 نیز دچار اعوجاج شود.

به عبارت دیگر، M32 مسئول برخی انحرافات بازوهای آندرومدا است. این اعوجاج را می‌توان به کمک جابجایی ابرهای هیدروژنی خنثی از ستاره‌ها مشاهده کرد.

از آن زمان تاکنون نرخ تشکیل ستاره در این کهکشان رو به کاهش رفته است، به طوری که می‌توان گفت آندرومدا تقریبا به سطحی از عدم فعالیت در زمینه تولید ستاره رسیده است.

نوبت به سیاهچاله‌ها می‌رسد!

در سال 1991، تلسکوپ فضایی هابل موفق به تصویربرداری از هسته داخلی این کهکشان شد. در داخل کهکشان آندرومدا سیاهچاله‌ای هسته‌ای وجود دارد که در سال 2005 جرم آن در حدود دویست میلیون برابر جرم خورشید تخمین زده شد. گرد و غبار میان ستاره‌ای با سرعت 160 کیلومتر در ثانیه در اطراف این سیاهچاله درحال چرخش هستند.

در سال 2013، رصدخانه پرتو ایکس «چاندرا» ناسا، 26 سیاهچاله را در این کهکشان کشف کرد. این کشف توسط گروهی از محققان به سرپرستی «رابین بارنارد» از مرکز اخترفیزیک دانشگاه «هاروارد» انجام شد. این تیم در تلاش برای درک بهتر آندرومدا، بر روی داده‌های 13 ساله چاندرا مطالعه می‌کرد که موفق به کشف سیاهچاله‌های مذکور شد.

اولین سیاره فراکهکشانی

دانشمندان با استفاده از پدیده میکرولنزینگ «PA-99-N2» به وجود یک سیاره فراکهکشانی در داخل کهکشان آندرومدا اشاره کردند که جرم آن 6.34 برابر مشتری است. اگر وجود این سیاره در محاسبات بعدی اثبات شود، این اولین سیاره فراخورشیدی خواهد بود که در خارج از کهکشان راه شیری یافت شده است.

به این ترتیب حالا با قطعیت می‌دانیم کهکشان آندرومدا و احتمالاً تمام کهکشان‌های دیگر در عالم سیاره های خود را دارند. اما آیا در کهکشان آدرومدا حیات نیز وجود دارد؟

بررسی وجود حیات در کهکشان آندرومدا کاری بسیار دشوار خواهد بود. قدرتمندترین ابزار ما برای بررسی نشانه‌های حیات فرازمینی، تلسکوپ فضایی جیمز وب، توانایی بررسی نشانه‌های حیات در سیارات آندرومدا را ندارد. یکی دیگر از دشواری‌های این مسئله این است که بسیاری از علائم نامعمول در کهکشان آندرومدا می‌تواند ناشی از پدیده‌های فیزیکی منحصربه‌فردی باشد که همچنان با آن‌ها آشنا نیستیم. در نتیجه تصمیم این که چه مشاهداتی علائم حیات هستند قطعیت بالایی ندارد. همچنین نباید فراموش کرد که نور این کهکشان با فاصله زمانی ۲٫۵ میلیارد ساله به ما می‌رسد، پس این امکان وجود دارد که نشانه‌های حیات هوشمند هنوز به راه شیری و زمین نرسیده باشند.

نحوه تشخیص آندرومدا در آسمان شب

اکنون که همه چیز را در مورد کهکشان آندرومدا می‌دانیم، مهم است که بدانیم چه زمانی و در کدام قسمت از آسمان می‌توانیم آن را پیدا کنیم.

اولین قدم یافتن صورت فلکی «آندرومدا» است. صورت فلکی آندرومدا در پاییز در نیمکره شمالی و در بهار در نیمکره جنوبی یافت می‌شود.

صورت فلکی آندرومدا را به راحتی می‌توان دید زیرا توسط دیگر صورت‌های فلکی معروف مانند «پرسئوس»، «کاسیوپیا»، «لاسرتا»، «پگاسوس»، «ماهی‌ها» و «مثلث» احاطه شده است.

آندرومدا در افسانه‌ها

در داستان‌های اساطیری آمده است آندرومدا یک شاهزاده خانم زیبا از کشور «اتیوپی» بود. پدر و مادر او پادشاه «قیفاووس» و ملکه «کاسیوپیا» بودند. یک روز ملکه اعلام کرد که شاهزاده آندرومدا حتی از پری‌های دریایی نیز زیباتر است. همین حرف، خاطر پری‌های دریایی را آزرده کرد و خدای دریا «پوزئیدون» خشمگین شد.

پوزئیدون هیولایی به نام «سیتوس» را نزد پادشاه فرستاد تا با آن‌ها بجنگد. پادشاه که اوضاع را آشفته دید، با وزیر خود مشورت کرد. او گفت: « تنها راه برای راضی کردن خدای دریا و نجات پادشاهی این است که دخترش را به هیولا تقدیم کند.» پادشاه قیفاووس به ناچار قبول کرد و اجازه داد تا هیولای دریا، دخترش را به صخره‌ها زنجیر کند تا زمان مرگ او فرا برسد.

شانس با پرنسس آندرومدا یار بود زیرا قهرمانی به نام «پرسئوس» موفق شد تا با کشتن هیولای دریایی، آندرومدا را از بند زنجیر آزاد کند. پرسئوس و آندرومدا باهم ازدواج کردند و خدای آسمان‌ها، آندرومدا و خانواده او را به آسمان برد و به صورت فلکی تبدیل کرد تا برای همیشه در کنار هم باشند.

جمع‌بندی

در این مقاله با کهکشان آندرومدا، بزرگ‌ترین همسایه کهکشان راه شیری، آشنا شدیم و اطلاعات و عجایب آن را مطالعه کردیم. آندرومدا تا مدت‌ها یک سهابی داخل راه شیری درنظر گرفته می‌شد، اما با تاریخچه شناسایی آن به‌عنوان یک کهکشان مستقل آشنا شدیم. دیدیم که در داخل کهکشان آندرومدا پدیده‌های آشنایی وجود دارد، نظیر خوشه‌ها، سیاره ها و سیاهچاله‌ها، و کهکشان‌های اقماری زیادی نیز دور آن می‌گردند.

دیدیم که کهکشان آندرومدا در آسمان شب در صورت فلکی آندرومدا قرار دارد و بزرگ‌ترین کهکشانی است که می‌توانیم آن را رصد کنیم. کهکشان آندرومدا می‌تواند حیات مخصوص خود را داشته باشد، هرچند که بعید است (حداقل به این زودی‌ها) علائم آن را شناسایی کنیم. سرنوشت کهکشان‌های آندرومدا و راه شیری به یکدیگر وابسته است، زیرا این دو درنهایت با یکدیگر ادغام می‌شوند و یک کهکشان غول‌پیکر تشکیل خواهند داد.

امیدواریم که از خواندن این مقاله لذت برده باشید. هنگامی که در محیطی تاریک با گستره دید مناسب قرار گرفتید، حتما به دنبال آندرومدا بگردید و از تماشای آن لذت ببرید.

سوالات متداول درباره کهکشان آندرومدا