Andromeda har en D25-isofotdiameter på omkring 46,56 kiloparsec (152.000 lysår) og befinder sig cirka 765 kpc (2,5 millioner lysår) fra Jorden. Det er tæt nok, kosmisk set, til at en persisk astronom kunne registrere den med det blotte øje århundreder før teleskoper eksisterede — og fjernt nok til, at det tog et århundrede med astronomiens bedste instrumenter at fastslå den præcise afstand.
Andromeda er den nærmeste store galakse til Mælkevejen, og den ligger ikke stille. Den mindsker afstanden mellem os, og længe efter alle, der læser dette, er borte, vil de to galakser smelte sammen til én.
En sky registreret for tusind år siden
Omkring år 964 e.Kr. beskrev den persiske astronom Abd al-Rahman al-Sufi Andromedagalaksen i sin Bog om de faste stjerner som en "tåget plet" eller "lille sky". Det var den første historiske omtale af Andromedagalaksen og den ældst kendte omtale af en anden galakse end Mælkevejen — nedskrevet af nogen, der ikke havde nogen mulighed for at vide, at det overhovedet var en galakse, endsige en, der lå over to millioner lysår væk.
I næsten tusind år efter al-Sufi kunne ingen sige, hvad den plet egentlig var. Var det en nærliggende gassky inde i Mælkevejen, eller noget helt andet, der lå umuligt langt uden for den? At besvare det spørgsmål blev til et af det 20. århundredes store astronomiske stridsspørgsmål.
En debat der splittede amerikansk astronomi
Ideen om, at der fandtes galakser uden for Mælkevejen, var så kontroversiel i begyndelsen af det 20. århundrede, at den førte til den såkaldte "Shapley-Curtis-debat", hvor astronomerne Harlow Shapley og Heber Doust Curtis debatterede "tågernes" natur og Mælkevejens størrelse ved National Academy of Sciences den 26. april 1920. Shapley mente, at Mælkevejen udgjorde hele universet; Curtis argumenterede for, at tågede pletter som Andromeda var separate "øunivers" helt uden for den.
Curtis havde beviser, om end ufuldkomne. I 1917 observerede han en nova i Andromeda. Efter at have gennemgået de fotografiske optegnelser blev yderligere 11 novaer opdaget, og Curtis bemærkede, at disse novaer i gennemsnit var 10 størrelsesklasser svagere end dem, der forekom andre steder på himlen. Ud fra det kunne han nå frem til et afstandsestimat på 500.000 lysår (32 milliarder AU) — en enorm afstand for sin tid, selvom det senere skulle vise sig at være under en fjerdedel af den reelle værdi.
Teleskopet der afgjorde sagen
Shapley-Curtis-debatten krævede et større teleskop for at blive afgjort, og det fik den. Edwin Hubbles observationer, foretaget i 1924 med det nyligt færdiggjorte 100-tommer Hooker-teleskop, beviste endegyldigt, at disse tåger var alt for fjerne til at være en del af Mælkevejen og faktisk var hele galakser uden for Mælkevejen. Curtis havde haft ret angående "øunivers"; han manglede blot instrumentet til at bevise det endegyldigt.
Hubbles metode byggede på cepheide-variable stjerner, hvis lysstyrke pulserer i et rytme, der er direkte knyttet til deres sande lysstyrke, hvilket lader astronomer beregne, hvor langt væk de må ligge for at fremstå så svage, som de gør. Det var et gennembrud — men ikke det sidste ord om Andromedas afstand, fordi selve metoden stadig havde en skjult fejl.
Hvorfor afstanden blev ved med at fordobles
Den estimerede afstand fra Andromedagalaksen til vores egen blev fordoblet i 1953, da man opdagede, at der findes en anden, svagere type cepheide-variabel stjerne. Astronomerne havde blandet to forskellige typer cepheider sammen med forskellige lysstyrkeregler, hvilket betød, at enhver afstand beregnet ud fra dem, inklusive Hubbles, havde været cirka en faktor to for lille. Andromeda havde ikke flyttet sig — det var linealen, man målte med, der blev rekalibreret.
Senere teknikker konvergerede mod det moderne tal fra helt forskellige retninger. En cepheide-variabel-metode fra 2004 estimerede afstanden til 2,51 ± 0,13 millioner lysår (770 ± 40 kpc). Derefter blev der i 2005 opdaget en formørkelsesvariabel dobbeltstjerne i Andromedagalaksen. Stjernerne ligger i en afstand af 2,52 ± 0,14 millioner lysår (159,4 ± 8,9 milliarder AU), og hele Andromedagalaksen befinder sig på omkring 2,5 millioner lysår (160 milliarder AU). To uafhængige metoder, pulserende stjerner og formørkelsesdobbeltstjerner, landede på næsten samme tal — en tæt overensstemmelse på tværs af en kløft på 2,5 millioner lysår.
En bjælke skjult i klart syn
I årtier beskrev astronomerne Andromeda som en simpel spiral, meget lig lærebogsillustrationer af Mælkevejen. Infrarøde data fra 2MASS-undersøgelsen og rumteleskopet Spitzer viste, at Andromeda faktisk er en stavspiralgalakse, ligesom Mælkevejen, hvor Andromedas bjælkes hovedakse er orienteret 55 grader mod uret i forhold til skivens hovedakse. Synligt lys havde skjult bjælken bag støv og skivens skær; kun infrarøde instrumenter, der ser gennem det tilslørende støv, afslørede strukturen nedenunder.
