Tuomet tai buvo stulbinamas atradimas: kaip mokslininkai surado Andromedos galaktiką, kuo ji panaši į Paukščių Taką ir kuo skiriasi

Žiūrint iš disko vidaus, disko storymė atrodo kaip juosta danguje. Mūsų padangėje ši juosta gerokai blyškesnė – žvelgiame tolyn nuo Galaktikos centrinės dalies, patys esame gan toli nuo jos, tad ta kryptimi tiesiog mažiau žvaigždžių. Tuo tarpu pietų pusrutulyje žiūrime centro kryptimi ir mus pasiekia daugiau artimų žvaigždžių šviesos.

Kadangi atstumas yra labai svarbus mūsų stebimos šviesos kiekiui (ryškiui), ne mūsų galaktikoje esančių žvaigždžių paprasčiausiai nematome. Bet jeigu žvaigždės susitelkia, jų charakteringai išsklaidyta šviesa – kaip kad Paukščių Tako juosta – gali būti pakankamai gerai matoma. Tokių objektų astronomai pastebėjo nemažai, tačiau mintis apie kitų galaktikų egzistavimą vos prieš šimtą metų dar buvo kontroversiška, kaip kad kitų „saulių“ egzistavimas buvo kontroversiška mintis viduramžiais ar kitų planetų egzistavimas vos prieš kelis dešimtmečius.

Norint išsiaiškinti ar dangaus išsklaidytos šviesos objektas yra kita galaktika, reikia išmatuoti atstumą iki jo. O tai – nemenkas iššūkis. Prieš šimtą metų buvo galima atlikti tik kai kuriuos iš dabar esamų atstumo matavimų – nebuvo nei tokių teorinių žinių, nei techninių galimybių. Tačiau jų pakako nustatyti ūkus, žvaigždžių spiečius, tad bent dalis kandidatų atkrito, o apie kitus trūko žinių.

Edwin Hubble 2,5 m teleskopu praėjusio šimtmečio pradžioje (palyginimui, Molėtų astronomijos observatorijos didžiausias teleskopas yra 1,65 m skersmens ir didžiausias šiaurės Europoje) tyrinėjo Pietų pusrutulio dangų. Jam keliuose ūkuose pavyko išskirti individualias žvaigždes, tarp kurių ir itin mažo ryškio specifiškai pulsuojančias žvaigždes – cefeides.

Jų pulsavimas yra pakankamai specifinis, kad būtų galima tiksliai nustatyti jų absoliutų šviesį, ir tuomet nustatyti atstumą, kaip, pavyzdžiui, nustatomi atstumai iki Galaktikos kamuolinių spiečių. Vis dėlto, čia ryškiai buvo tokie maži (dėl to ir reikėjo itin didelio teleskopo šviesai surinkti), kad šios cefeidės niekaip negalėjo būti mūsų Galaktikoje, tad ir į ūką panaši struktūra nėra galaktinės kilmės. Nors Hubble įvertino, kad šis objektas, tuomet dar vadintas Andromedos ūku, yra net už 900 000 šviesmečių nuo mūsų ir suklydo, daugiau nei dvigubai jį nuvertindamas, dėl užgalaktinės kilmės jis buvo teisus.

Andromedos galaktikos masė panaši į Paukščių Tako, tačiau tai yra vos poros metų senumo žinios. Ilgą laiką buvo manoma, kad ji už Paukščių Taką pusantro karto masyvesnė, tačiau patikslinus abiejų galaktikų masių įverčius, dabar manoma, kad jos panašaus dydžio. Mūsų ir Andromedos galaktikos yra susijusios gravitaciškai. Tiek susijusios, kad lekia kaktomuša viena į kitą ir po 4 milijardų metų numatomas susidūrimas.

Tai yra greičiau, nei Saulė virs raudonąja milžine (po 5 milijardų metų) ir iki tada būtų gerai išsikraustyti iš Žemės, tad tie iš mūsų, kurie planuoja gyventi amžinai, tikėtina, išvys įspūdingą spektaklį. Kitaip nei įsivaizduojame žemiškų objektų susidūrimą, tai nebus abi galaktikas suardantis kataklizmas. Iki 2012 m. net nebuvome tikri ar Andromedos galaktika su mumis išvis susidurs praskriedama, tačiau Hubble vardu pavadintos kosminės observatorijos stebėjimai nuramino – susidūrimas bus. Bet net dviejų žvaigždžių sistemų susidūrimas yra menkai tikėtinas.

Nors kandidatų netrūksta – abiejose galaktikose yra po ~10¹² žvaigždžių, – vidutiniai atstumai tarp žvaigždžių gniaužia kvapą dar labiau, ~1,6 10¹¹ km. Arba, kad būtų paprasčiau įsivaizduoti, tarp Saulės ir artimiausios jos kaimynės tilptų ~30 milijonų Saulių. Tokie susidūrimai, manoma, gan įprasti per ilgus galaktikų gyvavimo ciklus: Andromedos galaktika yra bent kartą susidūrusi su panašios masės galaktika, o Paukščių Take netrūksta mažesnių „suvalgytų“ galaktikų įrodymų.

Didesnėms galaktikoms praskriejus vienai per kitą, individualių žvaigždžių susidūrimai nėra tikėtini, tačiau vandenilio dujų debesys dėl papildomo gravitacinio, nors ir laikino, poveikio susispaudžia ir įvyksta papildomas žvaigždėdaros suintensyvėjimas. Mažųjų galaktikų atveju jos tarsi ištirpsta ir jas galima atsekti per kinematiškai susijusių ir charakteringos cheminės sudėties žvaigždžių grupes. Bet Paukščių Tako ir Andromedos galaktika yra gravitaciškai susijusios, tad galiausiai jos tikrai susilies ir taps viena eliptine galaktika.

