アンドロメダは、星系、塵、およびガスの集合体からなる銀河であり、すべて重力の影響を受けます。地球から250万光年離れた場所にあり、肉眼で見える天の川以外の唯一の天体です。
銀河の最初の記録は、ペルシャの天文学者アルスーフィーがアンドロメダ星座の小さな曇りであると説明した961年にさかのぼります。ほとんどの場合、他の古代の人々もそれを認識できました。
図1.紫外光で見られる天の川に似たアンドロメダ銀河。出典：ウィキメディア・コモンズ。
その後、望遠鏡を使って、ガリレオに続いた天文学者たちはそれを単に「星雲」と呼びました。19世紀半ばに、最も強力な望遠鏡は直径72インチで、いくつかの星雲の奇妙ならせん構造を直接観察したアイルランドの天文学者ウィリアムパーソンズによって構築されました。
アンドロメダ星雲が天の川の一部ではないことに天文学者エドウィンハッブルが気づいたのは1924年のことです。このために彼は、定期的に明るさが変化する星のクラスであるセファイドの特性を使用しました。
セファイドのサイズと温度は増減し、光度と周期を非常に正確に関連付けます。このようにして、ハッブルは宇宙の距離スケールを確立し、アンドロメダと天の川の間の距離を推定することができました。これは、星雲が実際には独立した銀河であり、宇宙が彼らが想像していたよりもはるかに広い場所であることを確認しました。
アンドロメダの特徴
アンドロメダは私たちの天の川と似た形状の渦巻銀河です。それは平らな円盤のような形をしており、中央に膨らみといくつかのらせん状の腕があります。すべての銀河がこのデザインを持っているわけではありません。
何百ものハッブルを観測したハッブルは、今日でも使用されている有名な音叉図またはハッブルシーケンスで楕円（E）、レンチキュラー（L）、スパイラル（S）に分類しました。
図2.ハッブルの音叉。出典：ウィキメディア・コモンズ。
次に、渦巻銀河は2つのグループに分けられます。中心の棒があるグループとないグループです。
現在のコンセンサスは、私たちの天の川は外からは見えませんが、渦巻銀河Sbであるというものですが、アンドロメダは、ここからほぼ真っ直ぐに見える単純または非渦巻銀河Sbです。
アンドロメダの最も重要なデータは次のとおりです。
-それは二重コアを持っています（以下の構造セクションを参照してください）
-その寸法は天の川に匹敵します。アンドロメダはサイズがわずかに大きいだけですが、天の川はより大きく、暗黒物質が多くなっています。
-アンドロメダにはいくつかの衛星銀河があり、それらと重力的に相互作用します。楕円矮小銀河：M32とM110、および小さな渦巻銀河M33。
-その直径は22万光年です。
-星は10億個あり、天の川の約2倍の明るさです。
アンドロメダが放出するエネルギーの3％近くが赤外線領域にありますが、天の川の場合、この割合は50％です。通常、この値は星形成率に関連しているため、天の川では高く、アンドロメダでは低くなります。
アンドロメダを見るには？
1774年まで遡る110の天体オブジェクトのリストであるメシエカタログは、同じ名前の星座に見えるアンドロメダ銀河をオブジェクトM31と名付けています。
NGCカタログ（星雲と星団の新しい総合カタログ）は、NGC 224と呼んでいます。
これらの指定は、コンピューターや電話の多くの天文学アプリケーションで使用されているため、天球図で銀河を見つけるときに覚えておくことをお勧めします。
アンドロメダを視覚化するには、まず、見方に応じて、文字WまたはMの形をした非常に特徴的な形をしたカシオペア座を見つけると便利です。
次の図に示すように、カシオペアは空で視覚化するのが非常に簡単で、アンドロメダ銀河はそれとアンドロメダ星座の間にあります。
図3.アンドロメダ銀河を特定するための天体図の詳細。出典：F. Zapata
肉眼で銀河を見るには、空が非常に暗く、近くに人工照明がない必要があることに注意してください。
しかし、人口の多い街からも晴れた夜に銀河を見ることができますが、少なくとも双眼鏡の助けを借りれば常にそうです。これらの状況下では、示された場所で小さな白っぽい楕円形が区別されます。
望遠鏡を使用すると、銀河のより多くの詳細を区別でき、2つの小さな伴銀河を見つけることもできます。
これを表示するのに最も適切な時期は次のとおりです。
- 北半球：年間を通じて見えにくくなりますが、最適な月は8月と9月です。
- 南半球：10月から12月まで。
最後に、空が非常に暗いように、新月の間に観察すること、そして季節に適した服を着ることをお勧めします。
銀河のローカルグループ
アンドロメダ銀河と天の川自体は、合計40の銀河をグループ化するローカル銀河グループに属しています。天の川、アンドロメダ、および三角形の銀河は、このグループの最大のメンバーです。
残りは、マゼラン雲を含む楕円、渦巻き、または不規則型の矮小銀河で構成されています。
構造
アンドロメダの構造は基本的にすべての渦巻銀河と同じです。
