کهکشان آندرومدا، همسایه کیهانی ما

آندرومدا یک کهکشان مارپیچی است که در فاصله 2 میلیون و 500 هزار سال نوری از ما در صورت فلکی آندرومدا قرار دارد. این کهکشان به عنوان جرم مسیه M31 یا NGC 224 نیز شناخته شده است. در نسخه‌های قدیمی ‌این کهکشان را با عنوان "سحابی بزرگ آندرومدا‌" نامیده‌اند. آندرومدا نزدیک‌ترین کهکشان مارپیچی به راه شیری است.

 

در شبی که ماه در آسمان وجود ندارد شما می‌توانید این کهکشان را به صورت یک لکه مات با چشم غیرمسلح ببینید. در حقیقت آندرومدا دورترین جرم قابل رویت بدون استفاده از ابزار اپتیکی است. حتی شما می‌توانید این جرم را از درون شهر با دوربین دوچشمی‌ رصد کنید. آندرومدا بزرگ‌ترین کهکشان گروه محلی است. کهکشان‌های گروه محلی عبارتند از: کهکشان آندرومدا، کهکشان راه شیری، کهکشان مثلث و در حدود 30 کهکشان کوچک دیگر.

 

با این که آندرومدا بزرگ‌ترین کهکشان این گروه است اما لزوما پرجرم‌ترین آنها نیست، یافته‌های اخیر نشان می‌دهند که کهکشان راه شیری شامل ماده تاریک بیشتری است و ممکن است پرجرم‌ترین کهکشان در گروه محلی باشد.

 

با توجه به رصدهایی که توسط تلسکوپ فضایی اسپیتزر در سال 2006 صورت گرفت، مشخص شد که M31 شامل یک تریلیون ستاره است. در صورتی‌که کهکشان ما 200 تا 400 میلیارد ستاره دارد. با این حال برآوردهای سال 2006 نشان داد که جرم کهکشان راه شیری تقریبا 80 درصد جرم آندرومداست یعنی7/1× 1011 برابر جرم خورشید. براساس مطالعه‌ای که در سال 2009 صورت گرفت می‌توان نتیجه گرفت که جرم کهکشان ما و آندرومدا تقریبا با هم برابر است.

 

کهکشان آندرومدا با قدر ظاهری 4/3 یکی از درخشنده‌ترین اجرام مسیه است. به همین دلیل این جرم را می‌توان حتی در مناطقی که دارای آلودگی نوری هستند با چشم غیرمسلح مشاهده کرد. اگرچه با عکاسی توسط یک تلسکوپ بزرگ‌تر پهنای این کهکشان بیش از 6 برابر ماه بدر دیده می‌شود، اما تنها بخش مرکزی درخشان‌تر آن با چشم غیرمسلح یا یک تلسکوپ و یا دوربین دوچشمی‌کوچک قابل رویت است.

 

نخستین رصد ثبت‌شده از کهکشان آندرومدا، در سال 964 میلادی توسط منجم ایرانی، عبدالرحمان صوفی انجام گرفت که از آن به عنوان" ابر کوچک" نام برد. اولین توصیف از جرم بر پایه رصد تلسکوپی،  توسط منجم آلمانی به نام سیمون ماریوس1 در سال 1612صورت گرفت. شارل مسیه در سال 1764 این جرم را در فهرست خود تحت نام M31 دسته‌بندی کرد و به طور غلط کاشف آن را ماریوس نامید در صورتی که عبدالرحمان صوفی پیش از او به وجود این کهکشان پی برد. در سال 1785 منجمی‌ به نام ویلیام هرشل یک منطقه قرمز رنگ کم فروغی را در هسته M31 ثبت کرد. او این جرم را سحابی بزرگ نامید و بر پایه رنگ و قدر سحابی به اشتباه حدس زد که فاصله آن از ما بیشتر از 2 هزار برابر فاصله ستاره شباهنگ از ما نیست.

 

ویلیام هرشل در سال 1864، طیف M31 را مشاهده کرد و متوجه شد که طیف آن با طیف یک سحابی گازی فرق دارد. M31 دارای طیفی پیوسته به همراه خطوط جذبی تاریک بود با استفاده از این خطوط جذبی می‌توان به ترکیبات شیمیایی یک جرم پی برد. طیف سحابی آندرومدا بسیار شبیه به طیف اختصاصی ستارگان بود و به این ترتیب او نتیجه گرفت که M31 یک طبیعت شبه‌ستاره‌ای دارد. در سال 1885، یک ابرنواختر (با نام S آندرومدا) در M31 دیده شد.

