Andrômeda: descoberta, origem, características, estrutura - Ciência - 2023

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Andrômeda é uma galáxia formada por um conglomerado de sistemas estelares, poeira e gás, todos sujeitos à força da gravidade. Está a 2,5 milhões de anos-luz de distância da Terra e é o único objeto visível a olho nu que não pertence à Via Láctea.

O primeiro registro da galáxia data de 961, quando o astrônomo persa Al-Sufi a descreveu como uma pequena nebulosidade na constelação de Andrômeda. Muito provavelmente, outros povos antigos também conseguiram reconhecê-lo.

Mais tarde, com o telescópio, os astrônomos que seguiram Galileu o chamaram simplesmente de "nebulosa". Em meados do século 19, o telescópio mais poderoso tinha 72 polegadas de diâmetro e foi construído pelo astrônomo irlandês William Parsons, que observou diretamente a curiosa estrutura espiral de algumas nebulosas.

Foi em 1924 que o astrônomo Edwin Hubble percebeu que a Nebulosa Espiral de Andrômeda não fazia parte da Via Láctea. Para isso, ele usou as propriedades das Cefeidas, uma classe de estrelas cujo brilho varia periodicamente em uma base regular.

O tamanho e a temperatura das cefeidas aumentam e diminuem, relacionando de forma muito precisa a luminosidade com o seu período. Desta forma, Hubble foi capaz de estabelecer uma escala de distância para o universo e estimar a distância entre Andrômeda e a Via Láctea. Isso confirmou que a nebulosa era, na verdade, uma galáxia separada e o universo um lugar muito maior do que eles imaginavam.

Características do Andromeda

Andrômeda é uma galáxia espiral cuja forma é semelhante à da nossa Via Láctea. Tem a forma de um disco plano, com uma saliência no centro e vários braços espirais. Nem todas as galáxias têm este design.

Hubble, que havia observado centenas deles, classificou-os em elípticos (E), lenticulares (L) e espirais (S), em seu famoso diagrama da escala ou sequência hubble que ainda é usado.

Por sua vez, as galáxias espirais são distinguidas em dois grupos, aqueles com uma barra central e aqueles sem.

O consenso atual é que nossa Via Láctea é uma galáxia espiral barrada Sb, embora não possamos vê-la de fora, mas Andrômeda é uma galáxia espiral Sb simples ou sem barras, que vemos quase de lado a partir daqui.

Os dados mais significativos de Andromeda são:

-Tem um núcleo duplo (veja a seção sobre Estrutura mais adiante)

-Suas dimensões são comparáveis às da Via Láctea. Andrômeda é apenas um pouco maior em tamanho, mas a Via Láctea é mais massiva, com mais matéria escura.

-Andromeda tem várias galáxias satélites, com as quais interage gravitacionalmente: as galáxias anãs elípticas: M32 e M110 e a pequena galáxia espiral M33.

-Seu diâmetro é de 220 mil anos-luz.

-É cerca de duas vezes mais brilhante que a Via Láctea, com 1 bilhão de estrelas.

-Próximo de 3% da energia emitida por Andrômeda está na região do infravermelho, enquanto para a Via Láctea esse percentual é de 50%. Normalmente esse valor está relacionado à taxa de formação de estrelas, pois na Via Láctea é alto e em Andrômeda é menor.

Como ver Andromeda?

O catálogo Messier, uma lista de 110 objetos astronômicos que remonta a 1774, denomina a galáxia de Andrômeda, visível na constelação de mesmo nome, como objeto M31.

Por sua vez, o catálogo NGC (Novo Catálogo Geral de Nebulosas e Aglomerados de Estrelas) o chama de NGC 224.

É uma boa ideia lembrar essas designações ao encontrar a galáxia nos mapas do céu, pois são usadas em muitas aplicações astronômicas para computadores e telefones.

Para visualizar Andrômeda, é conveniente primeiro localizar a constelação de Cassiopea, que tem uma forma muito característica na forma da letra W ou M, dependendo de como você a vê.

Cassiopea é muito fácil de visualizar no céu e a galáxia de Andrômeda está entre ela e a constelação de Andrômeda propriamente dita, como pode ser visto neste diagrama:

Lembre-se de que para ver a galáxia a olho nu, o céu deve estar muito escuro e sem luzes artificiais nas proximidades.

Porém, é possível ver a galáxia mesmo de uma cidade povoada em uma noite clara, mas sempre com o auxílio de binóculos, pelo menos. Nessas circunstâncias, um pequeno oval esbranquiçado é distinguido no local indicado.

Com um telescópio, muitos mais detalhes da galáxia podem ser distinguidos e duas de suas pequenas galáxias companheiras também podem ser localizadas.

As épocas do ano mais adequadas para visualizá-lo são:

–Hemisfério Norte: Embora seja menos visível ao longo do ano, os meses ideais são agosto e setembro.

–Hemisfério sul: entre outubro e dezembro.

Por fim, é aconselhável observar durante a lua nova, de modo que o céu esteja muito escuro, bem como usar roupas adequadas para a estação.

O grupo local de galáxias

Tanto a galáxia de Andrômeda quanto a própria Via Láctea pertencem ao Grupo Local de galáxias, que agrupa um total de 40 galáxias. A Via Láctea, Andrômeda e a galáxia Triângulo são os maiores membros desse grupo.

O resto é formado por galáxias anãs de tipo elíptico, espiral ou irregular que incluem as Nuvens de Magalhães.

Estrutura

A estrutura de Andrômeda é basicamente a mesma de todas as galáxias espirais:

-Um núcleo, que abriga um buraco negro supermassivo.

