stringtranslate.com

Водоворот галактики

Галактика Водоворот , также известная как Мессье 51a ( M51a ) или NGC 5194 , представляет собой взаимодействующую спиральную галактику грандиозного дизайна с активным галактическим ядром сейфертовской группы 2 . [6] [7] [8] Она находится в созвездии Венецианских Псов и была первой галактикой, классифицированной как спиральная галактика. [9] Расстояние до нее составляет 32 миллиона световых лет , а диаметр — 109 000 световых лет (33 280 пк). [2] [10]

Галактику и ее компаньона NGC 5195 [ 11] легко наблюдать астрономам-любителям , а обе галактики можно увидеть в бинокль . [12] Галактика Водоворот широко наблюдалась профессиональными астрономами, которые изучали ее и ее пару с NGC 5195, чтобы понять структуру галактики (особенно структуру, связанную со спиральными рукавами ) и взаимодействия галактик. Ее пара с NGC 5195 входит в число самых известных и относительно тесно взаимодействующих систем и поэтому является излюбленным объектом моделей взаимодействия галактик.

Открытие

Эскиз M51, сделанный лордом Россом в 1845 году.

То, что позже стало известно как Галактика Водоворот, было открыто 13 октября 1773 года Шарлем Мессье во время охоты за объектами, которые могли сбить с толку охотников за кометами, и было обозначено в каталоге Мессье как M51. [ 13] Уильям Парсонс, 3-й граф Росс , используя 72-дюймовый (1,8 м) телескоп-рефлектор в замке Бирр , Ирландия, обнаружил, что Водоворот обладает спиральной структурой , первой «туманностью», которая, как известно, имела такую ​​структуру. [14] Эти « спиральные туманности » не считались галактиками до тех пор, пока Эдвин Хаббл не смог наблюдать переменные цефеид в некоторых из этих спиральных туманностей, что предоставило доказательства того, что они находились так далеко, что, должно быть, это совершенно отдельные галактики. [15]

Появление радиоастрономии и последующие радиоизображения M51 однозначно продемонстрировали, что Водоворот и его галактика-компаньон действительно взаимодействуют. Иногда обозначение M51 используется для обозначения пары галактик, и в этом случае отдельные галактики могут называться M51a (NGC 5194) и M51b (NGC 5195).

Внешний вид

Изображение галактики Водоворот в видимом свете (слева) и инфракрасном свете (справа)

Глубоко в созвездии Гончих Псов M51 часто можно найти, найдя самую восточную звезду Большого Ковша , Алькаиду , и пройдя на 3,5° к юго-западу. Его склонение составляет +47°, что делает его циркумполярным (никогда не заходящим) для наблюдателей выше 43-й параллели северной широты ; [а] он достигает большой высоты во всем этом полушарии, что делает его доступным объектом с ранних часов ноября до конца мая, после чего наблюдения в умеренных широтах более совпадают с восходящим солнцем (из-за того, что Солнце приближается к и удаляющийся от своего прямого восхождения , в частности фигурирующий в Близнецах , чуть севернее).

M51 видна в бинокль в условиях темного неба, и ее можно детально рассмотреть с помощью современных любительских телескопов. [12] При взгляде в 100-мм телескоп видны основные очертания M51 (размеры ограничены 5×6 футов) и ее спутника. Под темным небом и при умеренном окуляре 150-мм телескопа можно обнаружить внутреннюю спиральную структуру M51. С помощью инструментов большего размера (> 300 мм) в условиях темного неба видны различные спиральные полосы с видимыми областями HII , и можно увидеть, что M51 прикреплен к M51B .