 

اولین عکس‌ها از M31 در سال 1887 توسط "آیزاک روبرت" در رصدخانه خصوصی‌اش در ساسکس انگلستان گرفته شد. نوردهی طولانی مدت سبب شد که برای اولین بار ساختمان مارپیچی کهکشان دیده شود. در آن زمان همچنان اعتقاد داشتند که این جرم یک سحابی در کهکشان ماست. در سال 1912، سرعت شعاعی این جرم نسبت به منظومه شمسی ما توسط "وستو اسلیفر"3 در رصدخانه لاول با استفاده از طیف‌نما اندازه‌گیری شد. نتیجه به‌دست آمده بزرگ‌ترین سرعت ثبت شده در آن زمان بود. آنها متوجه شدند که این جرم با سرعت 300 کیلومتر بر ثانیه به سمت خورشید حرکت می‌کند.

 

در سال 1917 منجم آمریکایی به نام هبر کورتیس یک نواختر درون M31 کشف کرد. با جست‌وجو به روش ثبت عکاسی، 11 نواختر دیگری کشف شد. کورتیس متوجه شد که این نواخترها به طور متوسط 10 قدر کم نورتر از نواخترهای درون کهکشان ماست. به عنوان یک نتیجه، او فاصله M31 را از ما 500 هزار سال نوری (3/2×1010 AU) تخمین زد. او با فرضیه "جهان جزیره‌" موافق بود و معتقد بود که M31 یک کهکشان مستقل است.

 

در سال 1922،  "ارنست اوپیک"5 با استفاده از یک روش اخترفیزیکی، فاصله M31 را تخمین زد. او پی برد که M31 در خارج از کهکشان ما و در فاصله‌ای در حدود 450 کیلو پارسک معادل 1500 کیلو سال نوری قرار دارد. در سال 1925، "ادوین‌ هابل" برای اولین بار در عکس‌هایی که از M31 گرفته شده بود، ستاره‌های متغیر قیفاووسی را در خارج از کهکشان خودمان مشاهده کرد. این عکس‌ها با استفاده از تلسکوپ 5/2 متری "هوکر"6 گرفته شده بودند. به این ترتیب با استفاده از متغیرهای قیفاووسی او توانست فاصله آندرومدا از ما را تعیین کند. اندازه‌گیری او نشان داد که به طور قطع M31 یک خوشه ستاره‌ای در کهکشان ما نیست. بلکه این جرم یک کهکشان مجزا در فاصله‌ای مشخص از کهکشان ماست.

 

آندرومدا نقشی مهم در مطالعات کهکشانی ما دارد زیرا نزدیک‌ترین کهکشان مارپیچی (‌البته نزدیک‌ترین کهکشان نیست‌) به ماست. گسیل امواج رادیویی از کهکشان آندرومدا اولین بار توسط "گروت روبر"7 در سال 1940آشکار شد. اولین نقشه‌های رادیویی از آندرومدا در سال 1950 میلادی توسط "جان بالدوین"8 و همکارانش در انجمن نجوم رادیویی کمبریج ساخته شد.

 

جرمی‌ که برای ‌هاله آندرومدا (شامل ماده تاریک‌) حدس زده می‌شود، مقداری تقریبا معادل با × 101223/1 برابر جرم خورشید (‌یا 2/1 میلیون میلیون برابر جرم خورشید‌) است در صورتی‌که جرم کهکشان راه شیری × 10129/1 برابر جرم خورشید است. بنابراین احتمالا M31 کم جرم‌تر از کهکشان ماست البته محدوده خطا بسیار بزرگ است بنابراین نمی‌توان در این مورد نظر قطعی داد. درخشندگی M31، تقریبا × 10106/2 برابر درخشندگی خورشید، یعنی 25 درصد درخشنده‌تر از کهکشان ماست.

 

کهکشان آندرومدا با سرعتی در حدود 100 تا 140 کیلومتر در ثانیه در حال نزدیک شدن به کهکشان ماست. بنابراین آندرومدا یکی از معدود کهکشان‌های انتقال به آبی است. انتظار می‌رود که این دو کهکشان در 5/4 میلیارد سال آینده با یکدیگر برخورد کنند. البته جزئیات این برخورد نامشخص است. شاید این دو کهکشان پس از برخورد با یکدیگر ادغام شده و یک کهکشان غول‌پیکر بیضوی را شکل دهند. این‌گونه اتفاقات در گروه‌های کهکشانی تکرار می‌شوند. در حال حاضر سرنوشت زمین و منظومه شمسی پس از این برخورد مشخص نیست. اگر کهکشان‌ها در هم ادغام نشوند شاید منظومه شمسی از راه شیری جدا شده یا به آندرومدا بپیوندد.