Der Andromeda-Heiligenschein nähert sich unserer Galaxie. Wir sagen Ihnen, warum es wichtig ist

Was ist über die Andromeda-Galaxie bekannt?

Die Andromedagalaxie, auch bekannt als M31, ist eine

eine majestätische Spirale bestehend aus etwa 1Billionen Sterne und von der Größe her mit unserer Milchstraße vergleichbar. Mit einer Entfernung von 2,5 Millionen Lichtjahren ist sie uns so nahe, dass die Galaxie als zigarrenförmiger Lichtfleck hoch am Herbsthimmel erscheint. Wenn sein gasförmiger Halo mit bloßem Auge sichtbar wäre, wäre er etwa dreimal breiter als Ursa Major. Dies wäre das größte Merkmal des Nachthimmels. Andromeda wird oft als M31-Galaxie oder Nebel bezeichnet, da es sich um das 31. Objekt auf Messiers Liste diffuser Himmelsobjekte handelt.

Was haben die Wissenschaftler herausgefunden?

In einer wegweisenden Studie verwenden WissenschaftlerDas Hubble-Weltraumteleskop hat die riesige Gashülle - den Halo - kartiert, der die Andromeda-Galaxie umgibt. Wissenschaftler waren überrascht festzustellen, dass sich dieser dünne, fast unsichtbare Lichthof aus diffusem Plasma 1,3 Millionen Lichtjahre von der Galaxie - etwa auf halber Strecke bis zu unserer Milchstraße - und 2 Millionen Lichtjahre in einige Richtungen erstreckt. Dies bedeutet, dass Andromedas Heiligenschein bereits gegen den Lichthof unserer Galaxie stößt.

Sie fanden auch heraus, dass der Heiligenschein eine Schicht hatStruktur mit zwei verschachtelten Haupt- und getrennten Gasschalen. Dies ist die umfassendste Untersuchung des die Galaxie umgebenden Halos. Je näher der beobachtete Andromeda-Heiligenschein ist, desto besser können wir seine Struktur verstehen.

Diese Abbildung zeigt einen GashaloAndromeda-Galaxie, wenn man sie mit bloßem Auge sehen könnte. Die majestätische Spiralgalaxie Andromeda ist 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt und so nah an uns, dass sie als zigarrenförmiger Lichtfleck hoch am Herbsthimmel erscheint. Wenn sein gasförmiger Halo mit bloßem Auge sichtbar wäre, wäre er etwa dreimal so breit wie Ursa Major – das mit Abstand größte Gebilde am Nachthimmel.
Bildnachweis und Copyright: NASA, ESA, J. DePaskuel und E. Wheatley (STScI) und Z. Levy (Hintergrundbild)

„Die riesigen Gashalos in der Umgebung verstehenDie Galaxie ist extrem wichtig “, erklärte die Co-Ermittlerin Samantha Berek von der Yale University in New Haven, Connecticut. „Dieses Gasreservoir enthält Treibstoff für die zukünftige Sternentstehung in der Galaxie sowie Überreste von Ereignissen wie Supernovae. Es ist voller Hinweise auf die vergangene und zukünftige Entwicklung der Galaxie, und wir können es endlich detailliert auf unseren nächsten galaktischen Nachbarn untersuchen. "

„Wir haben festgestellt, dass die innere Hülle,Eine Dehnung von etwa einer halben Million Lichtjahren ist viel komplexer und dynamischer “, erklärte Studienleiter Nicholas Lehner von der University of Notre Dame in Indiana. - Die Außenhülle ist glatter und heißer. Dieser Unterschied ist wahrscheinlich das Ergebnis der Auswirkungen der Supernova-Aktivität in der Scheibe der Galaxie, die den inneren Lichthof direkter beeinflusst. "

Ein Zeichen dieser Aktivität ist die EntdeckungTeam einer großen Anzahl schwerer Elemente im Andromeda-Gashalo. Die schwereren Elemente werden im Darm der Sterne vorbereitet und dann in den Weltraum ausgestoßen - manchmal heftig, wenn der Stern stirbt. Der Lichthof wird dann durch Sternexplosionen mit diesem Material kontaminiert.

