Het Andromedastelsel, de naaste buur van onze Melkweg, is het verste object aan de hemel dat je met je blote oog kunt zien – maar alleen op een heldere nacht vanaf een plek met een zeer donkere hemel. Het sterrenstelsel is een prachtige spiraal, maar één feit waar je je misschien niet bewust van bent: Wij zijn nog een paar miljard jaar veilig, maar Andromeda komt onze kant op en ligt op ramkoers met de Melkweg.
Andromeda’s nabijheid tot de aarde – op slechts 2,5 miljoen lichtjaar afstand – maakt het een handig doelwit om waar te nemen voor extrapolaties over andere spiraalvormige sterrenstelsels. In de afgelopen jaren hebben wetenschappers gedetailleerde studies gemaakt van zwarte gaten, sterren en andere objecten in het melkwegstelsel. Dit omvatte een prachtig mozaïek van Andromedastelselbeelden die in 2015 door de Hubble-ruimtetelescoop zijn gemaakt.
Locatie, locatie, locatie
De zichtbare vage vlek van sterren strekt zich uit over een lengte die ongeveer gelijk is aan de breedte van de volle maan, en is half zo breed; alleen met een aanzienlijke vergroting kun je zien dat hij zes keer zo lang is in volle omvang.
Een spiraalvormig sterrenstelsel als de Melkweg, Andromeda bevat een geconcentreerde uitstulping van materie in het midden, omgeven door een schijf van gas, stof, en sterren en een immense halo. Hoewel Andromeda ongeveer een triljoen sterren bevat tegen 250 miljard in de Melkweg, is ons melkwegstelsel in feite massiever, omdat men denkt dat het meer donkere materie bevat.
Botsingskoers
Andromeda en de Melkweg stevenen af op een ramkoers die de structuur van de twee sterrenstelsels voorgoed zal veranderen. De sterrenstelsels snellen met een snelheid van 112 kilometer per seconde naar elkaar toe. Astronomen schatten dat Andromeda over 4 miljard jaar op de Melkweg zal botsen, en dat de samensmelting over 6 miljard jaar zal eindigen. Tegen die tijd zal de zon zijn opgezwollen tot een rode reus en de aardse planeten hebben opgeslokt, dus de Aarde zal andere dingen aan haar hoofd hebben.
Toch zou de nieuwe toevloed van stof de stervorming in het nieuwe “Milkomeda”-stelsel moeten stimuleren, en de zon zonder aarde zou de Melkweg wel eens voorgoed kunnen verlaten. Na een rommelige fase, waarin de armen gek uit het gecombineerde paar steken, zouden de twee zich moeten vestigen in een glad elliptisch sterrenstelsel.
Botsingen van sterrenstelsels zijn een normaal onderdeel van de evolutie van het heelal. In feite vertonen zowel Andromeda als de Melkweg tekenen van reeds op andere melkwegstelsels te zijn gebotst. Andromeda heeft een grote ring van stof in zijn centrum, waardoor het een interessante vorm heeft. Astronomen denken dat dit stof gevormd kan zijn toen het een bestaand sterrenstelsel opslokte.
Vroegere waarnemingsgeschiedenis
In 964 beschreef de Perzische astronoom Abd al-Rahman al-Sufi het sterrenstelsel als een “kleine wolk” in zijn “Boek van de Vaste Sterren”, het eerste bekende verslag van onze naaste buur. Toen Charles Messier het in 1764 bestempelde als M31, schreef hij de ontdekking van wat toen een nevel werd genoemd ten onrechte toe aan de Duitse astronoom Simon Marius, die de eerste telescopische waarneming van het object deed. De eerste foto’s van Andromeda werden in 1887 genomen door Isaac Roberts.
In de jaren twintig van de vorige eeuw werd het verre sterrenstelsel onderdeel van het Grote Debat tussen de Amerikaanse astronomen Harlow Shapley en Heber Curtis. In die tijd dachten de astronomen dat de Melkweg het hele heelal vormde, en dat de vreemde vlekken die bekend staan als nevels zich daarbinnen bevonden. Curtis had verschillende novae in Andromeda gezien, en betoogde in plaats daarvan dat het een apart sterrenstelsel was.
