La galaxia de Andrómeda, también conocida como Galaxia Espiral M31, Messier 31 o NGC 224 y, tradicionalmente, nebulosa de Andrómeda, es una galaxia espiral con un diámetro de 220000 años luz (en lo que respecta a su halo galáctico) y de unos 150000 años luz entre los extremos de sus brazos. Se encuentra a una distancia de aproximadamente 2,5 millones de años luz de la Tierra.
La galaxia de Andrómeda es visible a simple vista como una mancha difusa en el cielo nocturno, y es uno de los objetos más fascinantes y estudiados por los astrónomos. Está a 2,5 millones de años luz en dirección a la constelación de Andrómeda. Es, junto con nuestra propia galaxia, la más grande y brillante de las galaxias del Grupo Local, que consiste en aproximadamente 30 pequeñas galaxias más tres grandes galaxias espirales: Andrómeda, la Vía Láctea y la galaxia del Triángulo.
La galaxia se aproxima hacia la Vía Láctea a una velocidad de unos 420000km/h, y algunos especulan que ambas colisionarán dentro de unos 5860 millones de años, fusionándose en una galaxia mayor, en el evento conocido como Lactómeda.
En ocasiones pueden confundirse Andrómeda y la Enana del Can Major. La primera es la galaxia espiral más cercana a la Vía Láctea, mientras que la otra es la galaxia enana más cercana a la nuestra. La existencia de la Enana del Can Mayor se ha disputado en el pasado debido a la dificultad de su detección, sin embargo en caso de no existir la Enana del Can Mayor, el título de la galaxia más cercana correspondería a la Enana Elíptica de Sagitario (véase Anexo:Galaxias más cercanas); actualmente se considera que es una galaxia real y es reconocida como tal. Es importante señalar que la distancia de estas galaxias a la Vía Láctea es muy pequeña en términos astronómicos, ya que todas ellas se encuentran a una distancia de unos pocos cientos de miles de años luz.
Estimaciones de su masa y luminosidad
La masa total de la galaxia de Andrómeda es difícil de calcular, encontrándose en la literatura valores que van desde alrededor de 4×1011 masas solares hasta 1,37×1012 masas solares; en un estudio reciente se ha calculado una masa total para esta galaxia de aproximadamente 1,3×1012 masas solares, distribuida como sigue: 1,2×1012 masas solares de materia oscura y 1,4×1011 masas solares en forma de materia bariónica, a su vez distribuidas en 1,3×1011 masas solares en forma de estrellas y 7,7×109 masas solares en forma de gas (hidrógeno y helio).
Algunos científicos creen que la Vía Láctea contiene mucha más materia oscura y podría ser más masiva que M31. Sin embargo, observaciones recientes del telescopio espacial Spitzer revelaron que la M31 contiene un billón de estrellas (1012), excediendo por mucho el número de estrellas en nuestra galaxia.
Algunos estudios sostienen que, en un radio de 10 megaparsecs alrededor de la Vía Láctea, Andrómeda es la segunda galaxia intrínsecamente más brillante después de la galaxia del Sombrero(M104) (aunque quizás NGC 253 también la supere en brillo); sin embargo, es difícil determinar con precisión su luminosidad total debido a la extinción de su brillo causada por el polvo interestelar al verse de canto. La magnitud absoluta de Andrómeda varía según el modelo empleado, pero en general se considera que es más luminosa que la Vía Láctea, con una magnitud absoluta en el azul de –20,89, que con el índice de color corregido dado en él (0,6) da una magnitud absoluta de aproximadamente -21,5, aunque en general se está de acuerdo en que Andrómeda es más luminosa que la Vía Láctea.Véanse por ejemplo A Revised LCDM Mass Model For The Andromeda Galaxy o «Milky Way vs Andromeda: a tale of two disks.»
Historia observacional
La primera referencia existente a la galaxia de Andrómeda data del año 961, y fue hecha por el astrónomo persa Azophi, a la que en su Libro de las Estrellas Fijas describe como una «nube pequeña en la constelación de Andrómeda».
