Галактика Сомбреро ( также известная как Объект Мессье 104 , M104 или NGC 4594 ) — своеобразная галактика неясной классификации [5] в границах созвездий Девы и Ворона , находящаяся на расстоянии около 9,55 мегапарсеков (31,1 миллиона световых лет ) [2] от галактика Млечный Путь. Она является членом группы Девы II , серии галактик и скоплений галактик, вытянувшихся от южного края сверхскопления Девы . [6] Его изофотальный диаметр составляет примерно от 29,09 до 32,32 килопарсека (от 94 900 до 105 000 световых лет ), [1] что делает его немного больше по размеру, чем Млечный Путь .
У нее яркое ядро, необычно большая центральная выпуклость и заметная пылевая полоса на внешнем диске, которая видна почти с ребра. Темная пыльная полоса и выпуклость придают ей вид шляпы- сомбреро (отсюда и название). Астрономы первоначально думали, что гало маленькое и легкое, что указывает на спиральную галактику; но космический телескоп «Спитцер» обнаружил, что пылевое кольцо было больше и массивнее, чем считалось ранее, что указывает на гигантскую эллиптическую галактику . [7]
Галактика имеет видимую звездную величину +8,0 [8] , что позволяет легко увидеть ее в любительские телескопы, и некоторые авторы считают ее галактикой с самой высокой абсолютной звездной величиной в радиусе 10 мегапарсеков Млечного Пути. [4] Ее большая выпуклость, центральная сверхмассивная черная дыра и пылевая полоса привлекают внимание профессиональных астрономов.
Галактика Сомбреро [8] была открыта 11 мая 1781 года Пьером Мешеном , который описал объект в письме Дж. Бернулли в мае 1783 года, которое позже было опубликовано в Berliner Astronomisches Jahrbuch . [9] [10] Шарль Мессье сделал рукописную заметку об этом и пяти других объектах (теперь все вместе признанных как M104 – M109) в своем личном списке объектов, теперь известном как Каталог Мессье , но он не был включен «официально». до 1921 года. [10] Уильям Гершель независимо обнаружил объект в 1784 году и дополнительно отметил наличие «темного слоя» в диске галактики, того, что сейчас называют пылевой полосой. [9] [10] Позже астрономы смогли соединить наблюдения Мешена и Гершеля. [10]
В 1921 году Камилла Фламмарион нашла личный список объектов Мессье, включая рукописные заметки о галактике Сомбреро. Его отождествили с объектом 4594 в Новом общем каталоге , и Фламмарион заявил, что его следует включить в Каталог Мессье. С этого времени галактика Сомбреро известна как M104 . [10]
.jpg/1280px-Sombrero_Galaxy_in_infrared_(Ssc2005-11a3).jpg)
Как отмечалось выше, самой поразительной особенностью этой галактики является пылевая полоса , пересекающая перед балджем галактики. Эта пылевая полоса на самом деле представляет собой симметричное кольцо, окружающее выпуклость галактики. [11] Большая часть холодного атомарного газообразного водорода [12] и пыли [11] находится внутри этого кольца. Кольцо может также содержать большую часть холодного молекулярного газа галактики Сомбреро, [11] , хотя это вывод, основанный на наблюдениях с низким разрешением и слабых обнаружениях. [13] [14] Необходимы дополнительные наблюдения, чтобы подтвердить, что молекулярный газ галактики Сомбреро ограничен кольцом. По данным инфракрасной спектроскопии , пылевое кольцо является основным местом звездообразования в этой галактике. [11]
Ядро галактики Сомбреро классифицируется как область ядерных эмиссионных линий с низкой ионизацией (LINER). [15] Это области ядра, где присутствует ионизированный газ, но ионы ионизованы лишь слабо (т.е. атомам не хватает относительно небольшого количества электронов). Источник энергии для ионизации газа в ЛАЙНЕРАХ широко обсуждается. Некоторые ядра LINER могут питаться горячими молодыми звездами, обнаруженными в областях звездообразования , тогда как другие ядра LINER могут питаться активными ядрами галактик (высокоэнергетические области, содержащие сверхмассивные черные дыры ). Наблюдения инфракрасной спектроскопии показали, что ядро галактики Сомбреро, вероятно, лишено какой-либо значительной активности звездообразования. Однако в ядре была обнаружена сверхмассивная черная дыра (как обсуждается в подразделе ниже), поэтому это активное ядро галактики, вероятно, является источником энергии, который слабо ионизирует газ в галактике Сомбреро. [11]
В 1990-х годах исследовательская группа под руководством Джона Корменди продемонстрировала, что в галактике Сомбреро присутствует сверхмассивная черная дыра . [16] Используя данные спектроскопии , полученные как CFHT , так и космическим телескопом Хаббла , группа показала, что скорость вращения звезд в центре галактики не может поддерживаться, если масса не в 1 миллиард раз превышает массу Солнца , 10 9 M ☉ присутствует в центре. [16] Это одна из самых массивных черных дыр, измеренных в любой близлежащей галактике, и ближайшая к Земле черная дыра с массой в миллиард солнечных.
