وقتی شرایط مناسب باشد، می‌توانیم آن را با چشم غیرمسلح مشاهده کنیم، هرچند که تنها به‌صورت لکه‌ای خاکستری دیده می‌شود. این کهکشان دورترین جسم در عالم است که می‌توانیم بدون استفاده از تلسکوپ ببینیم.
تلسکوپ فضایی هابل یک تصویر پانورامای عظیم ۲.۵ گیگاپیکسلی از آندرومدا تهیه کرده است. این کار ۱۰ سال و بیش از ۱۰۰۰ مدار را برای جمع‌آوری تمام تصاویر لازم به خود اختصاص داده است.
اعتبار تصویر: ناسا، اسا، بی. ویلیامز (دانشگاه واشنگتن)
ما در داخل راه شیری گیر افتاده‌ایم و هرگز نمی‌توانیم از آن خارج شویم (البته احتمال بسیار اندکی وجود دارد که در آینده‌ای دور بتوانیم). تلسکوپ قدرتمند گایا از آژانس فضایی اروپا بهترین نمای ما از کهکشان خودمان را از داخل فراهم کرده است، اما حتی این تلسکوپ نیز محدودیت‌هایی دارد.
یکی از دلایل اهمیت رصد آندرومدا (که به M31 نیز شناخته می‌شود) همین موضوع است. مانند راه شیری، M31 نیز یک کهکشان مارپیچی میله‌ای است. با مشاهده جزئیات M31 می‌توانیم درباره کهکشان خودمان اطلاعات بیشتری کسب کنیم. M31 به نوعی نماینده‌ای برای راه شیری است و ابزار اصلی اخترشناسان برای مطالعه این نماینده کهکشانی، تلسکوپ هابل است.
«با استفاده از هابل می‌توانیم جزئیات عظیمی درباره آنچه در مقیاسی کلی در سراسر دیسک کهکشان رخ می‌دهد به دست آوریم. این کار را نمی‌توان با هیچ کهکشان بزرگ دیگری انجام داد.» این گفته بن ویلیامز، محقق اصلی از دانشگاه واشنگتن است.
تصویر تهیه‌شده یک موزاییک است که حداقل ۲.۵ میلیارد پیکسل دارد. این تصویر حدود ۲۰۰ میلیون ستاره را که همگی داغ‌تر از خورشید هستند، تفکیک کرده است. البته این تنها بخشی کوچک از جمعیت ستارگان کهکشان است، زیرا ستارگان کم‌نورتر مانند کوتوله‌های قرمز شناسایی نشده‌اند. تصویر همچنین خوشه‌های ستاره‌ای آبی روشن، کهکشان‌های پس‌زمینه، ستارگان پیش‌زمینه، کهکشان‌های ماهواره‌ای و نوارهای غباری را نشان می‌دهد.
این تصویر بزرگ نتیجه دو برنامه رصدی است: «خزانه پانکروماتیک جنوبی هابل آندرومدا» (PHAST) و «خزانه پانکروماتیک هابل آندرومدا» (PHAT). PHAT حدود یک دهه پیش تصاویر مربوط به این موزاییک را تهیه کرد و اکنون با تلاش هر دو برنامه این تصویر جدید را داریم.
تحقیقات جدید در مجله اخترفیزیک آخرین نتایج از PHAST، شامل این تصویر جدید، را ارائه کرده است. این مقاله با عنوان «PHAST: خزانه پانکروماتیک جنوبی هابل آندرومدا. بخش اول: فوتومتری فرابنفش و نوری بیش از ۹۰ میلیون ستاره در M31» منتشر شده و نویسنده اصلی آن ژوئو چن از دانشگاه واشنگتن در سیاتل است.
آندرومدا نه‌تنها نزدیک‌ترین همسایه ما است، بلکه نزدیک‌ترین کهکشان مارپیچی و بزرگترین کهکشان در گروه محلی نیز به شمار می‌آید. این اطلاعات تنها برای پاسخ به سوالات علمی نیستند، بلکه نشان می‌دهند چرا اخترشناسان می‌توانند این کهکشان را با جزئیات بیشتری مطالعه کنند، از جمله ارزیابی جمعیت ستارگان آن، بدون مشکلاتی که در مطالعه کهکشان‌های دیگر با آن روبه‌رو هستند.