La primera observación telescópica registrada de la galaxia de Andrómeda se atribuye al astrónomo alemán Simon Marius en 1612, quien la describió como una "niebla" o "nube débil" en su obra "Mundus Iovialis". Charles Messier la incluyó en su catálogo de objetos celestes en 1764, numerándola como M31, pero erróneamente atribuyendo su descubrimiento a Marius en vez de al astrónomo persa Azophi, quien la había descrito en el .
Posteriormente, William Herschel observó la galaxia de Andrómeda en detalle y notó un débil brillo rojizo en su región central, pensando que era la nebulosa más cercana y que no podía estar a más de 2000 veces la distancia a Sirio. Herschel también fue el primero en sugerir que la galaxia de Andrómeda era en realidad una "isla universo" separada de nuestra Vía Láctea, lo que sentó las bases para la comprensión moderna de las galaxias como entidades separadas en el universo.
En 1864, William Huggins observó su espectro, y observó que no se parecía al que cabría esperar en un objeto nebuloso y sí al de uno hecho de estrellas, por lo que M31 era un objeto formado por estrellas (sin embargo, siguió siendo considerada durante mucho tiempo como una nebulosa). En 1885 apareció una supernova (catalogada como S Andromedae, y hasta la fecha la única registrada en ella) en su región central. Apareció en agosto de dicho año con magnitud próxima a la 6.ª, ascendió hasta la 5, 4.ª hacia el 17 de dicho mes para ir perdiendo brillo paulatinamente; dejó de verse en febrero de 1886: todavía el 1 de febrero de ese año pudo medirla Asaph Hall con el gran refractor instalado en Washington, encontrándola con magnitud 16.ª. Se ha calculado que su magnitud absoluta fue de –18,2. Debido a que se consideraba este objeto como muy cercano, la supernova fue considerada en su tiempo como una nova.
Heber Curtis descubrió en 1917 una nova genuina en Andrómeda, y buscando en placas fotográficas anteriores encontró 11 más. Al parecer 10 magnitudes más débil que las novas registradas en la Vía Láctea, supuso que el objeto estaba a 500 000 años luz y que tanto ella como otros objetos similares, conocidos por entonces como «nebulosas espirales», no eran nebulosas sino galaxias independientes. Esto fue la causa de un famoso debate en 1920 entre este astrónomo y Harlow Shapley —que defendía que eran en realidad nebulosas cercanas—, y que llegó a su fin cuando en 1925 Edwin Hubble encontró estrellas cefeidas en fotografías de Andrómeda, dejando claro que tales objetos son en realidad galaxias similares a la nuestra, solo que a grandes distancias, de modo que la «nebulosa de Andrómeda» (denominación que aún se encuentra en textos antiguos) pasó a ser conocida definitivamente como la «galaxia de Andrómeda».
Walter Baade fue el primero en discernir estrellas dentro de la región central de la galaxia de Andrómeda en 1943. Su descubrimiento de dos tipos de cefeidas en la galaxia de Andrómeda fue especialmente importante porque permitió una medición más precisa de la distancia a esta galaxia.
Grote Reber, por otro lado, fue un pionero en el campo de la radioastronomía, y su detección de emisiones de radioprocedentes de la galaxia de Andrómeda en 1940 abrió un nuevo campo de investigación en la astronomía]; en 1950 se realizaron los primeros radio mapas de ella, descubriendo también los astrónomos ingleses Brown y Hazard que esta galaxia emitía ondas de radio en la banda de los 158,8 MHz, siendo la primera galaxia descubierta como objeto emisor de ondas de radio..
miniatura|Galaxia de Andrómeda en el infrarrojo. Combinación de imágenes tomadas por el Telescopio Spitzer.
