29 juli 2014

Messier Maandag – M31, de Andromedanevel

M31 1
Ze worden kleiner en zwakker, in steeds toenemende aantallen, en we weten dat we diep de ruimte in reiken, verder en verder, totdat we, met de zwakste nevel die gedetecteerd kan worden door de grootste telescopen, zijn aanbeland bij de grens van het bekende universum – Edwin Hubble.

Met 110 deep-sky objecten die zijn verspreid over de sterrenhemel, bevat de Messier-catalogus een groot aantal spectaculaire doelwitten voor hemelkijkers wereldwijd – van nabije nevels en clusters tot spectaculaire verre sterrenstelsels. Regelmatig bespreken we op maandag een van deze objecten.

M31 2 MM_071013

Slechts één Messier-object heeft onze kijk op het heelal werkelijk veranderd. Als je in je hele leven slechts één Messier Maandag zal lezen, zorg ervoor dat deze het zal zijn! Dit is hoe je de Andromedanevel kunt vinden, ook bekend als Messier 31.

M31 3 locatie
Als je (in deze tijd van het jaar) vlak na zonsondergang naar het oosten kijkt, dan vind je hoog boven de horizon (en een beetje richting het noorden) de klassieke “W” van het sterrenbeeld Cassiopeia. Dichterbij de horizon (beneden de onderkant van de “W”) vind je een lijn van vier heldere sterren: Mirphak (de helderste), Almaak, Mirach en Alpheratz (van links naar rechts, zie bovenstaande hemelkaart).

Focus op Mirach en Alpheratz en je zal de weg vinden naar M31, de Grote Nevel in Andromeda.

M31 4 locatie

Ga vanaf Mirach een stukje naar boven (terug naar Cassiopeia) en je zal twee zwakke (maar met het blote oog zichtbare) sterren op een rijtje zien staan: μ Andromedae (dichter bij Mirach) en ν Andromedae, die iets zwakker is. Als je een telescoop hebt, een verrekijker of gewoon scherpe ogen en een donkere hemel, ga dan vanaf ν Andromedae een hemelgraad naar boven – je zal het spectaculaire object niet kunnen missen!

M31 5 locatie

Het is dit astronomische object dat, meer dan iedere andere, onze kijk heeft veranderd op wat een sterrenstelsel eigenlijk is. Aan de hand hiervan is, minder dan een eeuw geleden, ons huidige begrip van het gehele universum ontstaan. Hoewel het object al bekend is sinds de 10de eeuw, zijn details lange tijd zeldzaam geweest. Messier schreef in 1764 het volgende:

De prachtige nevel in de gordel van Andromeda, gevormd als een spoel; M. Messier heeft het onderzocht met meerdere instrumenten, & hij kon geen ster herkennen: het lijkt op twee tegenovergestelde piramides van licht, waarvan de assen wijzen in de richting NW-ZO; de twee punten staan zo’n 40 arcminuten van elkaar, terwijl de gemeenschappelijke basis van de piramides zo’n 15′ meet.

Vergeet niet dat je zonder een grote telescoop niet veel zal kunnen zien! Messier zag waarschijnlijk zoiets:

M31 6 zwak

Hoewel telescopen steeds groter werden in 18de en 19de eeuw, was het pas sinds de ontwikkeling van de astrofotografie (en het pionierswerk van een zekere Isaac Roberts) dat we erachter zijn gekomen dat dit object een spiraalstructuur heeft – iets dat pas duidelijk werd nadat meneer Roberts technieken voor lange belichting had ontwikkeld.

Hieronder zie je z’n meesterwerk en de allereerste foto van een ander sterrenstelsel, gemaakt in 1888 (!):

M31 7 Roberts

Rond 1900 heeft tientallen jaren lang een intens debat gewoed over de ware aard van deze spiraalnevels. Waren het protosterren, zoals sommige dachten: nevels binnen onze Melkweg waaruit nieuwe sterren en planeten aan het ontstaan zijn? Of zijn het eigenlijk “eilanduniversums”, ver buiten de Melkweg, die uit enorm veel sterren bestaan die niet veel verschillen van de sterren in ons sterrenstelsel, die slechts een van de vele is?

