Messier 31 (Andromedanevel)

Messier 31, ook gekend als NGC 224, is een prachtig sterrenstelsel in het sterrenbeeld Andromeda dat ook bekend is onder de namen 'Andromedasterrenstelsel' of 'Andromedanevel'. Het object is (zelfs in onze streken) makkelijk met het blote oog waar te nemen. Het sterrenstelsel is, samen met de bekende Orionnevel (M42), wellicht het meest bestudeerde en bekendste object aan onze nachtelijke hemel. Messier 31, ons eigen sterrenstelsel en M33 zijn de drie grootste sterrenstelsels van een kleine cluster die men de Lokale Groep' noemt.

Het centrale deel van het sterrenstelsel bevat 90% van alle massa en bestaat voornamelijk uit rode en gele sterren (ook wel Populatie II genoemd). De helderste sterren bereiken magnitude -3,5. Het centrum heeft een diameter van 12 000 lichtjaar en is opmerkelijk vrij van gas en stof. In de spiraalarmen vindt men voornamelijk sterren van Populatie I (jonge, blauwe sterren). De echte kern van Messier 31 meet 'slechts' 20 lichtjaar in diameter (1,6"x1,0" vanop Aarde). In deze omgeving bevinden zich meer dan tien miljoen sterren waardoor men vermoed dat de kern uit één grote bolvormige sterrenhoop bestaat. Messier 31 staat ook bekend als een radiobron. Het sterrenstelsel staat op een afstand van ongeveer 2 250 000 lichtjaar van de Aarde. Onze ster, de Zon, zou in het sterrenstelsel een lichtpuntje zijn van magnitude 29 en zou hierdoor onvindbaar zijn tussen de 300 miljard andere sterren.

Geschiedenis

Aangezien M31 met het blote oog te zien is, is het zeker dat oude beschavingen deze wazige vlek aan de hemel reeds hadden opgemerkt. De eerste geschreven beschrijving van het sterrenstelsel is te vinden in het boek 'De Vaste Sterren' van de Perzische astronoom Al-Sufi. Dit boek dateert uit het jaar 964, en het Andromedasterrenstelsel wordt beschreven als een kleine wolk. De eerste telescopische waarneming dateert uit 1612. Op 15 december dat jaar observeerde Simon Marius M31 en beschreef het in zijn boek Mundus Jovialis als 'een witte, zwakke en onregelmatige wolk'. Pas in 1664 werd het sterrenstelsel nog eens waargenomen, deze keer door Bullialdus, tijdens zijn zoektocht naar een komeet. Nog eens vele jaren later, in 1730 beschreef Deham M31 als 'de verblijfplaats van God en Heiligen'. 16 jaar later werd M31 waargenomen door Le Gentil die het beschreef als een ovale vlek, gelijk in helderheid. Op 3 augustus 1764 nam Charles Messier het object waar en nam hem op in zijn lijst. Hij beschreef het object als een mooie spoelvormige nevel zonder sterren. De bekende astronoom William Herschel vond M31 prachtig. Ook zijn zoon John Herschel, Smyth en vele andere astronomen vonden het een mooi object (John Herschel noemde het zelfs het mooiste deep-sky object). Maar geen enkel van de waarnemers slaagde erin om de ware aard van M31 te ontdekken. De astronoom T. Webb was de eerste die een stoflaan kon waarnemen met zijn 130 mm refractor. Een andere astronoom, Gover, slaagde er met zijn 16 cm telescoop in om 2 stoflanen te ontwarren. Halley (bekende van de komeet Halley) beschreef in 1715 M31 als een zeer uitgestrekt, diffuus licht dat op eigen kracht straalt.

Meer dan 100 jaar later, in 1834, kon J. Von Littrow de nevel niet oplossen, waaruit hij concludeerde dat M31 niet uit sterren bestond. Lord Rosse dacht wel dat hij de nevel in afzonderlijke sterren kon oplossen. De astronoom GP Bond maakte een enorm gedetailleerde tekening van het sterrenstelsel met een 38 cm refractor. Hij schatte de omvang van het sterrenstelsel op 4°x215'. Hij zag eveneens vele stoflanen en telde meer dan 1500 voorgrondsterren. De bekende sterrenkundige Camille Flammarion veronderstelde dat M31, onze melkweg en al die andere nevels zich op miljoenen jaren afstand van elkaar bevonden. Hij was wel verkeerd toen hij veronderstelde dat M31 een planetenstelsel in wording was. Ruim 100 jaar eerder, in 1755, had Immanuel Kant M31 beschouwd als een extragalactisch object. De astronoom Guillemin dacht in 1877 dat M31 een verzameling van sterren was op een afstand van ruim 40.000 lichtjaar. De eerste foto van M31 werd gemaakt door I. Roberts op 1 oktober 1888. Op de foto is een helder centrum te zien met ovaalvormige nevelstructuren er rond, evenals verschillende donkere stoflanen. Roberts gaf er wel een verkeerde interpretatie aan: hij zag een heldere ster met er rond planeten in wording. In 1864 slaagde Huggins erin om het continue spectrum te bepalen van M31 en in 1899 ontdekte V. Slipher de blauwverschuiving in het sterrenstelsel. Het jaar ervoor, in 1898, was de astronoom Meyer dicht bij de waarheid toen hij zei dat M31 een spiraalnevel is net zoals M51 in Canes Venatici. Hij dacht echter aan een gloeiende wolk van stof, en niet aan sterren. In 1910 deed TJ See een zeer gewaagde uitspraak voor die tijd; hij beweerde dat M31 een miljard keer groter was dan ons zonnestelsel. Nu weten we dat hij er nog eens een miljard keer naast zat. In 1885 verscheen er een supernova in het andromedasterrenstelsel. De maximale helderheid bedroeg 5,4.

Deze zogenaamde 'nieuwe ster' werd ontdekt door Gulley op 17 augusutus en gecatalogiseerd onder de naam S Andromedae. Enkel de astronoom Hartwig ontdekte de ware aard van de ster. Op 7 februari 1890 was de supernovae reeds afgezwakt tot magnitude 16.0 (maar kon nog altijd worden waargenomen!). De daaropvolgende jaren werden nog vele nieuwe sterren ontdekt; maar telkens ging het om novae en niet om supernovae. In 1917 ontdekte de astronoom Ritchey op fotografische platen twee novae, waaruit men kon afleiden dat M31 op minstens 600 000 lichtjaar lag. Tussen 1923 en 1955 vonden de astronomen Edwin Hubble en Arp 112 novae. De absolute magnitude schommelde steeds tussen magnitude -8,5 en -6,5 en ze bleven tussen 5 en 150 dagen zichtbaar. De astronoom Walter Baade schatte het aantal novae per jaar op een dertigtal. In de jaren 1923 en 1924 ontdekte Edwin Hubble met de 250 cm telescoop op Mount Wilson een 50tal Cepheïden waaruit hij afleidde dat de M31 op 900.000 lichtjaar lag. Dit was een zeer belangrijke ontdekking in de astronomie omdat men nu voorgoed wist dat M31 en andere nevels, sterrenstelsels net zoals onze melkweg op vele lichtjaren afstand. In de jaren '50 van vorige eeuw bepaalde Walter Baade met de 5 meter telescoop op Mount Palomar de afstand tot M31 op 2 250 000 lichtjaar; een afstand die door huidige astronomen algemeen aanvaard wordt. Diezelfde astronoom, Walter Baade, slaagde er in de jaren 40 in om het centrale deel van M31 op te lossen in afzonderlijke sterren (door de oorlog werden de lichten in Los Angeles elke nacht gedoofd). In 1955 ontdekte hij eveneens een vijftal planetaire nevel van magnitude 22 niet ver van het centrum van het andromedasterrenstelsel. Er zijn ook tal van bolvormige sterrenhopen en emissienevels ontdekt in M31 op fotografische platen. Men is er zelfs in geslaagd om met de 5-meter telescoop van Mount Palomar enkele van die bolhopen op te lossen... In het totaal zijn er reeds een 450tal van deze bolhopen ontdekt, terwijl we er in onze melkweg maar een 180-tal kennen. Recentelijk werd ontdekt dat deze halo rond M31 drie maal groter is dan voordien gedacht.

Waarnemen

Het Andromedasterrenstelsel is het enige sterrenstelsel op het noordelijk halfrond dat eenvoudig terug te vinden is met het blote oog. Dit object is dan ook meestal het eerste object dat onervaren waarnemers bekijken. Meestal is het dan ook een grote teleurstelling, wanneer men M31 voor het eerst bekijkt in een telescoop of verrekijker. Men verwacht vaak een beeld van het sterrenstelsel zoals men dat ziet op foto's. De helderheid van de stelsels is verspreid over grote gebieden, bij M31 over een gebied van meer dan 4° waardoor de totale oppervlaktehelderheid meer dan 9 is. Sterrenstelsels moet men leren observeren! Het oog moet wennen aan vaak zeer zwakke verschillen in helderheid. In een verrekijker ziet men een een nevelvlek met een heldere kern die geleidelijk zwakker wordt naar de uiteinden. Een van de eerste dingen die opvalt is dat het sterrenstelsel opvaal van vorm is. Dit komt doordat M31 12° graden gekanteld is ten opzichte van onze kijkrichting. Op fotografische opnames vallen een tweetal stofbanden op, waarvan een met een grote binoculair reeds waar te nemen is onder goede omstandigheden. Met een telescoop is het moeilijker om ze waar te nemen, vanwege het kleiner beeldveld. Zo gebeurd het regelmatig dat de stofbanden niet te zien zijn in een 25 cm telescoop, maar wel in een 10 cm refractor. Een ander interessant object is een nevelvlek iets ten zuidwesten van de kern. De totale visuele magnitude bedraagd 13, maar toch is het object eenvoudig waar te nemen met een kleine telescoop of een (zeer) grote binoculair. In werkelijkheid is deze zwakke vlek een sterrenwolk met honderden heldere reuzensterren (zoals Rigel en Deneb in onze melkweg). Met telescopen van 20 cm en meer is het mogelijk om ook op zoek te gaan naar de bolvormige sterrenhopen in M31. Voor deze objecten te zien moet men grote vergrotingen gebruiken. Deze bolhopen zijn niet eenvoudig te vinden omdat ze heel hard op de voorgrondsterren lijken. In het algemeen gebruikt men best een grote binoculair of rich-fieldkijker voor het observeren van M31. Enkel waneer men bijvoorbeeld bolhopen wil gaan opzoeken is het noodzakelijk dat men grote vergrotingen gebruikt.