Das AMIGA-Projekt und die Suche nach Quasaren

Im Rahmen eines Programms namens Project AMIGA(Karte der Absorption ionisierten Gases in Andromeda) Die Studie untersuchte das Licht von 43 Quasaren – den sehr entfernten, leuchtenden Kernen aktiver Galaxien, die von Schwarzen Löchern angetrieben werden – die sich weit jenseits von Andromeda befinden. Quasare gehören zu den hellsten kosmischen Objekten im Universum und stellen die Kerne von Galaxien dar, die weit jenseits von Andromeda liegen. Hinter dem Halo verstreute Quasare „erleuchten“ ihn, was es Wissenschaftlern ermöglicht, diese Bereiche im Detail zu untersuchen.

Das Team blickte durch den Heiligenschein auf das Licht der Quasarebeobachteten, wie dieses Licht vom Andromeda-Halo absorbiert wird und wie diese Absorption in verschiedenen Regionen variiert. Andromedas riesiger Lichthof besteht aus einem sehr verdünnten und ionisierten Gas, das keine leicht nachweisbare Strahlung abgibt. Daher ist die Verfolgung der Absorption von Licht von einer Hintergrundquelle der beste Weg, um dieses Material zu untersuchen.

Diese Abbildung zeigt Position 43Quasare, mit denen Wissenschaftler den Andromeda-Gashalo untersuchten. Diese Quasare - die sehr entfernten, brillanten Kerne aktiver Galaxien, die von Schwarzen Löchern befeuert werden - sind weit über den Heiligenschein hinaus verstreut, sodass Wissenschaftler mehrere Regionen erkunden können. Das Team schaute durch den riesigen Lichthof auf das Licht der Quasare und beobachtete, wie dieses Licht vom Lichthof absorbiert wird und wie sich diese Absorption in verschiedenen Regionen ändert. Durch Verfolgung der Absorption von Licht aus Hintergrundquasaren können Wissenschaftler Halo-Material untersuchen.
Quellen: NASA, ESA und E. Wheatley (STScI)

Die Forscher nutzten eine einmalige Gelegenheitder Hubble Space-Origin Spectrograph (COS) zur Untersuchung von ultraviolettem Licht von Quasaren. Ultraviolettes Licht wird von der Erdatmosphäre absorbiert, was eine Beobachtung mit bodengestützten Teleskopen unmöglich macht. Das Team verwendete COS zum Nachweis ionisierter Gase aus Kohlenstoff, Silizium und Sauerstoff. Ein Atom wird ionisiert, wenn es durch Strahlung von einem oder mehreren Elektronen befreit wird.

Wie wurde der Andromeda-Heiligenschein zuvor untersucht und warum ist es so schwierig?

Zuvor wurde Andromedas Heiligenschein bereits vom Team untersuchtLener. 2015 entdeckten sie, dass Andromedas Heiligenschein groß und massiv ist. Aber die Wissenschaftler hatten wenig Ahnung von seiner Komplexität; Es wird jetzt detaillierter abgebildet, was zu einer genaueren Bestimmung seiner Größe und Masse führt.

Zuvor gab es nur sehr wenige Informationen – nur sechs Quasare – im Umkreis von 1 Million Lichtjahren um die Galaxie. Jetzt haben Wissenschaftler mehr Informationen über die innere Region des Andromeda-Halos. 

Da wir in der Milchstraße leben, WissenschaftlerEs ist nicht einfach, die Halo-Signatur unserer eigenen Galaxie zu interpretieren. Sie glauben jedoch, dass die Lichthöfe von Andromeda und der Milchstraße sehr ähnlich sein sollten, da die beiden Galaxien auch sehr ähnlich sind. Die beiden Galaxien befinden sich auf ihrem Kollisionsweg und werden in etwa 4 Milliarden Jahren zu einer riesigen elliptischen Galaxie verschmelzen.

Wissenschaftler haben weiter entfernte Gashalos untersuchtGalaxien, aber diese Galaxien sind am Himmel viel kleiner, was bedeutet, dass die Anzahl der Hintergrundquasare, die hell genug sind, um ihre Lichthöfe zu untersuchen, normalerweise nur eine pro Galaxie beträgt. Daher gehen räumliche Informationen im Wesentlichen verloren. Aufgrund seiner Nähe zur Erde taucht Andromedas Gashalo am Himmel auf und ermöglicht die Entnahme viel größerer Proben.