-O bulbo, circundando o núcleo e cheio de estrelas avançou em sua evolução.

-Um disco de material interestelar.

-O halo, uma enorme esfera difusa que envolve as estruturas já nomeadas e que se confunde com o halo da vizinha Via Láctea.

Origem e evolução Como Andromeda se originou?

As galáxias têm sua origem nas protogaláxias ou nuvens de gás primordiais que se organizaram relativamente pouco depois do Big Bang, a grande explosão que deu origem ao universo.

Durante o Big Bang, os elementos mais leves, hidrogênio e hélio, foram formados. Dessa forma, as primeiras protogaláxias eram necessariamente compostas por esses elementos.

A princípio a matéria distribuiu-se homogeneamente, mas em alguns pontos acumulou-se um pouco mais do que em outros. Em locais onde a densidade era maior, a força da gravidade entrava em ação e fazia com que mais matéria se acumulasse. Com o tempo, a contração gravitacional deu origem às protogaláxias.

Andromeda pode ser o resultado da fusão de várias protogaláxias ocorridas há cerca de 10 bilhões de anos.

Levando em consideração que a idade estimada do universo é de 13,7 bilhões de anos, Andrômeda se formou logo após o Big Bang, assim como a Via Láctea.

Durante o curso de sua existência, Andrômeda absorveu outras protogaláxias e galáxias, o que ajudou a dar-lhe sua forma atual. Além disso, sua taxa de formação de estrelas variou ao longo desse tempo, pois durante essas aproximações a taxa de formação de estrelas aumenta.

Apesar do fato de que o universo é conhecido por se expandir, a galáxia de Andrômeda está se aproximando rapidamente da Via Láctea a uma taxa de 300 km / s, então em um futuro distante uma "colisão" entre as duas ou pelo menos uma abordagem é esperada. de forma que ambos são muito deformados.

Esses eventos não são incomuns e não são necessariamente violentos ou destrutivos, dada a grande distância entre as estrelas.

Se as galáxias em colisão forem de tamanho igual, provavelmente perderão sua forma e formarão uma galáxia elíptica ou irregular. Se um for menor, o maior reterá sua forma absorvendo-o, ou experimentará uma deformação mais ou menos apreciável.

Cefeidas e distâncias astronômicas

Edwin Hubble usou as cefeidas para determinar a distância a Andrômeda e mostrar que era uma galáxia separada da Via Láctea.

As cefeidas são estrelas extremamente brilhantes, muito mais brilhantes do que o Sol, por isso podem ser vistas mesmo de muito longe. Polaris, a estrela polar é um exemplo de uma Cefeida.

Eles são caracterizados pelo fato de que sofrem expansões e contrações periódicas, durante as quais seu brilho aumenta e diminui em intervalos regulares. É por isso que são conhecidos como estrelas pulsantes.

A astrônoma Henrietta Leavitt (1868-1921), descobriu que qualquer Cefeida com o mesmo período T, tem o mesmo brilho ou magnitude intrínseca Mv, de acordo com a equação:

Mv = -1,43 - 2,81 log T

Isso é verdade para qualquer Cefeida, não importa a distância. Portanto, ao identificar uma Cefeida em uma galáxia distante, examinar seu período também terá sua magnitude, uma vez que existem curvas magnitude versus período calibrado anteriormente.

Agora, qualquer fonte de luz tem magnitude intrínseca e magnitude aparente.

Quando duas luzes igualmente brilhantes são vistas à distância à noite, ambas podem ter o mesmo brilho intrínseco, mas uma das fontes também pode ser menos brilhante e mais próxima e, portanto, parecer a mesma.

A magnitude intrínseca de uma estrela está relacionada à sua luminosidade: é claro que quanto maior a magnitude, maior a luminosidade. Por sua vez, a diferença entre a magnitude aparente e a intrínseca está relacionada à distância até a fonte.

Relação entre magnitude e distância

Os astrônomos usam a seguinte equação que relaciona as três variáveis mencionadas; magnitude intrínseca, magnitude aparente e distância:

m_v - M_v = -5 + 5 log d

Onde M_v é a magnitude aparente, M_v é a magnitude absoluta e d é a distância da fonte de luz (em parsecs *), neste caso a estrela.

Desta forma, Hubble encontrou Cefeidas na nebulosa de Andrômeda com magnitudes muito pequenas, o que significa que estavam muito distantes.

A distância entre nós e Andrômeda que Hubble determinou com este método foi de 285 kiloparsec, pouco mais de 929 mil anos-luz. O valor atualmente aceito é de 2,5 milhões de anos-luz, um pouco mais que o dobro do estimado por Hubble.

Acontece que, na época em que Hubble fez sua estimativa, não se sabia que havia duas classes de Cefeidas, por isso ele subestimou a distância. Apesar disso, ele conseguiu provar que era tão grande que Andrômeda definitivamente não fazia parte da Via Láctea.

* 1 parsec = 3,26 anos-luz.

Referências

Taylor, N. The Andromeda Galaxy (M31): Location, Characteristics & Images. Recuperado de: space.com.
Universidade de Manitoba. Projeto de Pesquisa 1: Galáxias Espirais. Recuperado de: physics.umanitoba.ca.
Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the New Millenium. Terceira edição. Thomson-Brooks / Cole.
Seeds, M. 2011. Foundations of Astronomy. Sétima edição. Cengage Learning.
Wikipedia. Galáxia de Andrômeda. Recuperado de: es.wikipedia.org.