Andromeda – De la nebuloasă la galaxie

Cuvântul galaxie provine din cuvântul grecesc galaxias care înseamnă cea lăptoasă, care era termenul grecesc antic pentru Calea Lactee, acea bandă indistinctă de stele vizibilă pe cerul nopții în zonele care nu suferă de prea multă poluare luminoasă. Astăzi galaxie este folosit ca termen general pentru grupurile foarte mari de stele împrăștiate în univers. Estimările actuale ale numărului total de galaxii variază de la 2×1011 la 2×1012 sau chiar mai mult. Confruntați cu aceste numere uriașe, este adesea ușor să uităm că, în urmă cu mai puțin de o sută de ani, încă mai credeam că galaxia noastră, galaxia Calea Lactee, reprezenta întregul univers. Acest lucru s-a schimbat la 1 ianuarie 1925, când H.N. Russell a citit o lucrare a lui Edwin Hubble în fața Asociației Americane pentru Progresul Științei, care a stabilit că nebuloasele spiralate erau, de fapt, galaxii separate. Drumul prin istoria astronomiei care a dus până la acea lucrare definitorie pentru epocă din 1925 merge înapoi cu aproape o mie de ani și în cele ce urmează voi prezenta pe scurt câteva dintre stațiile importante, aproape toate referitoare la cel mai apropiat vecin galactic al nostru, Andromeda, de-a lungul acestui drum.

Cuvântul nebuloasă provine din latină și înseamnă nor, ceață, ceață, fum, vapori, exhalare, după cum puteți vedea definiția este destul de nebuloasă. În astronomie, el poate fi urmărit până la Mathēmatikē Syntaxis a lui Ptolemeu sau, așa cum este mai frecvent cunoscut, Almagestul. În această lucrare fondatoare a astronomiei occidentale, Ptolemeu enumeră un total de șase nebuloase astronomice, fără a le acorda însă o atenție deosebită. Toate nebuloasele lui Ptolemeu erau, de fapt, roiuri stelare indistincte, prea îndepărtate pentru a fi rezolvate cu ochiul liber. Prima nebuloasă adevărată, nebuloasa Andromeda, a fost consemnată de astronomul persan Abd al-Rahman al-Sufi, denumit de obicei doar Al Sufi, în Cartea sa despre stelele fixe (în arabă: kitab suwar al-kawakib) în jurul anului 964 d.Hr. El descrie și ilustrează nebuloasa Andromeda ca pe un mic nor în fața gurii constelației arabe Pești.

Printre celelalte observații telescopice timpurii ale sale, Galileo a arătat că nebuloasele ptolemeice se rezolvă în multe stele nevăzute atunci când sunt privite prin telescop. Cu toate acestea, în 1612, rivalul telescopic al lui Galileo, Simon Marius, a fost cel care și-a îndreptat pentru prima dată telescopul spre nebuloasa Andromeda și a văzut că aceasta nu se rezolva în stele atunci când era privită prin lentilele telescopului său. În lucrarea sa Mundus Iovialis (1614), Marius a descris ceea ce a văzut după cum urmează:

Printre acestea, prima este aceea că, cu luneta, din 15 decembrie 1612 am descoperit și am observat o stea fixă cu o anumită formă minunată pe care nu o pot găsi în tot cerul. Ea se află aproape de a treia și cea mai nordică din centura Andromedei. Fără instrument, aceasta se vede ca un fel de norișor; iar cu instrumentul nu se văd stele distincte ca la steaua nebuloasă din Rac și alte stele nebuloase, ci doar raze albe, care cu cât se apropie mai mult de centru, cu atât ies mai strălucitoare; în centru se vede o lumină stinsă și palidă, iar diametrul ei este de aproximativ un sfert de grad. Aproximativ aceeași strălucire apare atunci când o lumânare luminoasă este observată printr-o lanternă clară de la o distanță mare.

Cercetarea nebuloaselor a ajuns la maturitate mai întâi în secolul al XVIII-lea, odată cu lucrările vânătorului francez de comete Charles Messier (1730-1817). Pentru ca vânătorilor de comete să le fie mai ușor să distingă potențialele observații de comete de alte obiecte indistincte și nebuloase de pe cerul nopții, Messier a început să întocmească un catalog al pozițiilor și aspectului tuturor acestor obiecte pe care le detecta în timpul privegherilor sale nocturne. Lucrarea sa, a cărei versiune finală a fost publicată în 1781 și care este cunoscută în prezent sub numele de Catalogul Messier, conține o listă de 110 obiecte Messier, la vremea sa nebuloase și roiuri stelare. În prezent, obiectele Messier sunt cunoscute ca fiind 39 de galaxii, 5 nebuloase planetare, 7 alte tipuri de nebuloase și 55 de roiuri stelare. Nebuloasa Andromeda, a cărei descoperire Messier, ignorând cartea lui Al Sufi, o atribuie în mod fals lui Marius, este obiectul Messier M31.

Deși catalogul lui Messier a fost compilat pentru a-i ajuta pe vânătorii de comete să diferențieze potențialele comete de alte obiecte cerești slabe, el este de obicei considerat un exemplu timpuriu al așa-numitei astronomii deep sky; adică studiul obiectelor aflate mult în afara sistemului solar. Primul om care a practicat în mod sistematic astronomia cerului de adâncime a fost William Herschel, care, împreună cu sora sa Caroline, a cartografiat metodic cerul, cadran cu cadran, înregistrând cu telescopul său reflector de 6 metri toate obiectele non-stelare pe care le-a găsit. Împreună cu Caroline a înregistrat 2400 de nebuloase în trei cataloage.