Как это обычно бывает с галактиками, истинный размер ее структуры можно определить только при рассмотрении фотографий; На длительной выдержке видна большая туманность, выходящая за рамки видимой круглой формы. В 1984 году благодаря высокоскоростному детектору — так называемой системе подсчета изображений-фотонов (IPCS), — разработанной совместно CNRS Laboratoire d’Astronomie Spatiald (LAS-CNRS) и самим ядром галактики Водоворот. [16] [ нужна полная цитата ]

В январе 2005 года в рамках проекта «Наследие Хаббла» было построено составное изображение M51 размером 11 477 × 7 965 пикселей (показанное в информационном окне выше) с использованием инструмента ACS Хаббла . На изображении выделены спиральные рукава галактики и показаны детали некоторых структур внутри рукавов. [17]

Галактика Водоворот – наблюдается при различном освещении
а) 0,4; 0,7 мкм – б) сине-зеленый; ИК-красный – в) 3,6; 4,5; 8 мкм – г) 24 мкм

Характеристики

Галактика Водоворот находится на расстоянии около 31 миллиона световых лет от Земли. [18] Согласно измерениям Третьего справочного каталога ярких галактик 1991 года с использованием изофоты D 25 в B-диапазоне, галактика Водоворот имеет диаметр 23,58 килопарсека (76 900 световых лет ). [2] [5] В целом размер галактики составляет около 88% размера Млечного Пути . [19] [20] [21] Его масса оценивается в 160 миллиардов солнечных масс, [22] или около 10,3% массы Галактики Млечный Путь.

В центре спирали существует черная дыра , которую когда-то считали окруженной кольцом пыли, а теперь считают, что она частично закрыта пылью. Пара конусов ионизации простирается от активного ядра галактики. [23]

Спиральная структура

Галактика Водоворот имеет два очень заметных спиральных рукава, которые закручиваются по часовой стрелке. Одна рука значительно отклоняется от постоянного угла. [24] Выраженная спиральная структура галактики Водоворот, как полагают, является результатом тесного взаимодействия между ней и ее галактикой-компаньоном NGC 5195 , которая могла пройти через главный диск M51 около 500–600 миллионов лет назад. В этом предлагаемом сценарии NGC 5195 прошла из-за M51 через диск к наблюдателю и совершила еще одно пересечение диска совсем недавно, 50–100 миллионов лет назад, пока не оказалась там, где мы наблюдаем ее сейчас, немного позади M51. [25]

Приливные особенности

В результате взаимодействия галактики Водоворот с NGC 5195 возникли разнообразные приливные особенности. Самая большая из этих особенностей — так называемый Северо-западный шлейф, простирающийся на 43 килопарсека (140 000 световых лет ) от центра галактики. Этот шлейф однороден по цвету и, вероятно, возник из самой галактики Водоворот из-за наличия диффузного газа. Рядом с ним находятся два других шлейфа, которые имеют немного более синий цвет и из-за своего местоположения называются западными шлейфами. [26]


В 2015 году исследование обнаружило две новые приливные особенности, вызванные взаимодействием галактики Водоворот и NGC 5195: «Северо-восточный шлейф» и «Южный шлейф». В исследовании отмечается, что моделирование, учитывающее только один проход NGC 5195 в галактику Водоворот, не сможет создать аналог северо-восточного хвоста. [26] Напротив, моделирование нескольких проходов, выполненное Сало и Лаурикайненом и др., воспроизводит северо-восточный шлейф. [25] [26]

Звездообразование

Центральная область M51, по-видимому, переживает период усиленного звездообразования. Современная эффективность звездообразования, определяемая как отношение массы новых звезд к массе звездообразующего газа, составляет всего ~1%, что вполне сопоставимо с глобальным значением для Млечного Пути и других галактик. По оценкам, нынешняя высокая скорость звездообразования может продлиться не более 100 миллионов лет или около того. [27] Точно так же в спиральных рукавах наблюдается высокий уровень звездообразования, а также в пространстве вдоль рукавов. [28]

Переходные события

В галактике Водоворот наблюдались три сверхновые : [29]

