Andromeda – Od mlhoviny ke galaxii

Slovo galaxie pochází z řeckého slova galaxias, což znamená mléčná, což byl starořecký výraz pro Mléčnou dráhu, nezřetelný pás hvězd viditelný na noční obloze v oblastech, které nejsou příliš světelně znečištěné. Dnes se galaxie používá jako obecné označení pro velmi velké skupiny hvězd roztroušených po celém vesmíru. Současné odhady celkového počtu galaxií se pohybují od 2×1011 do 2×1012 nebo i více. V konfrontaci s těmito obrovskými čísly je často snadné zapomenout, že ještě před necelými sto lety jsme si mysleli, že naše galaxie, Mléčná dráha, je celý vesmír. To se změnilo 1. ledna 1925, kdy H. N. Russell přednesl na zasedání Americké asociace pro rozvoj vědy příspěvek Edwina Hubbla, který prokázal, že spirální mlhoviny jsou ve skutečnosti samostatné galaxie. Cesta dějinami astronomie vedoucí k tomuto epochu určujícímu článku z roku 1925 se táhne téměř tisíc let a v následujícím textu stručně nastíním některé důležité stanice, z nichž téměř všechny se týkají našeho nejbližšího galaktického souseda Andromedy, na této cestě.

Slovo mlhovina pochází z latiny a znamená oblak, mlhu, mlhu, kouř, páru, výdech, jak vidíte, definice je poměrně mlhavá. V astronomii ho lze vystopovat až k Ptolemaiově Mathēmatikē Syntaxis nebo, jak je známější, Almagestu. V tomto zakladatelském díle západní astronomie Ptolemaios uvádí celkem šest astronomických mlhovin, aniž by jim věnoval větší pozornost. Všechny Ptolemaiovy mlhoviny byly ve skutečnosti nevýrazné hvězdokupy příliš vzdálené na to, aby je bylo možné rozlišit pouhým okem. První takříkajíc pravou mlhovinu, mlhovinu v Andromedě, zaznamenal perský astronom Abd al-Rahman al-Sufi, obvykle označovaný jen jako Al Sufi, ve své Knize o stálých hvězdách (arabsky Kitab suwar al-kawakib) kolem roku 964 našeho letopočtu. Popisuje a zobrazuje mlhovinu Andromeda jako malý obláček před ústím arabského souhvězdí Ryby.

Mezi svými dalšími ranými teleskopickými pozorováními Galileo ukázal, že Ptolemaiovy mlhoviny se při pohledu dalekohledem rozpadají na mnoho neviditelných hvězd. V roce 1612 to však byl Galileův teleskopický soupeř Simon Marius, který jako první obrátil svůj dalekohled na mlhovinu v Andromedě a zjistil, že se při pohledu jeho teleskopickými čočkami nerozlišuje na hvězdy. Ve svém díle Mundus Iovialis (1614) Marius popsal, co viděl, takto:

První z nich je, že jsem pomocí dalekohledu od 15. prosince 1612 objevil a pozoroval pevnou hvězdu s jistým podivuhodným tvarem, který nemohu najít na celém nebi. Nachází se poblíž třetí a nejsevernější v pásu Andromedy. Bez přístroje se jeví jako jakýsi malý obláček a s přístrojem nejsou vidět žádné výrazné hvězdy jako u mlhoviny v Raku a jiných mlhovin, ale spíše jen bílé paprsky, které čím blíže ke středu, tím jasněji vycházejí; uprostřed je matné a bledé světlo a její průměr je asi čtvrt stupně. Přibližně stejný jas se objeví, když jasnou svíčku pozorujeme z velké vzdálenosti přes průhlednou lucernu.

Výzkum mlhovin dospěl poprvé v osmnáctém století díky práci francouzského lovce komet Charlese Messiera (1730-1817). Aby lovcům komet usnadnil rozlišení potenciálních pozorování komet od jiných nevýrazných a mlhavých objektů na noční obloze, začal Messier sestavovat katalog poloh a vzhledu všech takových objektů, které během svých nočních bdění objevil. Jeho dílo, jehož konečná verze vyšla v roce 1781 a je dnes známa jako Messierův katalog, obsahuje seznam 110 Messierových objektů, svého času mlhovin a hvězdokup. Dnes je známo, že Messierovými objekty je 39 galaxií, 5 planetárních mlhovin, 7 jiných typů mlhovin a 55 hvězdokup. Mlhovina v Andromedě, jejíž objev Messier, neznalý Al Sufiho knihy, lživě připisuje Mariovi, je Messierovým objektem M31.

Ačkoli Messierův katalog byl sestaven na pomoc lovcům komet při rozlišování potenciálních komet od jiných slabých nebeských objektů, je obvykle považován za raný příklad tzv. astronomie hluboké oblohy; tedy studia objektů daleko za hranicemi sluneční soustavy. Mužem, který se jako první systematicky věnoval astronomii hluboké oblohy, byl William Herschel, který spolu se svou sestrou Caroline metodicky mapoval oblohu kvadrant po kvadrantu a svým dvacetimetrovým zrcadlovým dalekohledem zaznamenával všechny nehvězdné objekty, které se mu podařilo najít. Spolu s Caroline zaznamenali ve třech katalozích 2400 mlhovin.

Předměty, které zaznamenali, rozdělili do osmi tříd: (I) jasné mlhoviny, (II) slabé mlhoviny, (III) velmi slabé mlhoviny, (IV) planetární mlhoviny, (V) velmi velké mlhoviny, (VI) velmi stlačené a bohaté hvězdokupy, (VII) stlačené hvězdokupy malých a velkých hvězd a (VIII) hrubě rozptýlené hvězdokupy. Herschelův katalog, rozšířený jeho synem a později Johnem Dreyerem, se v roce 1888 stal Novým generálním katalogem (NGC) 7840 objektů hluboké oblohy. Číslování NGC se dodnes používá pro většinu objektů v něm zaznamenaných. V roce 1785 Herschel pozoroval slabý načervenalý odstín v oblasti jádra Andromedy. Domníval se, že Andromeda je nejbližší ze všech velkých mlhovin.

V roce 1750 publikoval anglický astronom Thomas Wright (1711-1786) svou Původní teorii o nové hypotéze vesmíru, v níž jako první správně popsal tvar Galaxie Mléčné dráhy. Vyslovil také domněnku, že slabé mlhoviny jsou ve skutečnosti vzdálené galaxie. Jeho velmi pronikavé myšlenky však zůstaly spekulacemi, které se mu nepodařilo ověřit.

Zajímavé je, že jeho úvahy převzal německý filozof Immanuel Kant (1724-1804) a dále je rozvinul ve svém anonymně vydaném díle Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels (1755). V té době se ani Wrightově, ani Kantově teorii nedostalo přílišného věhlasu, ale s odstupem času jsou obě oceňovány pro svou pronikavost.

V roce 1850 se Williamu Parsonsovi podařilo pomocí největšího zrcadlového dalekohledu zkonstruovaného v devatenáctém století Leviathan of Parsonstown poprvé identifikovat spirální strukturu mlhoviny v Andromedě. Byla to jen jedna z řady spirálních mlhovin, ve skutečnosti galaxií, které se mu podařilo identifikovat.

V roce 1864 si William Huggins, průkopník hvězdné spektroskopie, všiml, že spektrum Andromedy se liší od spektra plynné mlhoviny. Spektrum, které Huggins pozoroval, mělo stejné charakteristiky jako spektrum jednotlivých hvězd, což ho vedlo k závěru, že Andromeda je ve skutečnosti hvězdné povahy.