Ei au clasificat obiectele pe care le-au înregistrat în opt clase: (I) nebuloase luminoase, (II) nebuloase slabe, (III) nebuloase foarte slabe, (IV) nebuloase planetare, (V) nebuloase foarte mari, (VI) roiuri de stele foarte comprimate și bogate, (VII) roiuri comprimate de stele mici și mari și (VIII) roiuri de stele grosier împrăștiate. Extins de fiul său și, mai târziu, de John Dreyer, catalogul lui Herschel a devenit în 1888 Noul Catalog General (NGC) de 7840 de obiecte de pe cerul profund. Numerotarea NGC este încă folosită pentru majoritatea obiectelor înregistrate în acesta. În 1785, Herschel a observat o nuanță roșiatică slabă în regiunea centrală a Andromedei. El credea că Andromeda este cea mai apropiată dintre toate marile nebuloase.

În 1750, astronomul englez Thomas Wright (1711-1786) a publicat lucrarea An Original Theory on New Hypothesis of the Universe în care a fost primul care a descris corect forma galaxiei Calea Lactee. El a speculat, de asemenea, că nebuloasele slabe erau, de fapt, galaxii îndepărtate. Cu toate acestea, gândurile sale foarte perspicace au rămas speculații pe care nu a putut să le verifice.

În mod interesant, speculațiile sale au fost preluate de filosoful german Immanuel Kant (1724-1804) și dezvoltate în lucrarea sa anonimă Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels (Istoria naturală universală și teoria cerului) (1755). La vremea respectivă, nici teoriile lui Wright, nici cele ale lui Kant nu au primit prea mult credit, dar, retrospectiv, ambele au fost lăudate pentru perspicacitatea lor.

În 1850, William Parsons, folosind cel mai mare telescop reflector construit în secolul al XIX-lea, Leviathan of Parsonstown, a reușit să identifice pentru prima dată structura spiralată a nebuloasei Andromeda. Aceasta a fost doar una dintr-o serie de nebuloase spiralate, în realitate galaxii, pe care a reușit să le identifice.

În 1864, William Huggins, un pionier în domeniul spectroscopiei stelare, a observat că spectrul Andromedei diferă de cel al unei nebuloase gazoase. Spectrul, așa cum a fost observat de Huggins, avea aceleași caracteristici ca și spectrul stelelor individuale, ceea ce l-a determinat pe acesta să concluzioneze că Andromeda era, de fapt, de natură stelară.

Am parcurs deja un drum lung de la prima înregistrare a unui mic nor de către Al Sufi. În 1887, Isaac Roberts, care credea că nebuloasele spiralate sunt sisteme solare în curs de formare, a făcut prima fotografie din istorie a Andromedei.

În 1912 astronomul american, Vesto Slipher, a măsurat viteza de rotație a Andromedei folosind spectroscopia la 300kilometri pe secundă, cea mai mare viteză măsurată până acum.

În 1917 Heber Curtis a observat o novă în Andromeda și a mai descoperit încă unsprezece în înregistrarea fotografică. Acestea erau în medie cu zece magnitudini mai slabe decât altele observate pe cer. Pe baza acestor date, el a estimat că Andromeda se afla la o distanță de 500.000 de ani-lumină. Curtis propunea acum ipoteza universurilor insulare, adică nebuloasele spiralate sunt de fapt galaxii independente.

La 26 aprilie 1920 Heber Curtis și Harlow Shapley au avut loc așa-numita mare dezbatere la Muzeul Smithsonian de Istorie Naturală cu privire la natura nebuloaselor spirale. Curtis a susținut că acestea erau galaxii independente îndepărtate, Shapley că erau mult mai mici și mult mai apropiate și, prin urmare, în cadrul galaxiei Calea Lactee, care reprezenta întregul univers. Această dezbatere a ridicat chestiunea la rangul de întrebare prioritară în astronomie.

În 1922 Ernst Öpik a măsurat distanța până la Andromeda folosind viteza stelelor. Estimarea sa a fost de 1.500.00 ani-lumină.

Cum spuneam în paragraful de început, Edwin Hubble a tranșat în cele din urmă problema atunci când a măsurat distanța Andromedei folosind stelele variabile Cefeide și a dovedit în mod concludent că Andromeda nu era o nebuloasă în interiorul Căii Lactee, ci o galaxie separată. Cu acest rezultat s-a născut era astronomiei galactice.

De interes, metoda de determinare a distanțelor folosind Cefeidele a fost dezvoltată de Henrietta Swan Leavitt, una dintre calculatoarele de la Harvard, investigând mii de stele variabile din Norii lui Magellan în 1908; ea și-a publicat rezultatele în 1912.

Povestea călătoriei istorice a Andromedei de la nebuloasa lui Al Sufi la galaxia lui Curtis ilustrează foarte bine modul în care cunoașterea științifică crește în timp, cu generații de cercetători cu interese și motivații diferite care contribuie direct și indirect la această creștere.

Post modificat 11 ianuarie 2018

.