В 1994 году SN 1994I наблюдалась в галактике Водоворот. Она была отнесена к типу Ic , что указывает на то, что ее звезда-прародитель была очень массивной и уже потеряла большую часть своей массы, а ее яркость достигла пика видимой звездной величины 12,91. [30]

В июне 2005 года в галактике Водоворот наблюдалась сверхновая II типа SN 2005cs с максимальной видимой звездной величиной 14. [31] [32]

31 мая 2011 года в галактике Водоворот была обнаружена сверхновая типа II с максимальной звездной величиной 12,1. [33] Эта сверхновая, получившая обозначение SN 2011dh , имела спектр, намного более синий, чем средний, с профилями P Лебедя , которые указывают на быстро расширяющееся вещество, в ее линиях водорода-Бальмера . [34] Прародителем, вероятно, был желтый сверхгигант [35] , а не красный или синий сверхгигант , которые считаются наиболее распространенными предшественниками сверхновых.

22 января 2019 года в Мессье 51 была обнаружена самозванка сверхновой , получившая обозначение AT2019abn. Позже транзиент был идентифицирован как светящаяся красная новая . Звезда-прародитель была обнаружена на архивных инфракрасных изображениях космического телескопа Спитцер . На архивных изображениях Хаббла в месте переходного процесса не было видно ни одного объекта , что указывает на то, что звезда-прародитель была сильно закрыта межзвездной пылью . В 2019 году abn достигла максимальной звездной величины 17, а собственная яркость достигла 0,000 . [36]

Кандидат на планету

В сентябре 2020 года было объявлено об обнаружении рентгеновской обсерваторией Чандра [37] кандидатной экзопланеты под названием M51-ULS-1b , вращающейся вокруг массивной рентгеновской двойной системы M51-ULS-1 в этой галактике. Если это подтвердится, это будет первый известный случай существования внегалактической планеты , планеты за пределами Галактики Млечный Путь . Кандидат в планету был обнаружен по затмениям источника рентгеновского излучения (XRS), который состоит из остатка звезды (либо нейтронной звезды , либо черной дыры ) и массивной звезды, вероятно, сверхгиганта B-типа . Планета была бы немного меньше Сатурна и находилась бы на расстоянии нескольких десятков астрономических единиц . [38] [39]

Компаньон

NGC 5195 (также известная как Мессье 51b или M51b) — карликовая галактика, взаимодействующая с галактикой Водоворот (также известной как M51a или NGC 5194). Обе галактики расположены примерно в 31 миллионе световых лет от нас в созвездии Гончих Псов. Вместе эти две галактики представляют собой одну из наиболее широко изученных пар взаимодействующих галактик.

Информация о группе галактик

Галактика Водоворот — самая яркая галактика в Группе M51 , небольшой группе галактик , в которую также входят M63 ( Галактика Подсолнух ), NGC 5023 и NGC 5229 . [40] [41] [42] [43] Эта небольшая группа на самом деле может быть подскоплением на юго-восточном конце большой вытянутой группы, которая включает в себя группу M101 и группу NGC 5866 , хотя большинство методов идентификации групп и каталогов идентифицируют три группы как отдельные субъекты. [44]

Галерея

Смотрите также

Примечания

  1. ^ 47 из 90 градусов к северу от небесного экватора . Таким образом, его свет излучается так далеко на юг, с хорошей минимальной кумуляцией в 15° над горизонтом, один раз в день, на 28-й параллели южной широты .

