کهکشان آندرومدا چند سیاره دارد؟

کهکشان آندرومدا یکی از بزرگترین و قدیمی‌ترین کهکشان‌های موجود در جهان است. این کهکشان در فاصله‌ای حدوداً ۲٫۵ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد و به عنوان یکی از کهکشان‌های همسایه ما در منظومه شمسی شناخته می‌شود.

کهکشان آندرومدا دارای شکلی مشابه به یک دیسک است و قطر آن حدود ۱۴۰ هزار سال نوری است. این کهکشان در طول تاریخ بسیاری از اختلافات و تلاش‌های مختلف برای فهمیدن ساختار و خصوصیات آن را تجربه کرده است. با استفاده از تلسکوپ‌های قدرتمند، علمای فضایی توانسته‌اند جزئیات بسیاری را درباره این کهکشان کشف کنند.

در کهکشان آندرومدا، میلیاردها ستاره وجود دارد که به صورت گروه‌ها و ابرستاره‌ها در دیسک کهکشان قرار گرفته‌اند. همچنین، این کهکشان دارای چندین بخش با رنگ‌ها و ستارگان مختلف است که به آن‌ها “بخش‌های ستاره‌ای” می‌گویند.

کهکشان آندرومدا همچنین دارای چندین جرم سیاه است که به عنوان نقاطی با گرانش بسیار قوی شناخته می‌شوند. این جرم‌های سیاه معمولاً در مرکز کهکشان و در نزدیکی ستارگان بزرگ قرار دارند و تاثیر قوی بر حرکت ستارگان و ماده در اطراف خود دارند.

با توجه به فاصله بسیار بزرگ کهکشان آندرومدا از زمین، تحقیقات و مطالعات بیشتری برای درک کامل این کهکشان لازم است. با این حال، علمای فضایی همچنان در حال بررسی و بررسی این کهکشان هستند و امیدوارند که در آینده بتوانند بیشتر درباره ماهیت و ساختار آن بفهمند.

ویژگی‌های کهکشان اندرومدا

کهکشان آندرومدا که با نام‌های Messier 31، M31 یا NGC224 نیز شناخته می‌شود، یکی از معدود مواردی است که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است و به عنوان یک تیرگی شیری ظاهر می‌شود. فاصله آن از زمین حدود ۲,۴۸۰,۰۰۰ سال نوری و قطر آن تقریباً ۲۰۰,۰۰۰ سال نوری است.

کهکشان آندرومدا در ویژگی‌های متفاوتی با کهکشان راه شیری مشترک است. نام این کهکشان در اوایل سال ۹۶۵ میلادی در کتاب ستاره‌های ثابت توسط ستاره‌شناس مسلمان الصوفی عنوان شد و در سال ۱۶۱۲ اندکی پس از اختراع تلسکوپ توسط ستاره‌شناس آلمانی «سیمون ماریوس» (Simon Marius) دوباره مشاهده و کشف شد.

برای قرن‌ها ستاره‌شناسان کهکشان آندرومدا را به عنوان یکی از اجزای کهکشان راه شیری در نظر می‌گرفتند، یعنی یک سحابی مارپیچی مانند سایر توده‌های درخشان گاز درون سیستم کهکشانی محلی (از این رو نام سحابی آندرومدا) است.

تا اینکه در دهه ۱۹۲۰ ستاره‌شناس آمریکایی «ادوین پاول هابل» (Edwin Powell Hubble) به طور قطعی تشخیص داد که آندرومدا در واقع یک کهکشان جداگانه ورای راه شیری است.

کهکشان آندرومدا پیشینه عجیبی دارد که شامل برخورد و جمع شدن کهکشان‌های دیگر است. کهکشانی نزدیک و عجیب در کنار آندرومدا یعنی M32 ساختاری دارد که نشان می‌دهد M32 قبلاً یک کهکشان عادی و پرجرم بوده که در برخوردی با آندرومدا در گذشته، بسیاری از قسمت‌های خارجی و احتمالاً همه خوشه‌های کروی خود را از دست داده است.

بررسی عمیق قسمت‌های خارجی کهکشان آندرومدا نیز ساختارهای منسجم عظیمی از جریان‌های ستاره‌ای و ابرها را تایید می‌کند. این داده‌های رصدی بیانگر این است که قسمت‌های خارجی آندرومدا شامل بقایای خارجی کهکشان‌های کوچکتر خرد شده توسط کهکشان مرکزی غول پیکر بوده است.