M31 8

Als je een moderne foto van Andromeda bekijkt – het grootste sterrenstelsel vanaf de aarde gezien – dan kun je gemakkelijk vergeten hoe we onze huidige kennis verkregen hebben. Andromeda is namelijk de grootste van alle spiralen aan de sterrenhemel; ongeacht de ware aard ervan, het was logisch om aan te nemen dat het zo groot lijkt omdat het veel dichterbij staat dan alle anderen.

In de jaren 1920 was een jonge Edwin Hubble werkzaam bij het Mount Wilson observatorium, waar hij toegang had tot de 2,5-meter Hooker Telescope, dat destijds de krachtigste telescoop ter wereld was.

M31 9 Hooker

In oktober 1923 was Hubble, samen met zijn assistent Milton Humason aan het zoeken naar novae, oftewel uitbarstingen die plaatsvinden wanneer een witte dwerg voldoende brandstof heeft verzameld om een korte flits van kernfusie te starten.

Toen hij richting M31 keek zag Hubble een nova, en nog één, en daarna zelfs nog één! Toen gebeurde iets onverwachts: hij zag een vierde, op dezelfde locatie als de eerste.

M31 10 VAR!

Dat was geen nova; novae hebben jaren tot duizenden jaren nodig om bij te tanken, dit kan simpelweg niet gebeuren in een paar uur tijd. Nee, het enige dat zo snel kan opvlammen, afzwakken en opnieuw opvlammen is een variabele ster. Dit was een dusdanig opwindende ontdekking dat Hubble de “N” voor Nova wegkraste en “VAR!” voor variabele ster opschreef.

Waarom was dit zo opwindend?

M31 11 Cepheid lightcurve

Omdat er een verband bestaat tussen de periode van veranderlijkheid en de intrinsieke helderheid! Oftewel, als je kunt meten – en dat kon Hubble gemakkelijk – hoe helder de ster lijkt, dan kun je uitrekenen hoe helder het werkelijk is. Aan de hand hiervan weet je de afstand!

Dat is hoe we ontdekt hebben dat dit object, de Andromedanevel, eigenlijk het Andromeda-sterrenstelsel is, dat zich ver buiten de Melkweg bevindt!

M31 12

Niet lang daarna werden in tientallen stelsels variabele sterren waargenomen en kwam een verband aan het licht tussen de afstand tot deze stelsels en de snelheid waarmee ze van ons vandaan bewegen; tegen het einde van de jaren 1920 had Hubble de uitdijing van het heelal ontdekt!

Sinds onze ogen op het universum geopend zijn in meerdere golflengten, hebben we ontzettend veel geleerd over onze meest nabije, reusachtige galactische buurman.

M31 13 multiwavelength

Ten eerste is de volledige grootte van het Andromedastelsel zo’n drie hemelgraden, waarmee het zes keer groter is dan de volle maan gezien vanaf aarde. Het is het grootste sterrenstelsel in onze Lokale Groep, minstens 25% massiever dan de Melkweg, en bevat zo’n biljoen sterren, terwijl onze Melkweg er “slechts” 200 tot 400 miljard telt.

M31 14 Spitzer

Het aantal sterren kunnen we afleiden aan de hand van infraroodstudies, maar we zijn ook iets onverwachts tegen gekomen: Andromeda heeft, net als wij, een supermassief zwart gat. Maar in tegenstelling tot ons zwarte gat (dat zo’n 4 miljoen zonnemassa’s weegt) is die van Andromeda bijna 100 miljoen zonnemassa’s – hieronder zichtbaar als blauw, met dank aan de röntgenogen van Chandra.