Рекомендации

  1. ^ Дрейер, JLE (1988). Синнотт, Р.В. (ред.). Полный новый общий каталог и указательный каталог туманностей и звездных скоплений . Издательская корпорация Sky / Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-933346-51-2.
  2. ^ abcdefghijklmnopqrst «Внегалактическая база данных НАСА/IPAC». Результаты для NGC 5194 . Проверено 6 декабря 2006 г.
  3. ^ «Мессье 51 (Галактика Водоворот)» . 6 октября 2017 г.
  4. ^ "М51". SEDS.org.
  5. ^ аб Де Вокулёр, Жерар; Де Вокулёр, Антуанетта; Корвин, Герольд Г.; Бута, Рональд Дж.; Патюрель, Жорж; Фуке, Паскаль (1991). Третий справочный каталог ярких галактик . Бибкод : 1991rc3..книга.....Д.
  6. ^ аб Элмегрин, DM ; Элмегрин, Б.Г. (1987). «Классификации рукавов спиральных галактик». Астрофизический журнал . 314 : 3–9. Бибкод : 1987ApJ...314....3E. дои : 10.1086/165034.
  7. ^ Арп, Х. (1966). «Атлас пекулярных галактик». Приложение к астрофизическому журналу . 14 : 1. Бибкод : 1966ApJS...14....1A. дои : 10.1086/190147.
  8. ^ Мацусита, Сатоки; Мюллер, Себастьян; Лим, Джереми (9 апреля 2007 г.). «Молекулярный газ с струйными возмущениями вблизи сейфертовского ядра 2 в M51». Астрономия и астрофизика . 468 (Специальный выпуск писем A&A): L49–L52. arXiv : 0704.0947 . Бибкод : 2007A&A...468L..49M. дои : 10.1051/0004-6361:20067039. S2CID  15471799.
  9. ^ «Водоворот галактики: Первая спиральная галактика». Вселенная для фактов . Проверено 21 декабря 2014 г.
  10. ^ Гарнер, Роб (06 октября 2017 г.). «Мессье 51 (Галактика Водоворот)». НАСА . Проверено 20 января 2021 г.
  11. ^ "М 51". 10 октября 2016 г.
  12. ^ аб Немирофф, Р.; Боннелл, Дж., ред. (24 февраля 2013 г.). «M51: Галактика Водоворот». Астрономическая картина дня . НАСА . Проверено 11 октября 2018 г.
  13. ^ Мессье, Шарль (1781). « Каталог туманностей и любителей звезд ». Connaissance des Temps [1784] . С. 227–267 [246].
  14. ↑ Росс раскрыл спиральную структуру галактики Водоворот (M51) на собрании Британской ассоциации содействия развитию науки в 1845 году. Иллюстрация Россе к M51 была воспроизведена в книге Дж. П. Никола 1846 года.
    • Росс, граф (1846 г.). «На туманности 25 Гершеля, или 61 [следует читать: 51] каталога Мессье». Отчет пятнадцатого собрания Британской ассоциации содействия развитию науки; Состоялось в Кембридже в июне 1845 г. § Уведомления и рефераты различных сообщений секциям . Отчет ... Заседания Британской ассоциации содействия развитию науки (1833 г.): 4.
    • Никол, Джон Прингл (1846). Мысли о некоторых важных моментах, касающихся системы мира. Эдинбург, Шотландия: Уильям Тейт. п. 23.Иллюстрация галактики Водоворот, сделанная Россом, появляется на пластине, которая непосредственно предшествует стр. 23.
  15. ^ Хаббл, EP (1929). «Спиральная туманность как звездная система Мессье 31». Астрофизический журнал . 69 : 103–158. Бибкод : 1929ApJ....69..103H. дои : 10.1086/143167 .
  16. ^ Хуа; и другие. (1987). Астрофизические письма и сообщения . 25 : 187–204. ОСЛК  60627567. {{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
  17. ^ «Из этого водоворота: галактика Водоворот (M51) и галактика-компаньон». Центр новостей . Сайт Хаббла . 25 апреля 2005 года . Проверено 7 августа 2006 г.
