Galaxie v Andromedě (M31): Náš velký kosmický soused

Galaxie v Andromedě (katalogovým označením Messier 31, M31 nebo NGC 224) je gigantická spirální galaxie, která je nejbližším velkým sousedem naší vlastní Mléčné dráhy. Nachází se ve vzdálenosti přibližně $2,5\text{ milionu světelných let}$ od Země v souhvězdí Andromedy.

Je to nejvzdálenější objekt ve vesmíru, který lze spatřit pouhým lidským okem bez jakéhokoli dalekohledu – na tmavé venkovské obloze se jeví jako slabý, mlhavý protáhlý obláček. Společně s Mléčnou dráhou, galaxií v Trojúhelníku (M33) a desítkami trpasličích satelitních galaxií tvoří gravitačně vázaný ostrov vesmíru zvaný Místní skupina galaxií (Local Group), v níž je Andromeda vůbec největším a nejhmotnějším členem.

První písemný záznam o Galaxii v Andromedě pochází z roku 964 od perského astronoma Abd ar-Rahmána as-Súfího, který ji ve své Knize stálic popsal jako „malý obláček“.

Po celá staletí se astronomové přeli o to, čím tyto mlhavé skvrny vlastně jsou: zda jde o malé vířící plynové oblaky uvnitř naší Mléčné dráhy, nebo o obrovské nezávislé „ostrovní vesmíry“ ležící v nepředstavitelných dálkách (tzv. Velká debata roku 1920 mezi Shapleyem a Curtisem).

Hádanku definitivně rozřešil v roce 1923 americký astronom Edwin Hubble:

• Pomocí 2,5metrového Hookerova teleskopu na Mount Wilsonu rozlišil na okrajích Andromedy jednotlivé hvězdy.
• Mezi nimi nalezl proměnnou hvězdu typu Cefeida (V1). Protože perioda blikání Cefeid přesně určuje jejich skutečný zářivý výkon (vztah objevený Henriettou Swan Leavittovou), mohl Hubble spočítat její vzdálenost.
• Výsledná vzdálenost (přes 2 miliony světelných let) byla mnohonásobně větší než celá Mléčná dráha! Hubble tímto jediným pozorováním dokázal, že M31 je samostatnou gigantickou galaxií, a v jediném okamžiku zvětšil známý vesmír na tisícinásobek.

Andromeda je ve srovnání s naší Mléčnou dráhou ještě o něco velkolepější:

• Rozměry: Disk Andromedy má průměr přibližně $220,000\text{ světelných let}$ – je tedy více než dvakrát širší než disk naší Galaxie.
• Počet hvězd: Obsahuje odhadem $1,000,000,000,000$ (jeden bilion) hvězd, což je zhruba dvojnásobek až trojnásobek počtu hvězd v Mléčné dráze.
• Dvojité jádro a supermasivní černá díra: Pozorování Hubbleova teleskopu odhalila, že jádro Andromedy má zdánlivě dva jasné vrcholy (způsobené asymetrickým eliptickým diskem starých hvězd). Uprostřed se nachází supermasivní černá díra o hmotnosti přibližně $100-230\text{ milionů Sluncí}$ (zhruba padesátkrát hmotnější než náš Sagittarius A*!).
• Družicové galaxie: Andromedu doprovází rodina menších satelitních galaxií, z nichž nejznámější jsou jasné trpasličí eliptické galaxie M32 a M110, které jsou viditelné v amatérských dalekohledech v těsné blízkosti jejího disku.

Zatímco většina galaxií ve vesmíru se od nás v důsledku rozpínání vesmíru vzdaluje, Galaxie v Andromedě představuje výjimku: řítí se přímo vstříc Mléčné dráze rychlostí přibližně $110\text{ km/s}$ ($400,000\text{ km/h}$)!

Data z vesmírného dalekohledu Gaia a Hubbleova teleskopu potvrdila nevyhnutelný scénář:

• Za přibližně 4 až 4,5 miliardy let dojde k přímé gravitační kolizi obou galaxií.
• Srážka bez srážek: Ačkoli se srazí dva biliony hvězd, vzdálenosti mezi jednotlivými hvězdami jsou tak obrovské, že pravděpodobnost srážky dvou konkrétních hvězd je prakticky nulová. Hvězdy projdou kolem sebe bez kolize.
• Zrod Milkomedy: Gravitační slapové síly rozmetají spirální ramena a vytrhají dlouhé slapové ohony. Během další miliardy let se obě galaxie prolnou, plynná mračna se stlačí a vyvolají bouřlivý překotný vznik nových hvězd. Obě centrální černé díry splynou a ze srážky se zrodí jediná gigantická eliptická galaxie, kterou astronomové přezdívají Milkomeda (složenina z Milky Way a Andromeda). Naše Slunce tou dobou bude již dohasínajícím bílým trpaslíkem obíhajícím v halo této nové galaxie.