図4.典型的な渦巻銀河の構造。出典：マニトバ大学。
-超大質量ブラックホールを収容する核。
-核を取り囲み、星でいっぱいの球根は、その進化が進んだ。
-星間物質のディスク。
-既に名前が付けられた構造を取り囲んでいる巨大な拡散球であるハロー。これは、隣接する天の川のハローと混同されます。
アンドロメダの起源と進化
銀河の起源は、ビッグバンのすぐ後に組織されていた原始銀河または原始ガス雲であり、宇宙を生み出した大爆発です。
ビッグバンの間に、より軽い元素、水素とヘリウムが形成されました。このように、最初の原始銀河は必然的にこれらの要素で構成されていました。
最初は問題は均一に分布していましたが、いくつかの点で他の点よりも少し多く蓄積しました。密度がより高い場所では、重力が発生し、より多くの物質が蓄積されました。時間の経過とともに、重力の収縮により原始銀河が生じました。
アンドロメダは、約100億年前に発生したいくつかの原始銀河の合併の結果かもしれません。
宇宙の推定年齢が137億年であることを考慮すると、アンドロメダは天の川のようにビッグバンの直後に形成されました。
アンドロメダは、その存在の過程で、他の原始銀河や銀河を吸収し、現在の形にした。また、これらのアプローチの間、星形成率が増加するため、その星形成率はその期間を通じて変化しました。
アンドロメダ銀河は現在、宇宙が膨張していることが知られているにもかかわらず、300 km / sの速度で急速に天の川に接近しているため、遠い将来、2つまたは少なくとも1つのアプローチ間の「衝突」が予想されます。どちらも大きく変形します。
そのような出来事は珍しいことではなく、星間の距離が大きいことを考えると、必ずしも暴力的または破壊的ではありません。
衝突する銀河のサイズが等しい場合、それらはおそらく形を失い、楕円銀河または不規則銀河を形成します。片方が小さい場合、大きい方はそれを吸収してその形状を保持するか、多かれ少なかれかなりの変形を経験します。
セファイドと天文距離
エドウィンハッブルはセファイドを使用してアンドロメダまでの距離を決定し、それが天の川から離れた銀河であることを示しました。
セファイドは非常に明るい星で、太陽よりもはるかに明るいため、非常に遠くからでも見ることができます。ポラリス、極星はセファイドの一例です。
それらは、それらの明るさが規則的な間隔で増減する周期的な膨張と収縮を受けるという事実によって特徴付けられます。それが彼らが脈動星として知られている理由です。
天文学者のヘンリエッタリービット（1868〜1921年）は、次の方程式に従って、同じ周期Tを持つすべてのセファイドが同じ明るさまたは固有の等級Mvを持つことを発見しました。
Mv = -1.43-2.81 log T
これは、セファイドがどれほど離れていても当てはまります。したがって、遠方の銀河でセファイドを識別する場合、以前に較正された等級対周期曲線があるため、その周期を調べると、その等級も表示されます。
現在、どの光源にも固有の大きさと見かけの大きさがあります。
2つの等しく明るい光が夜間遠くで見られる場合、それらは両方とも同じ固有の明るさを持っているかもしれませんが、光源の1つはあまり明るくも近くもないため、同じに見えるかもしれません。
星の固有の等級は、その光度に関連しています。等級が大きいほど、光度が大きいことは明らかです。次に、見かけの大きさと固有の大きさの違いは、光源までの距離に関係します。
マグニチュードと距離の関係
天文学者は、言及された3つの変数を関連付ける次の方程式を使用します。固有の等級、見かけの等級、距離：
m v -M v = -5 + 5 log d
ここで、m vは見かけの等級、M vは絶対等級、dは光源からの距離（パーセク*）、この場合は星です。
このようにして、ハッブルはアンドロメダ星雲でマグニチュードが非常に小さいセファイドを発見しました。
私たちとハッブルがこの方法で決定したアンドロメダの間の距離は285キロパーセクで、わずか929千光年でした。現在受け入れられている値は250万光年で、ハッブルが見積もった値の2倍強です。
ハッブルが彼の推定を行った時に、セファイドのクラスが2つあることは不明であったため、彼は距離を過小評価していたことがわかりました。それにもかかわらず、彼はアンドロメダが天の川の一部ではないほど大きいことを証明することができました。
* 1パーセク= 3.26光年
参考文献
- テイラー、N。アンドロメダ銀河（M31）：場所、特性&画像。から回復：space.com。
- マニトバ大学。研究プロジェクト1：渦巻銀河。から回復：physics.umanitoba.ca。
- Pasachoff、J。2007。コスモス：ニューミレニアムの天文学。第3版。トムソン・ブルックス/コール。
- 種子、2011年。天文学の基礎。第7版。Cengage Learning。
- ウィキペディア。アンドロメダ銀河。回復元：es.wikipedia.org。