В радио- и рентгеновском диапазоне ядро является сильным источником синхротронного излучения . [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] Синхротронное излучение возникает, когда высокоскоростные электроны колеблются, когда они проходят через области с сильными магнитными полями . Это излучение весьма характерно для активных ядер галактик . Хотя радиосинхротронное излучение некоторых активных ядер галактик может меняться со временем, светимость радиоизлучения Галактики Сомбреро меняется всего на 10–20%. [17]
В 2006 году две группы опубликовали измерения терагерцового излучения ядра галактики Сомбреро на длине волны850 мкм . [11] [23] Было обнаружено, что это терагерцовое излучение не возникает в результате теплового излучения пыли (которое обычно наблюдается в инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах волн), синхротронного излучения (которое обычно наблюдается в радиодиапазоне ), тормозного излучения горячего газа ( который редко наблюдается на миллиметровых волнах) или молекулярный газ (который обычно создает субмиллиметровые спектральные линии). [11] Источник терагерцового излучения остается неидентифицированным.
Галактика Сомбреро имеет относительно большое количество шаровых скоплений , наблюдательные исследования которых дали оценки численности населения в диапазоне от 1200 до 2000. [24] [25] [26] Отношение шаровых скоплений к общей светимости галактики велико по сравнению с Млечным Путем и подобными галактиками с небольшими балджами, но сравнимо с другими галактиками с большими балджами. Эти результаты часто использовались для демонстрации того, что количество шаровых скоплений галактики, как полагают, связано с размером ее балджа. Поверхностная плотность шаровых скоплений обычно соответствует световому профилю балджа, за исключением вблизи центра галактики. [24] [26] [27]
Для измерения расстояния до галактики Сомбреро использовались как минимум два метода.
Первый метод основан на сравнении измеренных потоков планетарных туманностей галактики с известной светимостью планетарных туманностей Млечного Пути . Этот метод дал расстояние до галактики Сомбреро как 29 ± 2 Mly (8890 ± 610 кпк ). [28]
Второй метод — это метод флуктуаций поверхностной яркости , который использует зернистый вид выпуклости галактики для оценки расстояния до нее. Выпуклости близлежащих галактик кажутся очень зернистыми, тогда как более отдаленные выпуклости кажутся гладкими. Ранние измерения с использованием этого метода дали расстояния 30,6 ± 1,3 Mly (9380 ± 400 кпк). [29] Позже, после некоторого усовершенствования методики, было измерено расстояние 32 ± 3 Mly (9810 ± 920 кпк). [30] В 2003 году это значение было еще более уточнено до 29,6 ± 2,5 Mly (9080 ± 770 кпк). [31]
Среднее расстояние, измеренное этими двумя методами, составляет 29,3 ± 1,6 млн лет (8980 ± 490 кпк). [а]
Абсолютная звездная величина галактики (синего цвета) оценивается как -21,9 при 30,6 Mly (9400 кпк) (-21,8 на среднем расстоянии, указанном выше), что, как указано выше, делает ее самой яркой галактикой в радиусе 32,6 Mly ( 10 000 кпк) вокруг Млечного Пути. [4]
В отчете 2016 года космический телескоп Хаббла использовался для измерения расстояния до M104 на основе метода вершины ветки красного гиганта , что дало 9,55 ± 0,13 ± 0,31 Мпк . [2]
Галактика Сомбреро находится внутри сложного нитевидного облака галактик, простирающегося к югу от скопления Девы . [32] Однако неясно, является ли она частью формальной группы галактик . Иерархические методы идентификации групп, определяющие членство в группе на основе рассмотрения принадлежности отдельных галактик к более крупной совокупности галактик, обычно дают результаты, показывающие, что галактика Сомбреро является частью группы, включающей NGC 4487, NGC 4504, NGC 4802, UGCA 289, и, возможно, несколько других галактик. [32] [33] [34] Однако результаты, основанные на методе перколяции (т.е. методе «друзей друзей»), который связывает отдельные галактики вместе для определения принадлежности к группе, указывают на то, что либо галактика Сомбреро не находится в группой [35] или что она может быть лишь частью пары галактик с UGCA 287. [34]
Кроме того, M104 также сопровождает открытая в 2009 году сверхкомпактная карликовая галактика с абсолютной величиной −12,3, эффективным радиусом всего 47,9 световых лет (3,03 миллиона астрономических единиц ) и массой 3,3×10 7 M. ☉ [36]
_(cropped).jpg/1280px-Sombrero_Galaxy_(also_known_as_Messier_Object_104,_M104_or_NGC_4594)_(cropped).jpg)
Галактика Сомбреро находится в 11,5° к западу от Спики [10] и в 5,5° к северо-востоку от Эта Корви . [37] Хотя его можно увидеть в бинокль 7×35 или в 4-дюймовый (100 мм) любительский телескоп, [37] для того, чтобы отличить выпуклость от диска, необходим 8-дюймовый (200 мм) телескоп, [10] и 10- или 12-дюймовый (250 или 300 мм) телескоп, чтобы увидеть темную полосу пыли. [10]