  18. ^ «Каталог Мессье Хаббла - Мессье 51 (Галактика Водоворот)» . НАСА. 17 октября 2017 года . Проверено 6 сентября 2021 г.
  19. ^ Гудвин, SP; Гриббин, Дж.; Хендри, Массачусетс (22 апреля 1997 г.). «Млечный Путь — это всего лишь средняя спираль». arXiv : astro-ph/9704216 .
  20. ^ Гудвин, SP; Гриббин, Дж.; Хендри, Массачусетс (август 1998 г.). «Относительный размер Млечного Пути». Обсерватория . 118 : 201–208. Бибкод : 1998Obs...118..201G.
  21. ^ Кастро-Родригес, Н.; Лопес-Корредойра, М.; Санчес-Сааведра, ML; Баттанер, Э. (2002). «Искажения и корреляции с внутренними параметрами галактик в видимом и радиодиапазоне». Астрономия и астрофизика . 391 (2): 519–530. arXiv : astro-ph/0205553 . Бибкод : 2002A&A...391..519C. дои : 10.1051/0004-6361:20020895. S2CID  17813024.
  22. ^ "Галактика Водоворот". Космическая обсерватория Гершеля . Кардиффский университет. 19 июня 2009 года. Архивировано из оригинала 10 января 2019 года . Проверено 11 октября 2018 г.
  23. ^ «Космический телескоп НАСА Хаббл обнаружил темный «x» в ядре M51» . Центр новостей . Сайт Хаббла. 8 июня 1992 года . Проверено 7 августа 2006 г.
  24. ^ Хониг, З.Н.; Рид, MJ (февраль 2015 г.). «Характеристики спиральных рукавов в галактиках позднего типа». Астрофизический журнал . 800 (1): 5387–5394. arXiv : 1412.1012 . Бибкод : 2015ApJ...800...53H. дои : 10.1088/0004-637X/800/1/53. PMID  53. S2CID  118666575 . Проверено 10 ноября 2022 г.
  25. ^ аб Сало, Хейкки; Лаурикайнен, Эйя (1999). «Модель М51 с множественными встречами». Астрофизика и космическая наука . 269 : 663–664. Бибкод : 1999Ap&SS.269..663S. дои : 10.1023/А: 1017002909665. S2CID  189838328.
  26. ^ abc Уоткинс, Аарон Э.; Михос, Дж. Кристофер; Хардинг, Пол (февраль 2015 г.). «Глубокие изображения M51: новый взгляд на обширные приливные обломки Водоворота». Астрофизический журнал . 800 (1): 7. arXiv : 1501.04599 . Бибкод : 2015ApJ...800L...3W. дои : 10.1088/2041-8205/800/1/L3. S2CID  118603790 . Проверено 18 ноября 2022 г.
  27. ^ Тронсон, Харли А.; Оранжерея, Мэтью А. (1988). «Отношение массы к свету в ближнем инфракрасном диапазоне в галактиках: звездная масса и звездообразование в сердце водоворота». Астрофизический журнал . 327 : 671–679. Бибкод : 1988ApJ...327..671T. дои : 10.1086/166224 .
  28. ^ Кнапен, Йохан Х.; Бекман, Джон Э.; Чепа, Хорди; ван дер Хюлст, Тейс; Рэнд, Ричард Дж. (февраль 1992 г.). «Закономерности эффективности звездообразования в спиральных рукавах M51». Письма астрофизического журнала . 385 : 4. Бибкод : 1992ApJ...385L..37K. дои : 10.1086/186272 .
  29. ^ «Список сверхновых». Центральное бюро астрономических телеграмм . Проверено 27 февраля 2016 г.
  30. ^ Зауэр, Д.Н.; Маццали, Пенсильвания; Дэн, Дж.; Валенти, С.; и другие. (2006). «Свойства« стандартной » сверхновой типа Ic 1994I по спектральным моделям». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 369 (4): 1939–1948. arXiv : astro-ph/0604293 . Бибкод : 2006MNRAS.369.1939S. дои : 10.1111/j.1365-2966.2006.10438.x. S2CID  119510845.
