ANDROMÈDE: DÉCOUVERTE, ORIGINE, CARACTÉRISTIQUES, STRUCTURE - ARTE - 2025

Andromède est une galaxie composée d'un conglomérat de systèmes stellaires, de poussières et de gaz, tous soumis à la force de gravité. Il est situé à 2,5 millions d'années-lumière de la Terre et est le seul objet visible à l'œil nu qui n'appartient pas à la Voie lactée.

Le premier enregistrement de la galaxie date de 961, lorsque l'astronome perse Al-Sufi l'a décrit comme un petit nuage dans la constellation d'Andromède. Très probablement, d'autres peuples anciens ont également réussi à le reconnaître.

Figure 1. La galaxie d'Andromède, similaire à la Voie lactée, vue en lumière ultraviolette. Source: Wikimedia Commons.

Plus tard, avec le télescope, les astronomes qui ont suivi Galilée l'ont simplement appelé «nébuleuse». Au milieu du 19ème siècle, le télescope le plus puissant mesurait 72 pouces de diamètre et fut construit par l'astronome irlandais William Parsons, qui observa directement la curieuse structure en spirale de certaines nébuleuses.

C'est en 1924 que l'astronome Edwin Hubble a réalisé que la nébuleuse spirale d'Andromède ne faisait pas partie de la Voie lactée. Pour cela, il a utilisé les propriétés des Céphéides, une classe d'étoiles dont la luminosité varie périodiquement sur une base régulière.

La taille et la température des Céphéides augmentent et diminuent, reliant de manière très précise la luminosité à leur période. De cette manière, Hubble a pu établir une échelle de distance pour l'univers et estimer la distance entre Andromède et la Voie lactée. Cela a confirmé que la nébuleuse était, en fait, une galaxie indépendante et que l'univers un endroit beaucoup plus grand qu'ils ne l'avaient imaginé.

Caractéristiques d'Andromeda

Andromède est une galaxie spirale dont la forme est similaire à celle de notre Voie lactée. Il a la forme d'un disque plat, avec un renflement au centre et plusieurs bras en spirale. Toutes les galaxies n'ont pas cette conception.

Hubble, qui en avait observé des centaines, les a classés en elliptiques (E), lenticulaires (L) et spirales (S), dans son célèbre diagramme de diapason ou séquence de Hubble qui est encore utilisé aujourd'hui.

Figure 2. Le diapason Hubble. Source: Wikimedia Commons.

À leur tour, les galaxies spirales se distinguent en deux groupes, celles avec une barre centrale et celles sans.

Le consensus actuel est que notre Voie lactée est une galaxie spirale barrée Sb, bien que nous ne puissions pas la voir de l'extérieur, mais Andromède est une galaxie spirale Sb simple ou non barrée, que nous voyons presque de côté d'ici.

Les données les plus significatives d'Andromeda sont:

-Il a un double noyau (voir la section Structure ci-dessous)

-Ses dimensions sont comparables à la Voie lactée. Andromède n'est que légèrement plus grande, mais la Voie lactée est plus massive, avec plus de matière noire.

-Andromède possède plusieurs galaxies satellites, avec lesquelles elle interagit gravitationnellement: les galaxies naines elliptiques: M32 et M110 et la petite galaxie spirale M33.

-Son diamètre est de 220 mille années-lumière.

-Il est environ deux fois plus lumineux que la Voie lactée, avec 1 milliard d'étoiles.

- Près de 3% de l'énergie émise par Andromède se trouve dans la région infrarouge, alors que pour la Voie lactée ce pourcentage est de 50%. Habituellement, cette valeur est liée au taux de formation d'étoiles, donc dans la Voie lactée, elle est élevée et à Andromède, elle est plus faible.

Comment voir Andromède?

Le catalogue Messier, une liste de 110 objets astronomiques datant de 1774, nomme la galaxie d'Andromède, visible dans la constellation du même nom, comme objet M31.

De son côté, le catalogue NGC (Nouveau catalogue général des nébuleuses et amas d'étoiles) l'appelle NGC 224.

Ces désignations sont une bonne idée à retenir lors de la recherche de la galaxie sur les cartes du ciel, car elles sont utilisées dans de nombreuses applications astronomiques pour ordinateurs et téléphones.

Pour visualiser Andromède, il est pratique de localiser d'abord la constellation Cassiopée, qui a une forme très caractéristique sous la forme de la lettre W ou M, selon la façon dont vous la voyez.

Cassiopea est très facile à visualiser dans le ciel et la galaxie d'Andromède se trouve entre elle et la constellation d'Andromède proprement dite, comme le montre ce diagramme:

Figure 3. Détail de la carte céleste pour localiser la galaxie d'Andromède. Source: F. Zapata.

Gardez à l'esprit que pour voir la galaxie à l'œil nu, le ciel doit être très sombre et sans lumières artificielles à proximité.

Cependant, il est possible de voir la galaxie même depuis une ville peuplée par une nuit claire, mais toujours à l'aide de jumelles, au moins. Dans ces circonstances, un petit ovale blanchâtre se distingue à l'endroit indiqué.

Avec un télescope, beaucoup plus de détails de la galaxie peuvent être distingués et deux de ses petites galaxies compagnons peuvent également être localisées.

Les moments de l'année les plus appropriés pour le consulter sont:

- Hémisphère Nord: bien qu'il soit moins visible tout au long de l'année, les mois optimaux sont août et septembre.

- Hémisphère sud: entre octobre et décembre.

Enfin, il est conseillé d'observer pendant la nouvelle lune, afin que le ciel soit très sombre, ainsi que de porter des vêtements appropriés pour la saison.

Le groupe local de galaxies

La galaxie d'Andromède et la Voie lactée elle-même appartiennent au groupe local de galaxies, qui regroupe un total de 40 galaxies. La Voie lactée, Andromède et la galaxie Triangle sont les plus grands membres de ce groupe.

Le reste est constitué de galaxies naines de type elliptique, spiralé ou irrégulier qui incluent les nuages ​​de Magellan.

Structure

La structure d'Andromède est fondamentalement la même que celle de toutes les galaxies spirales:

Figure 4. Structure d'une galaxie spirale typique. Source: Université du Manitoba.

-Un noyau, qui abrite un trou noir supermassif.

-L'ampoule, entourant le noyau et pleine d'étoiles a avancé dans son évolution.

-Un disque de matériau interstellaire.

-Le halo, une énorme sphère diffuse qui entoure les structures déjà nommées et qui se confond avec le halo de la Voie lactée voisine.

Origine et évolution Comment est né Andromède?

Les galaxies ont leur origine dans les protogalaxies ou nuages ​​de gaz primordiaux qui s'organisaient relativement peu de temps après le Big Bang, la grande explosion qui a donné naissance à l'univers.

Pendant le Big Bang, les éléments plus légers, l'hydrogène et l'hélium, se sont formés. De cette manière, les premières protogalaxies étaient nécessairement composées de ces éléments.

Au début, la matière était répartie de manière homogène, mais sur certains points elle s'est accumulée un peu plus que sur d'autres. Dans les endroits où la densité était plus élevée, la force de gravité s'est déclenchée et a fait accumuler plus de matière. Au fil du temps, la contraction gravitationnelle a donné naissance aux protogalaxies.

Andromeda pourrait être le résultat de la fusion de plusieurs protogalaxies survenues il y a environ 10 milliards d'années.

Tenant compte du fait que l'âge estimé de l'univers est de 13,7 milliards d'années, Andromède s'est formée peu de temps après le Big Bang, tout comme la Voie lactée.

Au cours de son existence, Andromède a absorbé d'autres protogalaxies et galaxies, ce qui a contribué à lui donner sa forme actuelle. De plus, son taux de formation d'étoiles a varié tout au long de cette période, car pendant ces approches, le taux de formation d'étoiles augmente.

Malgré le fait que l'univers est connu pour s'étendre, la galaxie d'Andromède s'approche actuellement rapidement de la Voie lactée à une vitesse de 300 km / s, donc dans un avenir lointain une "collision" entre les deux ou au moins une approche est attendue. de telle sorte que les deux sont fortement déformés.

De tels événements ne sont pas rares et ne sont pas nécessairement violents ou destructeurs, étant donné la grande distance entre les étoiles.

Si les galaxies en collision sont de taille égale, elles perdront probablement leur forme et formeront une galaxie elliptique ou une galaxie irrégulière. Si l'un est plus petit, le plus grand conservera sa forme en l'absorbant, ou subira une déformation plus ou moins appréciable.

Céphéides et distances astronomiques

Edwin Hubble a utilisé les Céphéides pour déterminer la distance à Andromède et pour montrer que c'était une galaxie en dehors de la Voie lactée.

Les céphéides sont des étoiles extrêmement brillantes, beaucoup plus brillantes que le Soleil, elles peuvent donc être vues même de très loin. Polaris, l'étoile polaire est un exemple de céphéide.

Ils se caractérisent par le fait qu'ils subissent des expansions et des contractions périodiques, au cours desquelles leur luminosité augmente et diminue à intervalles réguliers. C'est pourquoi on les appelle des étoiles pulsantes.

L'astronome Henrietta Leavitt (1868–1921), a découvert que tout Céphéide de même période T, a la même luminosité ou magnitude intrinsèque Mv, selon l'équation:

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

Cela est vrai pour n'importe quel céphéide, quelle que soit sa distance. Par conséquent, lors de l'identification d'un céphéide dans une galaxie lointaine, l'examen de sa période montrera également sa magnitude, car il existe des courbes de magnitude en fonction de la période précédemment calibrées.

Désormais, toute source lumineuse a une magnitude intrinsèque et une magnitude apparente.

Lorsque deux lumières également lumineuses sont vues la nuit à distance, elles peuvent toutes deux avoir la même luminosité intrinsèque, mais l'une des sources peut également être moins brillante et plus proche, et donc se ressembler.

La magnitude intrinsèque d'une étoile est liée à sa luminosité: il est clair que plus la magnitude est grande, plus la luminosité est grande. À son tour, la différence entre la magnitude apparente et intrinsèque est liée à la distance à la source.

Relation entre la magnitude et la distance

Les astronomes utilisent l'équation suivante qui relie les trois variables mentionnées; magnitude intrinsèque, magnitude apparente et distance:

m _v - M _v = -5 + 5 log d

Où m _v est la grandeur apparente, M _v est la grandeur absolue et d est la distance de la source lumineuse (en parsecs *), dans ce cas l'étoile.

De cette façon, Hubble a trouvé des céphéides dans la nébuleuse d'Andromède avec de très petites magnitudes, ce qui signifie qu'ils étaient très loin.

La distance entre nous et Andromède que Hubble a déterminée avec cette méthode était de 285 kiloparsec, soit un peu plus de 929 mille années-lumière. La valeur actuellement acceptée est de 2,5 millions d'années-lumière, soit un peu plus du double de celle estimée par Hubble.

Il s'avère qu'au moment où Hubble a fait son estimation, on ne savait pas qu'il y avait deux classes de céphéides et il a donc sous-estimé la distance. Malgré cela, il a réussi à prouver qu'il était si grand qu'Andromède ne faisait définitivement pas partie de la Voie lactée.

* 1 parsec = 3,26 années-lumière.

Références

1. Taylor, N. La galaxie d'Andromède (M31): emplacement, caractéristiques et images. Récupéré de: space.com.
2. Université du Manitoba. Projet de recherche 1: Galaxies spirales. Récupéré de: physics.umanitoba.ca.
3. Pasachoff, J. 2007. Le cosmos: l'astronomie au nouveau millénaire. Troisième édition. Thomson-Brooks / Cole.
4. Seeds, M. 2011. Fondations de l'astronomie. Septième édition. Apprentissage Cengage.
5. Wikipédia. Andromeda Galaxy. Récupéré de: es.wikipedia.org.