«مطالعات M31 مشکلاتی نظیر تغییرات خط دید، فاصله‌های نامعلوم و اختلاط پس‌زمینه/پیش‌زمینه را دور می‌زنند.» پژوهشگران در مقاله خود می‌نویسند: «علاوه بر این، چنین مطالعاتی می‌توانند در زمینه محیط محلی اطراف، مانند ساختار محیط بین‌ستاره‌ای (ISM)، نرخ تشکیل ستاره‌ها (SFR)، و فلزینگی ستارگان و گازها، و حتی محیط بزرگ‌تر همان‌طور که توسط بررسی باستان‌شناسی پان‌آندرومدا نقشه‌برداری شده است، بررسی شوند.»
«بنابراین، M31 مقایسه‌ای منحصربه‌فرد و جالب با اطلاعات دقیقی که از راه شیری داریم ارائه می‌دهد.»
یکی از یافته‌های اصلی این تلاش رصدی عظیم این است که دیسک جنوبی که تاکنون به‌اندازه دیسک شمالی مورد مطالعه قرار نگرفته بود، به‌طور اساسی متفاوت از همتای شمالی خود است. دیسک جنوبی به نظر می‌رسد بیشتر به‌هم‌ریخته باشد و نشان‌دهنده تأثیر تاریخچه ادغام‌های M31 باشد. حضور M32، یک کهکشان کوتوله از نوع اولیه، به بخشی از این تاریخچه ادغام اشاره می‌کند.
اخترشناسان معتقدند که M32 ممکن است بقایای یک کهکشان باشد که با آندرومدا ادغام شده است. ویژگی‌های این کهکشان با مدل‌های تشکیل کهکشان ما به‌سختی توضیح داده می‌شود. ممکن است این کهکشان هسته باقی‌مانده از یک کهکشان بسیار پرجرم باشد که حدود دو یا سه میلیارد سال پیش توسط آندرومدا جذب شده است.
«آندرومدا یک آشفتگی کامل است. به نظر می‌رسد که رویدادی باعث شده باشد این کهکشان مقدار زیادی ستاره تولید کند و سپس این فرایند به‌کلی متوقف شده باشد.» این گفته دنیل ویس، یکی از نویسندگان پژوهش از دانشگاه کالیفرنیا در برکلی است. «احتمالاً این به دلیل برخورد با کهکشان دیگری در این ناحیه بوده است.»
یکی از شواهد قوی برای این ادغام، جریان عظیم جنوبی است؛ یک جریان از بقایای جزر و مدی که شامل ستارگانی در هاله آندرومدا است و ممکن است بازمانده‌ای از این ادغام کهن باشد. فلزی بودن این ستارگان به‌طور کلی کمتر از ستارگان برآمدگی و دیسک آندرومدا است.
تنها راه درک تاریخچه آندرومدا، بررسی ستارگان آن است. به لطف PHAT و PHAST، اخترشناسان اکنون اطلاعاتی درباره ۲۰۰ میلیون ستاره منفرد دارند. هرچند این مشاهدات به ستارگان پرنورتر از خورشید محدود است، اما تصاویر همچنان از نظر علمی بسیار غنی هستند. این تصاویر به کهکشانی اشاره می‌کنند که در حال گذار است.
«آندرومدا شبیه یک نوع کهکشان در حال گذار است که بین یک مارپیچی ستاره‌ساز و یک کهکشان بیضوی است که تحت سلطه ستارگان سرخ پیر قرار دارد.» ویس اضافه می‌کند: «ما می‌توانیم ببینیم که این کهکشان دارای برآمدگی مرکزی بزرگی از ستارگان قدیمی و یک دیسک ستاره‌ساز است که به‌اندازه مورد انتظار برای جرم کهکشان فعال نیست.»
بن ویلیامز، محقق اصلی PHAST، افزود: «این نگاه دقیق به ستارگان تفکیک‌شده به ما کمک می‌کند تا تاریخچه ادغام‌ها و تعاملات کهکشان را بازسازی کنیم.»
PHAST و PHAT منابع غنی برای اخترشناسان در مطالعه آندرومدا و به تبع آن، مارپیچی‌های میله‌ای دیگر از جمله راه شیری هستند. بااین‌حال، به‌زودی اخترشناسان نمای بهتری از آندرومدا خواهند داشت.
اگر همه‌چیز خوب پیش برود، ناسا به‌زودی تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن را پرتاب خواهد کرد. این تلسکوپ مادون قرمز با میدان دید گسترده، هرچند آینه‌ای هم‌اندازه دارد، می‌تواند در یک نوردهی معادل ۱۰۰ تصویر با وضوح بالای هابل یا بیشتر را ثبت کند. این تلسکوپ به اخترشناسان کمک خواهد کرد تا جریان عظیم جنوبی را با جزئیات بررسی کنند و سرنخ‌های حیاتی از تاریخچه آندرومدا ارائه دهد.