  31. ↑ МакРоберт, Алан М. (24 августа 2005 г.). «Сверхновая в М51». Небо сегодня вечером . Небо и телескоп . Проверено 7 августа 2006 г.
  32. ^ Епископ, Дэвид. «Сверхновая 2005cs в M51». supernovae.net . Архивировано из оригинала 3 октября 2006 года . Проверено 7 августа 2006 г.
  33. ^ Епископ, Дэвид. «Сверхновая 2011dh в M51». supernovae.net (Международная сеть сверхновых) . Проверено 6 июня 2011 г.
  34. ^ Кинн (kqr), Ричард (3 июня 2011 г.). «Специальное уведомление AAVSO № 241: Новая сверхновая в M51». ААВСО . Проверено 6 июня 2011 г.
  35. ^ «ATEL 3401: Свойства кандидата-прародителя SN 2011dh в M51» . Телеграмма астрономов. 03.06.2011 . Проверено 6 июня 2011 г.
  36. ^ Джейкоб Э. Дженксон; Скотт М. Адамс; Говард Э. Бонд (2019). «Открытие красного переходного процесса промежуточной светимости в M51 и его вероятного, скрытого пылью, инфракрасно-переменного прародителя». Письма астрофизического журнала . 880 (Л20): Л20. arXiv : 1904.07857 . Бибкод : 2019ApJ...880L..20J. дои : 10.3847/2041-8213/ab2c05 . S2CID  119110002.
  37. ^ «Признаки первой планеты, обнаруженной за пределами нашей галактики» . Новости BBC . 25 октября 2021 г. Архивировано из оригинала 25 октября 2021 г.
  38. ↑ Крейн, Лия (23 сентября 2020 г.). «Астрономы, возможно, нашли первую планету в другой галактике». Новый учёный . Проверено 25 сентября 2020 г.
  39. ^ Ди Стефано, Розанна; Берндтссон, Джулия; Уркарт, Райан; Сория, Роберто; Кашьяп, Винай Л.; Кармайкл, Терон В.; Имара, Ниа (25 октября 2021 г.). «Возможный кандидат на планету во внешней галактике, обнаруженный посредством рентгеновского транзита». Природная астрономия . 5 (12): 1297–1307. arXiv : 2009.08987 . Бибкод : 2021NatAs...5.1297D. doi : 10.1038/s41550-021-01495-w. ISSN  2397-3366. S2CID  239892362.
  40. ^ Талли, РБ (1988). Каталог близлежащих галактик . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-35299-4.
  41. ^ Фуке, П.; Гургульон, Э.; Шамаро, П.; Патурел, Г. (1992). «Группы галактик в пределах 80 Мпк. II - Каталог групп и членов групп». Приложение по астрономии и астрофизике . 93 : 211–233. Бибкод : 1992A&AS...93..211F.
  42. ^ Гарсия, А. (1993). «Общее исследование членства в группе. II – Определение близлежащих групп». Приложение по астрономии и астрофизике . 100 : 47–90. Бибкод : 1993A&AS..100...47G.
  43. ^ Джурицин, Г.; Маринони, К.; Чериани, Л.; Пизани, А. (2000). «Ближайшие оптические галактики: отбор выборки и идентификация групп». Астрофизический журнал . 543 (1): 178–194. arXiv : astro-ph/0001140 . Бибкод : 2000ApJ...543..178G. дои : 10.1086/317070. S2CID  9618325.
  44. ^ Феррарезе, Л.; Форд, ХК; Хухра, Дж.; Кенникатт-младший, RC; и другие. (2000). «База данных модулей расстояний цефеид и кончика ветви красных гигантов, функции светимости шарового скопления, функции светимости планетарной туманности и данных о колебаниях поверхностной яркости, полезных для определения расстояния». Приложение к астрофизическому журналу . 128 (2): 431–459. arXiv : astro-ph/9910501 . Бибкод : 2000ApJS..128..431F. дои : 10.1086/313391. S2CID  121612286.
  45. ^ "ПРАЗДНИК для глаз". 13 октября 2023 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с галактикой Водоворот .