Robin Barnard, de la Open University, ha detectado 10 fuentes de rayos X en la galaxia de Andrómeda (publicados el 5 de abril de 2004), utilizando observaciones del observatorio orbital XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea. Su hipótesis es que pueden ser posibles candidatos a agujeros negros o estrellas de neutrones, que calientan el gas entrante a millones de grados emitiendo rayos X. El espectro de las estrellas de neutrones es el mismo que el de los supuestos agujeros negros, pero se distinguen por sus masas —menores en el primer caso—.
Recientemente se ha hecho pública la que hasta la fecha es la imagen de más alta resolución de Andrómeda en ultravioleta, tomada por el Telescopio Swift, y que muestra más de 20 000 fuentes brillantes en esa longitud de onda en ella.
Estimaciones recientes de su distancia
Es interesante saber que los métodos utilizados para medir la distancia a esta galaxia han evolucionado con el tiempo y se han vuelto cada vez más precisos. La medición de la distancia a través de las cefeidas fue un paso importante en la comprensión de esta galaxia, sin embargo tenía un cierto margen de error debido a la incertidumbre en la distancia la Gran Nube de Magallanes.
Sin embargo, los métodos más recientes utilizados para medir la distancia a la galaxia de Andrómeda, como el brillo superficial de sus estrellas gigantes rojas más luminosas y las variaciones de brillo de sus estrellas dobles eclipsantes, han permitido una mayor precisión en la estimación de la distancia. Con estos métodos más avanzados, se ha determinado que la distancia media a la galaxia de Andrómeda es de alrededor de 775 kiloparsecs, lo que equivale a aproximadamente 2,5 millones de años luz.
Esta nueva estimación de la distancia a la galaxia de Andrómeda es importante porque nos ayuda a comprender mejor la estructura y la escala del universo. También puede tener implicaciones en la forma en que modelamos la evolución y el comportamiento de las galaxias en el universo.
Estructura
La galaxia de Andrómeda es extremadamente importante para los estudios galácticos, ya que es la galaxia gigante más cercana a la Vía Láctea y nos proporciona una oportunidad única de estudiar una galaxia similar a la nuestra. En 1991 la Cámara Planetaria a bordo del Telescopio Espacial Hubble fotografió su núcleo y se descubrió que tenía una doble estructura, con dos puntos nucleares calientes separados por unos pocos años luz. Este descubrimiento fue sorprendente porque hasta ese momento se pensaba que los núcleos galácticos eran estructuras únicas y uniformes.
Observaciones terrestres posteriores llevaron a especular que, además de existir dos núcleos, éstos se moverían el uno con respecto al otro y que uno de los núcleos está deshaciendo al otro, que podría ser el remanente de una galaxia más pequeña «tragada» por M31, pero esta explicación ha sido abandonada, ya que un núcleo galáctico de ese tipo no sólo no sobreviviría mucho tiempo antes de ser destruido por el principal, sino que además en este caso no parece haber un agujero negro central en él que lo estabilice, y también ocurre que no tiene el aspecto de un núcleo galáctico (ni hay evidencias a mayor distancia del centro de dicha fusión galáctica); hoy se piensa que lo que estamos viendo es la proyección de un disco de estrellas (que a su vez tiene en su interior otro disco de estrellas de tipo espectral. Ha nacido en un brote estelar hace 100-200 millones de años quizás causado por la absorción de una galaxia menor rica en gas, por lo que el núcleo de esta galaxia es en realidad aparentemente triple) que orbita alrededor del núcleo de Andrómeda y que al ser su órbita muy excéntrica las estrellas parecen "acumularse" en la zona cercana al agujero negro, apareciendo lo que se ve. Los núcleos de muchas galaxias son conocidos por ser lugares bastante violentos, y a menudo se propone la existencia de agujeros negros supermasivos para explicarlos; el situado en el verdadero centro de esta galaxia se calcula que tiene 108 masas solares y que se halla en el centro del disco de estrellas de tipo A mencionado arriba.
Recientes investigaciones han demostrado la existencia de una barra en el centro de M 31, lo cual la convierte en una galaxia espiral barrada al igual que la Vía Láctea, y por lo que quizás sea mejor clasificarla como SBb.