En delt kerne med et sort hul indeni
Zoom ind på Andromedas centrum, og strukturen bliver endnu mærkeligere. Kernen består af to koncentrationer adskilt af 1,5 pc (4,9 lysår). Den svageste koncentration, P2, ligger i galaksens sande centrum og indeholder en indlejret stjernehob kaldet P3, der indeholder mange UV-lyse A-stjerner samt det supermassive sorte hul kaldet M31*. I stedet for én lys kerne ser Andromedas centrum ud til at have to, og den svageste af de to er den, der reelt markerer galaksens tyngdepunkt og huser dens centrale sorte hul.
.jpg){kind=link}
Millioner af stjerner samlet i én hob
Andromedas yderområder rummer deres egne rekorder. Der er cirka 460 kuglehobe tilknyttet Andromedagalaksen. Den mest massive af disse hobe, identificeret som Mayall II og kaldet Globular One, har en større lysstyrke end nogen anden kendt kuglehob i den Lokale Gruppe af galakser. Den indeholder flere millioner stjerner og er cirka dobbelt så lysstærk som Omega Centauri, den mest lysstærke kendte kuglehob i Mælkevejen. En hob, der er mere lysstærk end noget, Mælkevejen selv kan byde på, og som ligger stille i Andromedas halo, er let at overse ved siden af galaksens mere berømte træk.
Små følgesvende med meget forskellige skæbner
Ligesom Mælkevejen har Andromedagalaksen mindre satellitgalakser, med over 20 kendte dværggalakser. De bedst kendte og lettest observerbare satellitgalakser er M32 og M110. Begge kan ses med kikkert ved siden af Andromeda selv, men de fortæller meget forskellige historier om, hvad der sker med en lille galakse, der kommer for tæt på en stor.
M32 kan engang have været en større galakse, der fik sin stjerneskive fjernet af M31 og gennemgik en kraftig stigning i stjernedannelse i kerneområdet, som fortsatte helt frem til relativt nylig tid. Dens nabo gik en anden skæbne i møde: i modsætning til M32 mangler Messier 110 tegn på et supermassivt sort hul i sit centrum. Én satellit blev afklædt til et kompakt levn præget af stjernedannelse; den anden viser ingen tegn på den type centrale sorte hul, som både Andromeda og M32 besidder.
.jpg){kind=link}
Gruppen som Hubble opkaldte
Andromeda og Mælkevejen er ikke isoleret fra hinanden eller fra et bredere nabolag. Begrebet "Den Lokale Gruppe" blev introduceret af Edwin Hubble i kapitel VI af hans bog fra 1936, The Realm of the Nebulae. Her beskrev han den som "en typisk lille gruppe af tåger, der er isoleret i det generelle felt" og opførte dens medlemmer i faldende rækkefølge efter lysstyrke som M31, Mælkevejen, M33, Store Magellanske Sky, Lille Magellanske Sky, M32, NGC 205, NGC 6822, NGC 185, IC 1613 og NGC 147. Den samme astronom, der beviste, at Andromeda var en separat galakse, gav også navn til den lille galaksehob, den tilhører, med Andromeda selv i toppen af sin egen lysstyrkerangering.
På kollisionskurs
At være naboer i den samme lille gruppe har en konsekvens: tyngdekraften trækker Andromeda og Mælkevejen mod hinanden. Andromeda-Mælkevejen-kollisionen er en galaktisk kollision, der kan finde sted om cirka 4,5 milliarder år mellem de to største galakser i den Lokale Gruppe. Andromedagalaksen nærmer sig Mælkevejen med omkring 110 kilometer i sekundet (68,4 mi/s), som angivet af blåforskydning — noget sjældent blandt fjerne galakser, hvoraf de fleste er rødforskudte, efterhånden som universet udvider sig væk fra os.
Den tilnærmelse lyder alarmerende, men kollisionen vil ikke ligne et bilsammenstød. Selvom Andromedagalaksen indeholder omkring 1 billion (10^12) stjerner og Mælkevejen omkring 300 milliarder (3×10^11), er chancen for, at bare to stjerner kolliderer, forsvindende lille på grund af de enorme afstande mellem stjernerne. Billioner af stjerner vil passere gennem hinandens territorium med næsten intet, der reelt rører hinanden, fordi selv en tætpakket galakse, stjerne for stjerne, for det meste er tomt rum.
Den ene dramatiske undtagelse involverer de sorte huller i hver galakses centrum, herunder Andromedas eget M31*. Gas, der opsuges af det sammensmeltede sorte hul, kunne skabe en lysstærk kvasar eller en aktiv galaksekerne, der frigiver lige så meget energi som 100 millioner supernovaeksplosioner. Alt andet ved sammensmeltningen vil være en stille, millioner af år lang drift af stjerner, der glider forbi hinanden; de sorte huller er, hvor det virkelige fyrværkeri finder sted.