کهکشان آندرومدا چگونه تشکیل شده است؟

داده‌ها نشان می‌دهند که آندرومدا در نتیجه برخورد دو کهکشان کوچکتر و تقریباً ۵ تا ۹ میلیارد سال پیش شکل گرفته است.

تعداد ستارگان کهکشان آندرومدا چه قدر است؟

تعداد ستارگان موجود در کهکشان آندرومدا یک تریلیون یا $${\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۲}}$$تخمین زده می‌شود. این تعداد تقریباً دو برابر تعداد تخمین زده شده برای کهکشان راه شیری است.

همچنین این کهکشان شامل یک جسم قابل توجه در عمق آسمان یعنی ستاره NGC206 است. این درخشان‌ترین ستاره کهکشان آندرومدا است که توسط «ویلیام هرشل» (William Herschel) در سال ۱۷۸۶ کشف شد.

جرم کهکشان اندرومدا چه قدر است؟

تا سال ۲۰۱۸ برآورد از جرم هاله کهکشان آندرومدا (شامل ماده تاریک) تقریباً $$\mathrm{۱.۵}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۲}}{M}_{\odot }$$بود. در این زمان جرم کهکشان راه شیری $$\mathrm{۸}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۱}}{M}_{\odot }$$برآورد می‌شد. این مقدار با اندازه‌گیری‌های قبلی که نشان می‌داد کهکشان آندرومدا و راه شیری از نظر جرم تقریباً برابر هستند، مغایرت داشت.

در سال ۲۰۱۸ برابری جرم کهکشان آندرومدا و راه شیری با نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌های رادیویی مجدداً تایید شد و جرم این دو کهکشان $$\mathrm{۸}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۱}}{M}_{\odot }$$اعلام شد.

در سال ۲۰۰۶ اعلام شده بود که کره کهکشان آندرومدا تراکم ستاره‌ای بالاتری از راه شیری دارد و دیسک ستاره‌ای کهکشانی آن تقریباً دو برابر قطر راه شیری برآورد شده بود. در نتیجه جرم کل کهکشان آندرومدا بین $$\mathrm{۸}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۱}}{M}_{\odot }$$تا $$\mathrm{۱.۱}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۲}}{M}_{\odot }$$تخمین زده شد.

در این اندازه‌گیری جرم ستاره‌ای آندرومدا $$\mathrm{۱۰}-\mathrm{۱۵}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۰}}{M}_{\odot }$$برآورد شده بود که $$\mathrm{۳۰}\%$$ از این جرم در برآمدگی مرکزی، $$\mathrm{۵۶}\%$$ در دیسک و $$\mathrm{۱۴}\%$$باقیمانده در هاله ستاره‌ای قرار داشت.

از سال ۲۰۱۸ نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌های رادیویی که جرم دو کهکشان را مشابه یکدیگر محاسبه کرده، مورد تایید بیشتری است اگر چه این موضوع هنوز توسط تعداد زیادی از گروه‌های تحقیقاتی در سراسر جهان در حال تحقیق است.

از سال ۲۰۱۹ محاسباتی که بر اساس سرعت فرار و اندازه‌گیری جرم دینامیکی انجام شده است جرم کهکشان آندرومدا را برابر با $$\mathrm{۰.۸}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۲}}{M}_{\odot }$$محاسبه کرده است که این مقدار تنها نیمی از جرم جدید کهکشان راه شیری است که در سال ۲۰۱۹ مقدار $$\mathrm{۱.۵}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۲}}{M}_{\odot }$$محاسبه شد.

علاوه بر ستاره‌ها، محیط بین ستاره‌ای کهکشان آندرومدا حاوی حداقل $$\mathrm{۷.۲}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۹}}{M}_{\odot }$$هیدروژن خنثی، $$\mathrm{۳.۴}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۸}}{M}_{\odot }$$ هیدروژن مولکولی و $$\mathrm{۵.۴}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۷}}{M}_{\odot }$$گرد و غبار است.

کهکشان آندرومدا توسط هاله‌ای عظیم از گاز داغ احاطه شده که تخمین زده می شود نیمی از جرم ستاره‌های کهکشان را در خود داشته باشد. این هاله تقریباً نامرئی در حدود یک میلیون سال نوری از کهکشان میزبان خود کشیده شده است.

شبیه‌سازی‌های کهکشان‌ آندرومدا نشان می‌دهد هاله همزمان با کهکشان آندرومدا تشکیل شده است. این هاله با عناصر سنگین‌تر نظیر هیدروژن و هلیوم غنی شده که از ابرنواختر به دست آمده‌اند. ابرنواخترها در دیسک پر از ستاره کهکشان آندرومدا منفجر شده و عناصر سنگین را به فضا پرتاب می‌کنند.