Warum ist das Studium von Andromeda so wichtig?

Ein Experiment zum Finden und Studieren von Quasaren fürAndromeda ist wirklich einzigartig, denn nur mit dieser Galaxie haben wir Informationen über ihren Lichthof, nicht nur entlang einer oder zwei Sichtlinien, sondern auch über 40. Dies ist ein innovativer Ansatz zur Darstellung der gesamten Komplexität des galaktischen Lichthofs jenseits der Milchstraße.

Tatsächlich ist Andromeda die einzige Galaxie inUniversum, für das dieses Experiment jetzt und nur mit "Hubble" durchgeführt werden kann. Nur mit Hilfe des ultraviolettempfindlichen Weltraumteleskops der Zukunft können Wissenschaftler regelmäßig Experimente dieser Art außerhalb der rund 30 Galaxien der lokalen Gruppe durchführen.

„Auf diese Weise gab uns das Projekt AMIGA auch einen Blick in die Zukunft“, schloss Lehner.

Wie kann man Andromeda beobachten und wie wird es jetzt untersucht?

M31 ist im Sternbild Andromeda und ist am bestenim November beobachtet. Die Galaxie hat eine scheinbare Größe von 3,1, so dass sie auch in Gebieten mit mäßiger Lichtverschmutzung mit bloßem Auge gesehen werden kann. Da dies ein sehr leicht zu beobachtendes Detail am Nachthimmel ist, ist es unmöglich zu sagen, wer die Andromeda-Galaxie entdeckt hat. Das 964-Buch der Fixsterne des persischen Astronomen Abd ar-Rahman al-Sufi enthält jedoch den ersten bekannten Bericht über dieses Objekt.

Bild: Stellarium

Diese Sternenkarte für M31 ist eine Ansicht aus den mittleren nördlichen Breiten für einen bestimmten Monat und eine bestimmte Zeit.

Autoren: NASA, ESA, J. Dalkanton, B.F. Williams und L.S. Johnson (University of Washington), PHAT und R. Gendler

Und das ist ein Bild unseres nächstgelegenen Majorsseines galaktischen Nachbarn M31 besteht aus 7.398 Bildern, die von 411 verschiedenen Teleskopausrichtungen aufgenommen wurden, und ist Hubbles bislang größtes Mosaik. Die 1,5 Milliarden Pixel im Mosaik zeigen mehr als 100 Millionen Sterne und Tausende von Sternhaufen, eingebettet in einen Teil der M31-Pfannkuchenscheibe, auch bekannt als Andromeda-Galaxie. Obwohl die Galaxie mehr als 2 Millionen Lichtjahre entfernt ist, ist Hubble stark genug, um einzelne Sterne in diesem 61.000 Lichtjahre großen Bereich der Scheibe zu trennen. Es ist, als würde man einen Strand fotografieren und einzelne Sandkörner aussortieren.

Hubble verfolgt dicht gepackte SterneAbfahrt vom inneren Zentrum der Galaxie (links). Aus dieser zentralen galaktischen Ausbuchtung heraus erstreckt sich das Panorama durch Streifen von Sternen und Staub bis zur dünneren äußeren Scheibe. Kühlere gelbliche Sterne dominieren das Zentrum der Galaxie in der unteren linken Ecke. Das blaue kreisförmige Merkmal, das sich von links oben nach rechts unten erstreckt, ist ein Spiralarm mit zahlreichen Ansammlungen junger blauer Sterne und sternbildender Regionen. Dunkle Silhouetten zeichnen komplexe Staubstrukturen nach.

Quellen: NASA, ESA, B. Williams und J. Dalcanton (Universität von Washington, Seattle)

Dieses Bild wurde vom Hubble-Teleskop aufgenommenerstreckt sich über 7.900 Lichtjahre und zeigt die dicht besiedelte Zentralregion von M31. Der helle Bereich rechts von der Mitte ist eine Gruppe von Sternen, die sich um das Schwarze Loch der Galaxie befinden. Die im Bild verstreuten blauen Punkte sind ultrablaue Sterne, die ihre äußeren Materialschichten vorzeitig abgeworfen haben und ihre extrem heißen Kerne freilegen.

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