M31 15 Chandra

Het ultraviolette deel van het spectrum laat hete, jonge blauwe sterren zien; evenals ionisatie-gebieden die op heel specifieke golflengten licht uitzenden als elektronen en atoomkernen samenkomen. Het eindresultaat is sterk afhankelijk van welk deel van het spectrum wordt gebruikt. Vergelijk het mozaiek van SWIFT, hieronder:

M31 16 SWIFT

met dat van GALEX, ook in ultraviolet:

M31 17 GALEX

Andromeda is onze grootste zuster in de lokale groep; wij zijn de nummer twee, ruimschoots boven de nummer 3, het Driehoekstelsel, maar wij zijn verslagen door Andromeda!

Terwijl de rest van het heelal van ons vandaan beweegt, zijn Andromeda, de Melkweg en de rest van de Lokale Groep aan elkaar verbonden. Gebaseerd op de snelheid waarmee Andromeda op ons afkomt, zal het over 4 miljard jaar tot een botsing komen. Als we naar de toekomst konden reizen, dan zou het uitzicht spectaculair zijn!

M31 18 Milkyway collision

Meestal vertel ik jullie dat de beste foto’s van ieder Messier-object gemaakt zijn door de Hubble-ruimtetelescoop, mits deze beschikbaar zijn. Dat is ook nu het geval, ware het niet dat M31 veel te groot is om in een enkel Hubble-beeldveld te passen. In plaats daarvan laat ik deze foto van Hubble zien:

M31 19 Hubble

Dit slechts een superklein gedeelte van de zichtbare schijf van Andromeda, met een sterk verkleinde resolutie. Als we echter overstappen op een versie van deze foto in volledige resolutie dan worden allerlei interessante objecten zichtbaar in de dichte sterrenvelden van Andromeda, inclusief een aantal verre achtergrondstelsels die alleen door Hubble zichtbaar gemaakt kunnen worden.

Stars in the Andromeda Galaxy’s disc

Daar kan niets tegenop!

Nou, dit was de Messier Maandag weer voor deze week. Neem gerust een kijkje in ons archief!

Inclusief die van vandaag, hebben we nu 19 van de 110 Messier-objecten besproken (op chronologische volgorde):

- M1, de Krabnevel (25 februari 2013)
- M8, de Lagunenevel (4 maart 2013)
- M13, de Grote Bolhoop van Hercules (11 maart 2013)
- M15, een oeroude bolhoop (25 maart 2013)
- M65, de eerste Messier-supernova van 2013 (1 april 2013)
- M33, de Driehoeksnevel (8 april 2013)
- M45, de Pleiaden (15 april 2013)
- M51, de Draaikolknevel (22 april 2013)
- M52, open cluster naast de Zeepbel (29 april 2013)
- M38, de kosmische Pi-cluster (20 mei 2013)
- M104, het Sombrerostelsel (17 juni 2013)
- M86, het meest blauwverschoven sterrenstelsel (24 juni 2013)
- M21, een piepjonge sterrencluster (1 juli 2013)
- M57, de Ringnevel (8 juli 2013)
- M108, de kosmische scherf in de Steelpan (29 juli 2013)
- M71, een cluster vol raadsels (12 augustus 2013)
- M94, een dubbelgeringd mysterie (26 augustus 2013)
- M11, de Wilde Eendcluster (16 september 2013)
- M31, de Andromedanevel (7 oktober 2013)

Welke zal de volgende zijn? Kom volgende week maandag weer terug en je zal het weten!

Messier Maandag – in samenwerking met Starts With A Bang.

Share

Reacties

  1. lange wapper zegt:

    Ja wadde ! voor deze informatie ! En zeggen dat Hubble’s opvolger het nog beter zou gaan doen …

    • Olaf van Kooten zegt:

      Bedankt, mijn Belgische vriend! Althans, ik neem aan dat je uit Antwerpen komt. Over lange wapper gesproken, komt die brug over de Schelde er nu wel of niet? Heb het een tijdje gevolgd, maar net als bij dat nieuwe stadion van Club komt er niet echt schot in de zaak :( – om over het nieuwe nationale stadion maar te zwijgen! Geen idee trouwens of je voetbalfan bent, maar indien ja: gefeliciteerd met de uitstekende prestaties van de Duivels!

      (Zal je net zien dat het gewoon een Nederlander is haha) ;)

Laat wat van je horen

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *