Kui küsida tähistaevast vaatavalt inimeselt, mida ta seal palja silmaga näeb, siis teatakse tähti, planeete, Kuud ning vahel meenub ka Linnutee. Sellega loetelu piirdub. Ainuke välisgalaktika, mida Eestis varustamata silmaga näha võib, on Andromeeda udukogu. Kuuldud nimi küll, kuid enamasti ei teatagi, et seda saab ka pikksilmata vaadelda.
Andromeeda galaktika on nähtav vaevumärgatava udulaiguna samanimelises tähtkujus. Ta on Eestis vaadeldav aasta ringi ega looju kunagi. Andromeeda galaktika, mida tuntakse veel Andromeeda tähesüsteemi ja Andromeeda udukogu nime all, on meie Galaktika ehk siis Linnutee naaber. Aga naabrite kohta tuleb kõike teada. Niisiis, esitame Andromeeda galaktika "passiandmed".
Andromeeda arvudes
Andromeeda galaktika (Messier 31, NGC 224).
Spiraalne galaktika Sb tüüpi.
Asukoht: Andromeeda tähtkuju, tähe γ And juures.
Andromeeda on osa eesti rahvapärase nimega tähtkujust Ridamus.
Otsetõus: 00 h : 42,7 m.
Kääne: +41° : 16'.
Kaugus: 2,53 miljonit valgusaastat (775 kiloparsekit).
Eemaldumiskiirus: 301 km/s.
Visuaalne heledus: 3,4 tähesuurust.
Näivad mõõtmed: 178 x 63 kaareminutit.
Mass: 100 miljardit Päikese massi.
Kaks lähikaaslast: elliptilised kääbusgalaktikad M32 ja M110.
Koos Linnutee, M33 ja ligi 45 kääbusgalaktikaga moodustab see kohaliku galaktikagrupi.
Ja ongi kõik? Ei ole! Mingil kummalisel põhjusel, aga osalt ka loomulikul - Andromeeda udu on ikkagi lähim hiidgalaktika - on ta olnud Eesti täheteadlastele eriline lemmikobjekt. Kas pole suurepärane avastuste rida, mida Andromeeda on pakkunud Tartus töötanud astronoomidele? Vaatame lähemalt.
1885 - Ernst Hartwig avastab Andromeeda udus esimese Linnutee-välise supernoova.
1922 - Ernst Öpik määrab esmakordselt Andromeeda udukogu kauguse.
1953 - Grigori Kusmin avastab tähesüsteemide kolmanda liikumisintegraali ja tuleb välja stellaardünaamika alusteooriaga, mille ühe vaatlusliku tõendina rakendab neid Andromeeda galaktika massijaotuse ja pöörlemiskõvera mudelites.
1974 - Jaan Einasto koos kaasautoritega tõestab tumeda aine olemasolu ja esitab Andromeeda galaktika mudeli koos tumeda aine haloga; Andromeeda galaktika kui kohaliku grupi peagalaktika ümber tiirlevad kääbuskaaslased tõestavad samuti tumeda aine olemasolu.
Seega, Andromeedaga on Eesti täheteadlastel vedanud. Andromeeda väärib seda, et vaadelda tema avastamislugu algusest peale.
Antiikne Andromeeda
Erinevalt varem arvatust, nagu oleks Andromeeda esimesena avastanud Pärsia astronoom Abd-al-Rahman Al-Sufi "väikse pilvena" 10. sajandil, tundub siiski usutav, et seda udu tunti ka varem. Al-Sufi kirjeldab Andromeedat oma "Kinnistähtede raamatus" 964. aastal, kuid see pidi olema teada ka Pärsia astronoomile Isfahanile juba 905. aastal või varemgi.
Veelgi enam, Mesopotaamia kiilkirjatahvlite kogus MUL.APIN esineb juba 687. aastal eKr tähtede ja tähtkujude loendis ka hämar täht Hirve tähtkujus. Kuna Hirve tuvastatakse kui tänapäevast Andromeeda tähtkuju, on usutav, et hämar täht on Andromeeda udu. Kuigi võimalik, et tegemist on siiski Bereniike Juuste hajusparvega või Perseuse x ja h kaksikparvega. USA Louisiana Ülikooli astronoom füüsikaprofessor Bradley E. Schaefer arvab koguni, et 114 MUL.APIN vaatlused pärinevad aastatest 1100 (±80) eKr. Seega, optimistlikult võttes on Andromeeda udu maapealsetele teada juba kolm aastatuhandet.
Vaatamata sellele, et Andromeeda udu on silmaga nähtav, leidub ka hulk hilisemaid teateid udukogu (taas)avastamisest. 1500 ilmus ta Hollandi tähekaartidele. 1612 avastas Saksa astronoom Simon Marius Andromeeda esimesena läbi teleskoobi. 1654 vaatles seda Itaalia astronoom Giovanni Batista Hodierna ning 1661 Ismail Bouillaud (Bullialdus) Prantsusmaalt, omistades avastamise au tundmatule astronoomile aastast 1500. 1716 kirjeldas Andromeedat tuntud Inglise astronoom Edmond Halley teoses "Nebulae" ("Udukogud"). Tema kuulutas Andromeeda avastajaks siiski Bullialduse. 1764 ilmus Andromeeda prantslase Charles Messier' kataloogi M31 näol ning tema pidas esmaavastajaks Simon Mariust.
Niisiis üllatavalt palju segadust Andromeeda avastamisega, senini jääb ka varaseim aeg - 10. sajand eKr -oletuseks. Fernão de Magalhãesi maailmareisidel avastatud Pilved võtsid Andromeedalt unikaalsuse oreooli, ta pole enam ainuke silmaga nähtav udukogu.
Veelgi muutus maailmapilt, kui kuulus Inglise astronoomide perekond, William koos õe Caroline'i ja poja John Herscheliga terve udukogude maailma avastas, kuid aheldas selle kitsasse Linnuteesse. Siinkohal tuleb täheteaduse areenile Tartu Tähetorn, kus esimesena alustas tähtede maailma suuruse kindlakstegemist Wilhelm Struve.
Universumi suuruse ja vanuse kaalukeel
Saksamaal sündinud ja enamiku ajast seal töötanud Ernst Hartwig (1851-1923), kes viibis Tartus suhteliselt lühikest aega (1885-1886), avastas just siin 20. augustil 1885 Andromeeda udukogus esimese Linnutee-välise supernoova (tähistus S And SN Ia tüüpi). Selle supernoova jäänuki leidis ligi sada aastat hiljem, 1989. aastal USA astronoom Robert Fesen koos kaasautoritega Kitt Peacki neljameetrisel Mayalli teleskoobil interferentsfiltritega vaadeldes. See oli teedrajav avastus, mis andis märku Linnuteest väljaspool asuvast galaktikate maailmast ja oli kaugeks proloogiks Andromeeda kauguse määramisele Ernst Öpiku poolt 1922. aastal. Sellega avardas Öpik Universumi niisuguseks nagu ei keegi varem.
1922. aastal avaldas Eesti astronoom Ernst Öpik ajakirjas The Astrophysical Journal artikli "Andromeeda udukogu kauguse hinnang", milles ta pakkus Andromeeda udukogu kauguseks Maast 1 500 000 valgusaastat. Öpik järeldas, et Andromeeda udukogu ja teised spiraaludud on kaugel väljaspool Linnutee tähesüsteemi asuvad iseseisvad tähesüsteemid, teised galaktikad. Öpiku hinnang jäi mitmekümneks aastaks kõige täpsemaks Galaktika-välise objekti kauguse hinnanguks. Kauguse määramisel kasutas ta uudset dünaamilist meetodit, mille olemust teised astronoomid ei taibanud. Mõni aasta hiljem hindas USA astronoom Edwin Hubble tsefeiidide heleduskõverate alusel Andromeeda udukogu kauguseks 900 000 valgusaastat. Selle määramise tõttu on spiraaludude Galaktika-välisuse tõestajaks peetud Hubble'i, kuigi hilisemad ja põhjalikumad uurijad on märganud ja tunnistanud Öpiku prioriteeti. Kaks Ernsti, Ernst Hartwig ja Ernst Öpik, vabastasid "aheldatud" Andromeeda galaktika ning nende avastuste tähendus maailmapildi kujunemisel oli revolutsiooniline.
Tuleb märkida, et Andromeeda avastamise ajal ei olnud astronoomidel veel ettekujutust galaktikate maailmast ega ka supernoovadest. Andromeedat peeti siis noovaks. 1885. aastal sai Hartwig ainsa vaatlejana aru, kui tähtis oli noova ehk uue tähe avastamine. Andromeeda vabastamise Linnutee "köidikuist", kuhu astronoomid alates William Herschelist kuni ameeriklase Harlow Shapleyni olid ta ligi sajandiks aheldanud, viis tegelikult ellu Ernst Öpik 1922. aastal.
Eesti astronoomide huvi Andromeeda udu vastu jätkus ka edaspidi. Ernst Öpiku õpilane Grigori Kusmin oli juba 1930.-1940. aastatel noore teadlasena uurinud Linnutee ja Andromeeda galaktika ehitust. Kui ta 1950. aastate algul avaldas stellaardünaamika klassikasse jäädvustunud pioneerlikud tööd kolmandast liikumisintegraalist ja tähesüsteemide mudelitest, osutus Andromeeda galaktika üheks vaatluslikuks kaalukeeleks nende tõestuses. Erilise koha omandas lapikute tähesüsteemide mudel, nn Kusmini ketas, mis kirjeldab Andromeeda udu taolisi lapikuid süsteeme - spiraalseid galaktikaid. Grigori Kusmini arendatud galaktikate mudelid olid aluseks ka hilisemate galaktikamudelite detailiseerimisel.
Ja tõesti, sellest ei olnud meie naabergalaktikale veel küllalt. Juba 1960. aastatel tegeles Jaan Einasto galaktikate detailsete mudelite loomisega, sealhulgas ka Andromeeda galaktika jaoks. Kui aga 1970. aastate keskel algas suur paradigma muutus astronoomias ehk tumeda aine või nagu siis öeldi - varjatud massi "sissetung" galaktikate maailma, osutus Andromeeda dünaamiline mudel massiivse krooni ehk tumeda aine halo uuendamine ka edaspidi õigeks. Sel perioodil avaldasid Tõravere astronoomid, teiste hulgas Urmas Haud, Enn Saar ja Mihkel Jõeveer, ligi 20 uurimust Andromeeda galaktikast ja kohalikust galaktikagrupist. See eriline huvi on säilinud seniajani: praegu koostavad Tartu astronoom Peeter Tenjes koos noorte kolleegide Antti Tamme ja Elmo Tempeliga Andromeeda galaktika üksikasjalikku mudelit.
Andromeeda kokkupõrked
Veel tuleks puudutada Eesti päritolu USA astronoomide vähemalt kaudset seost Andromeedaga. Vennad Alar ja Jüri Toomre esitasid juba 1970. aastatel numbriliste mudelite põhjal pioneerliku teooria galaktikate evolutsioonist ja liitumisest nende põrkumise tulemusena. Viimastel aastatel on selle ettekujutuse õigsust kinnitatud, eelkõige varase Universumi galaktikate põrgetes. On osutunud, et Linnutee ja Andromeeda galaktika on teineteisele lähenemas ning kauges tulevikus nad ka liituvad tormiliselt üheks suureks galaktikaks. Neid protsesse on hiljem uurinud ja Toomrete uurimusi edasi arendanud veel John Dubinski Kanadast.
Kuid Andromeeda galaktikaga läheb asi veelgi huvitavamaks. Selgub, et naabergalaktika on juba kokkupõrke teinud. 29. jaanuaril 2007 teatas teadusportaal space.com, et Hawaii saarel asuval teleskoobil Keck II on astronoomid vaadelnud Andromeeda galaktika ääreosade ja tähtede spektreid, ning on tulnud järeldusele, et ta on umbes 700 miljonit aastat tagasi põrganud kokku teise galaktikaga. Sellest ka galaktikaketta kuju ebasümmeetrilisus. Samuti võis niisuguse häirituse tõttu tekkida ketta spiraalne struktuur. Eespool oli meil juttu Alar ja Jüri Toomre pioneerlikust galaktikate põrgete numbrilisest modelleerimisest. See põrge kinnitab just samasugust juhtumit Andromeeda galaktikaga.
Maailma parimad teleskoobid nii maa peal kui kosmoses on Andromeedat uurinud kõigis sagedusvahemikes alates raadiolainetest kuni gammakiirguseni ning avastanud meie naabri kohta palju uut. Hubble'i kosmoseteleskoobiga 1991. aastal saadud pilt näitas üllatuseks kaksiktuuma olemasolu meie naabergalaktikal. Kuidas selline kaksiktuum on tekkinud? Võimalik, et Andromeeda on kunagi ammu haaranud endasse ühe oma kääbusnaabritest. Ühena esimestest galaktikatest tehti kindlaks Andromeeda keskel olev ülimassiivne must auk massiga umbes 100 miljonit Päikese massi. Üsna värsked uudised Andromeeda galaktika kohta väidavad, et ta võib olla oluliselt suurem, kui varem on arvatud. Infrapunakosmoseteleskoop Spitzer on näidanud, kui palju on Andromeeda spiraalides tolmu.
Tumeda aine avastamiseks on teoksil vaatlusprojekt MACHO, mille abil otsitakse tumeaine kandjaid Linnutees Andromeeda tähtede kiirgusega toimuva gravitatsiooniläätse efekti kaudu.
Andromeeda galaktikast on saanud paljude uuringute sihtmärk, ennekõike oma läheduse tõttu meile, Maa vaatlejatele. Tema roll täheteaduses on hindamatu.
Andromeda saatus antiikmütoloogias
Andromeda (tõlkes meeste valitsejanna) oli Aethiopia kuninga Kepheuse ja Kassiopeia tütar, seega Aethiopia printsess, kes tuntud ka Aheldatud Neitsina. Kassiopeia uhkustas korduvalt, et tema tütar on ilusam kui merenümfid nereiidid. Nereiidid kaebasid seepeale merejumalale Poseidonile, kes maksis solvangu eest kätte, saates riiki laastama uputuse ning merekoletise Ketose. Oraakli käsul otsustati Andromeda Ketosele ohverdada ja seoti kettidega kalju jalami külge kinni.
Õnnekombel sattus parajal ajal sinna Zeusi poeg Perseus, kes armus neiusse otsekohe. Ta jäi kaldale koletist ootama, ja kui see tuli, lõi tal pea maha. Perseus viis Andromeda tema vanemate juurde ja palus neilt tütre kätt, mida need talle ka rõõmsalt lubasid. Sellega ei olnud aga nõus raugast kuningas Phineus, kellele Andromeda oli juba varem naiseks lubatud. Perseusel tekkis Phineuse ja tema sõpradega tüli ning Perseus näitas neile Medusa pead. Sel oli omadus kiviks muuta kõik, kes seda näevad.
Kangelane Perseus viis Andromeda Tirynsi Argolises, kus sai valitsejaks ja abiellus temaga. Neil sündis kuus poega, keda nimetati perseiidideks, ning tütar. Viimaste järeltulijad valitsesid Argolist, Mükeenet ja Teebat. Perseuse ja Andromeda järglaste hulka kuulus ka Kreeka armastatuim heeros Herakles. Pärast surma tõsteti kangelased tähtkujuna taevasse.
Perseuse ja Andromeda lugu on üks tuntumaid Antiik-Kreeka mütoloogias. See on ärgitanud ka kunstnikke looma Andromedale pühendatud teoseid. Ulmekirjanduses on vanemale lugejale tuttav Ivan Jefremovi romaan "Andromeeda udukogu", mis ilmus eufoorilisel kosmoselendude ajastul 1962.
Taevane Andromeeda on aga jätkuvalt huvipakkuv, sealhulgas ka Eesti astronoomidele. Ja miks ei peaks olemagi, kui ta on kõige kaugem "asi", mida inimsilm Maa peal näha saab, aga ühtlasi ka kõige lähem suur galaktika.
ERIK TAGO (1950) on Tartu Observatooriumi kosmoloogiaosakonna vanemteadur, füüsika-matemaatikakandidaat. Peamised uurimisteemad on galaktikaparved ja Universumi suuremastaabiline struktuur. Avaldanud hulga artikleid Universumi rakulise ehituse kohta. Ta oli ka 1997. aastal maailma ühes mainekamas teadusajakirjas Nature avaldatud samateemalise artikli üks autoreid. Koos kolleegidega on 2007. aasta riikliku teaduspreemia laureaat.