De discussie werd pas in 1925 afgesloten, toen Edwin Hubble een speciaal soort ster in Andromeda identificeerde, die bekend staat als een cepheïde variabele – een ster waarvan de eigenschappen nauwkeurige metingen van de afstand mogelijk maken. Omdat Shapley eerder had vastgesteld dat de Melkweg slechts 100.000 lichtjaar in doorsnee was, bleek uit Hubble’s berekeningen dat de vage vlek te ver weg was om binnen de Melkweg te liggen.
Hubble gebruikte vervolgens zijn metingen van de Doppler-verschuivingen van de melkwegstelsels om vast te stellen dat het heelal aan het uitdijen was. De berekende afstand tot Andromeda verdubbelde in de jaren 1940 toen Walter Baade als eerste individuele sterren in het centrale gebied van het melkwegstelsel waarnam en twee verschillende soorten cepheïden vond. Radiokaarten van Andromeda volgden in de jaren 1950, nadat radiostraling was gedetecteerd door Hanbury Brown en Cyril Hazard op Jodrell Bank Observatory.
Recente ontdekkingen van Andromeda
Onze kennis over de omvang van het Andromedastelsel is de afgelopen jaren groter geworden. In 2015 bleek uit waarnemingen van de Hubble-ruimtetelescoop dat een halo van materiaal rondom Andromeda zes keer zo groot en 1.000 keer zo massief is als wat eerder werd gemeten. (Astronomen zeiden destijds dat de Melkweg ook een halo zou kunnen hebben – en misschien beginnen de halo’s van de twee sterrenstelsels al samen te smelten). Dit volgt op herziene schattingen van de grootte in 2005 en 2007, gebaseerd op het observeren van sterren en sterbewegingen.
In 2015 hebben wetenschappers de meest gedetailleerde foto van Andromeda ooit vrijgegeven met behulp van een mozaïek van beelden van de Hubble-ruimtetelescoop. Het beeld omvatte 7.398 belichtingen, genomen over 411 richtingen van de telescoop. Het beeld onthulde meer dan 100 miljoen sterren in het melkwegstelsel, evenals stofstructuren en andere kenmerken. Destijds zeiden wetenschappers dat de beelden zouden helpen bij het extrapoleren van de structuur van spiraalstelsels die nog verder van de aarde zijn, waardoor ze moeilijker zo gedetailleerd te bekijken zijn.
Zwarte gatactiviteiten binnen Andromeda kwamen ook onder de loep te liggen. Eind 2017 vonden wetenschappers onverwacht twee superzware zwarte gaten die nauw om elkaar heen draaiden. Destijds zei het onderzoeksteam dat deze zwarte gaten waarschijnlijk de “meest strak gekoppelde” waren van alle supermassieve die bekend zijn.
Een zoektocht met behulp van NASA’s Chandra X-Ray Telescope leverde in 2013 26 zwarte gat-kandidaten op in Andromeda, waarmee dit de grootste vangst van zulke kandidaten is die ooit in een ander sterrenstelsel naast onze eigen Melkweg is gevonden. Nog eens 40 zwarte gaten werden in 2016 opgespoord met behulp van NASA’s Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), die gespecialiseerd is in röntgenwaarnemingen.
Wetenschappers hebben in 2017 een waarschijnlijke pulsar – een dode ster die snel ronddraait – in Andromeda opgespoord. De röntgenbron werd eerst gecatalogiseerd door NASA’s Swift-satelliet als object Swift J0042.6+4112, en vervolgens gekarakteriseerd door NuSTAR. De nieuwere waarnemingen vonden dat het lichtspectrum van dit object vergelijkbaar lijkt met pulsars in de Melkweg.
Andere diverse ontdekkingen in Andromeda omvatten het volgen van stergeboorte en -sterfte in infrarode golflengten in 2011; het ontdekken van gammastraling in 2017 die een aanwijzing zou kunnen zijn van donkere materie, een stof die alleen bekend is door zijn effecten op “gewone” materie zoals sterrenstelsels; en het spotten van een ring van dwergstelsels rond Andromeda in 2013 – iets dat ook rond de Melkweg aanwezig zou kunnen zijn.
Aanvullende rapportage door Elizabeth Howell, Space.com contributor
Correctie: Dit artikel is bijgewerkt op 11 maart 2019 om het juiste geschatte aantal sterren in de Melkweg op te nemen.
Recent nieuws