Be vaizduotę žadinančio galaktikų susidūrimo, Andromedos galaktika svarbi ir savo savybėmis. Tai yra didžiausia galaktika gravitaciškai susijusių galaktikų Vietinėje grupėje, kurios dalis yra ir Paukščių Takas. Tačiau ji nėra masyviausia – masyviausias yra Paukščių Takas dėl kiek masyvesnio tamsiosios medžiagos halo.

Tiksli Andromedos galaktikos kvalifikacija nėra gerai žinoma, nors tai tikrai spiralinė galaktika, nesutariama ar ji turi skersę. Ji taip pat aktyviai sąveikauja su savo kaimynėmis nykštukinėmis galaktikomis, pasisavindama reikšmingas jų dalis, kurias galima atsekti per prarastų žvaigždžių juostas. Dėl to spiralės gijos yra kiek išdraskytos ir galaktikoje iš spiralių gali susiformuoti žiedai. Žinias apie Andromedos galaktikos morfologiją kiek apsunkina tik 15 laipsnių kampas, kuriuo ši galaktika yra pasisukusi nuo mūsų stebėjimo plokštumos. Nepaisant to, dėl panašios masės, dydžio ir šviesio Andromedos galaktika itin tinkama gretinti su mūsų Galaktika, kurią galime stebėti tik iš vidaus.

Kaip ir Paukščių Take, centrinėje Andromedos galaktikos dalyje yra supermasyvi juodoji skylė. Tikėtina, netgi ne viena, nes jos branduolyje vienas apie kitą sukasi net du masyvių žvaigždžių spiečiai. Gal Andromedos galaktika susiformavo susiliejus dviem panašios masės galaktikoms ir šiuose galaktikų branduolių spiečiuose slepiasi po supermasyvią juodąją skylę ir ilgainiui šie žvaigždžių spiečiai ir juose esančios juodosios skylės susijungs.

Taip pat įdomiai skiriasi Paukščių Tako ir Andromedos galaktikos kamuoliniai žvaigždžių spiečiai. Kamuoliniai žvaigždžių spiečiai yra gravitaciškai susijusios žvaigždžių struktūros, manoma, susiformavusios iš vieno dujų debesies ankstyvose galaktikų gyvavimo stadijose. Jų metalingumas – visų už helį sunkesnių žvaigždžių evoliucijos sukuriamų cheminių elementų procentinė dalis – charakteringai mažesnis.

Įdomu, kad Andromedos kamuoliniai spiečiai yra apie dešimt kartų labiau praturtinti metalais, nei Paukščių Tako. Be to, jei Paukščių Take žinome apie porą šimtų kamuolinių spiečių, Andromedoje esame identifikavę beveik 500. Taip pat, tarp Paukščių Tako spiečių pats masyviausias kamuolinis spiečius Kentauro Omega yra unikalus savo chemine sudėtimi ir yra manoma, kad tai nėra įprastas kamuolinis spiečius, tačiau seniau įkritusios mažos galaktikos centrinė dalis. Andromedos galaktikos atveju jos didžiausias kamuolinis spiečius yra net dukart didesnis!

Iš pastarojo meto Andromedos tyrimų taip pat svarbi beprecedentės skyros Andromedos galaktikos 7398 nuotraukų mozaika, pagal kurią galima analizuoti tolimesnių, tad blogiau matomų, spiralinių galaktikų struktūras, lyginant jas su Andromedos. Taip pat dėmesio vertos ir juodųjų skylių paieškos, kurių per pastarąjį dešimtmetį Andromedos galaktikoje aptikta arti 100, daugiau, nei bet kurioje kitoje galaktikoje, neskaitant Paukščių Tako.

Taip pat galimai aptiktas pulsaras, itin reto tipo žvaigždės liekana sudaryta iš neutronų, kuri sukasi itin sparčiai ir periodiškai kaip švyturys šviečia į mūsų pusę besisukdamas. Pulsarų tiksli kilmė nėra žinoma ir jie nėra šviesūs, tad aptikti tokį objektą už mūsų Galaktikos ribų yra svarbi naujiena. Be to, sujungus didelės skyros rentgeno ir infraraudonąsias nuotraukas, 2011 m. pavyko unikaliai identifikuoti aktyvias žvaigždėdaros sritis „iš paukščio skrydžio“, ko negalėtume atlikti savo galaktikoje. 2017 m. užfiksuotas kompaktiškas gama spindulių šaltinis, kuris potencialiai gali būti tiesioginis tamsiosios medžiagos tarpusavio anihiliacijos pasekmė (gali būti ir kitų paaiškinimų). 2013 m. identifikuotas nykštukinių galaktikų žiedas aplink Andromedos galaktiką, tad tai leidžia manyti, kad toks žiedas gali supti ir Paukščių Taką.

Andromedos galaktika yra astronomijai itin svarbi – jos artumas ir panašumas leidžia daugiau sužinoti ir apie Paukščių Taką. Vis dėlto galaktikos nėra vienodos, tad gali praplėsti mūsų žinias apie žvaigždėdaros istorijos įvairovę spiralinėse galaktikose ir suprasti mūsų situacijos unikalumo lygį. Ir ne ką mažiau svarbi mūsų neišvengiamai susijusi ateitis, kuri taps bendra, o pirmas „pasimatymas“ jau vos už 5 mlrd. metų.

J. Klevas