در طول زندگی کهکشان آندرومدا تقریباً نیمی از عناصر سنگین ساخته شده توسط ستاره‌های آن بسیار فراتر از دیسک ستاره‌ای کهکشان با قطر ۲۰۰,۰۰۰ رفته‌اند.

فاصله کهکشان اندرومدا تا زمین چه قدر است؟

برای برآورد مسافت از زمین تا کهکشان آندرومدا حداقل از چهار تکنیک مشخص استفاده شده است. در سال ۲۰۰۳ با استفاده از نوسانات روشنایی سطح مادون قرمز (I-SBF) فاصله آندرومدا با زمین مقدار $$\mathrm{۲.۵۷}\pm \mathrm{۰.۰۶}$$میلیون سال نوری برآورد شده است.

در سال ۲۰۰۴ با استفاده از ستاره تپشگر سفیوس که ستارگان زرد رنگ، تپشگر و بسیار بزرگ هستند که درخشندگی آن‌ها به‌طور منظم تغییر می‌کند این فاصله $$\mathrm{۲.۵۱}\pm \mathrm{۰.۱۳}$$میلیون سال نوری تخمین زده شد.

در سال ۲۰۰۵ یک ستاره دوتایی گرفتی در کهکشان آندرومدا کشف شد. این دوتایی شامل دو ستاره داغ و آبی از نوع O و B است. با دانستن میزان گرفتگی دوتایی‌ها، ستاره‌شناسان قادر به اندازه‌گیری اندازه آن‌ها هستند. با دانستن اندازه و دمای ستارگان، می‌توان قدر درخشندگی ستاره را تعیین کرد. هنگامی که قدر ظاهری یک ستاره مشخص است می‌توان فاصله تا ستاره را نیز محاسبه کرد.

به وسیله این روش مشخص شد که ستارگان آندرومدا در فاصله $$\mathrm{۲.۵۲}\pm \mathrm{۰.۱۴}$$میلیون سال نوری از ما و فاصله کل کهکشان آندرومدا تا زمین در حدود $$\mathrm{۲.۵}$$میلیون سال نوری است. این مقدار با مقدار به دست آمده از روش ستاره تپشگر سفیوس مطابقت بسیار خوبی داشت.

همچنین با استفاده از روش TRGB (یک مقیاس ابتدایی برای اندازه‌گیری فاصله در نجوم است که در آن از درخشش درخشان‌ترین ستاره‌های شاخه غول قرمز در یک کهکشان به عنوان شمع استاندارد برای اندازه‌گیری فاصله تا آن کهکشان استفاده می‌کنند) در سال ۲۰۰۵ این فاصله برابر با $$\mathrm{۲.۵۶}\pm \mathrm{۰.۰۸}$$میلیون سال نوری به دست آمد.

با میانگین‌گیری از این مقدارها می‌توان گفت فاصله زمین تا کهکشان آندرومدا $$\mathrm{۲.۵۴}\pm \mathrm{۰.۱۱}$$میلیون سال نوری است. با استفاده از روش‌های مثلثاتی نیز می‌توان گفت قطر آندرومدا در عریض‌ترین نقطه برابر با $$\mathrm{۲۲۰}\pm \mathrm{۳}$$کیلو سال نوری است.

روشنایی آندرومدا چه قدر است؟

در مقایسه با کهکشان راه شیری به نظر می‌رسد کهکشان آندرومدا دارای ستاره‌های مسن‌تر با سنی بزرگتر از $$\mathrm{۷}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۹}}$$باشد.

درخشندگی تخمین زده شده برای کهکشان آندرومدا $$\sim \mathrm{۲.۶}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۰}}{L}_{\odot }$$است که این مقدار در حدود $$\mathrm{۰.۲۵}$$بیشتر از کهکشان راه شیری است.

برآورد انجام شده با کمک تلسکوپ فضایی اسپیتزر که در سال ۲۰۱۰ منتشر شد نشان می‌دهد که قدر درخشندگی آندرومدا $$-\mathrm{۲۰.۸۹}$$و درخشندگی آن $$\sim \mathrm{۳.۶۴}\times {\mathrm{۱۰}}^{\mathrm{۱۰}}{L}_{\odot }$$است.

میزان تشکیل ستاره در کهکشان راه شیری در مقایسه با کهکشان آندرومدا بسیار بیشتر است. می‌توان گفت در آندرومدا سالانه فقط یک جرم خورشید تولید می‌شود و این در حالی است که در کهکشان راه شیری سالانه ۳-۵ جرم خورشید تولید می‌شود.