Галактика Треугольника — спиральная галактика, расположенная на расстоянии 2,73 миллиона световых лет от Земли в созвездии Треугольника . Она занесена в каталог как Мессье 33 или NGC ( Новый общий каталог) 598 . С диаметром изофоты D 25 18,74 килопарсека (61 100 световых лет ) Галактика Треугольника является третьим по величине членом Местной группы галактик после Галактики Андромеды и Млечного Пути .
Галактика является самой маленькой спиральной галактикой в Местной группе (хотя меньшие по размеру Большое и Малое Магеллановы Облака, возможно, были спиральными до их встречи с Млечным Путем), и считается, что она является спутником Галактики Андромеды или находится на этапе ее отскока в Млечный Путь. последнее из-за их взаимодействия, скоростей [7] и близости друг к другу в ночном небе. Он также имеет ядро H II . [8]
Галактика получила свое название от созвездия Треугольника , где ее можно увидеть.
Иногда ее неофициально называют « Галактикой-вертушкой » в некоторых справочниках по астрономии, [9] в некоторых компьютерных программах для телескопов и на некоторых информационных веб-сайтах. [10] Однако профессиональная база данных SIMBAD Astronomical Database сопоставляет формальные обозначения астрономических объектов и указывает, что Галактика Вертушка относится к Мессье 101, [11] которую несколько любительских астрономических ресурсов, включая общественные информационные веб-сайты, идентифицируют под этим именем, и это в пределах Большой Медведицы . [12] [13]
В исключительно хороших условиях наблюдения и отсутствии светового загрязнения некоторые люди могут увидеть галактику Треугольник полностью адаптированным к темноте невооруженным глазом ; [14] для этих зрителей это самое дальнее постоянное образование, видимое без увеличения, оно примерно вполовину дальше, чем Мессье 31, Галактика Андромеды. [15] [16] Это размытый или протяженный объект, а не звездообразная точка, даже без увеличения, из-за его физической протяженности.
Его наблюдаемость без оптической помощи варьируется от относительно легкой видимости людьми, использующими прямое зрение в глубокой сельской местности под темным, ясным и прозрачным небом, до требования использования бокового видения наблюдателями в местах за пределами пригородов, в неглубоких сельских районах при хороших условиях наблюдения. . [14] Это один из эталонных объектов шкалы темного неба Бортла .
Крами показал, что, хотя общая видимая V-величина M33 равна 5,72, ее эффективная визуальная величина составляет примерно 6,6, а это означает, что предварительным условием видимости является то, что наблюдатель может видеть звезды, по крайней мере, столь же слабые, как и последняя цифра. [17] Это тусклее, чем многие люди могут увидеть, даже в очень темном месте. [18]
Галактика Треугольник, вероятно, была открыта итальянским астрономом Джованни Баттистой Годьерной до 1654 года. В его работе De systemate orbis Cometici; deque admirandis coeli caracteribus («О систематике кометной орбиты и о замечательных объектах неба»), он перечислил ее как облачкоподобную туманность или затемнение и дал загадочное описание «около Треугольника hinc inde ». Это относится к созвездию Треугольника как к паре треугольников. Величина объекта соответствует M33, поэтому, скорее всего, это отсылка к галактике Треугольник. [19]
Галактика была независимо открыта Шарлем Мессье в ночь с 25 на 26 августа 1764 года. Она была опубликована в его «Каталоге туманностей и звездных скоплений» (1771) под номером 33; отсюда и название М33. [20] Когда Уильям Гершель составлял свой обширный каталог туманностей, он старался не включать в него большинство объектов, идентифицированных Мессье. [21] Однако M33 был исключением, и 11 сентября 1784 года он внес этот объект в каталог как H V-17. [22]
Гершель также каталогизировал самую яркую и самую большую область H II галактики Треугольник (диффузная эмиссионная туманность , содержащая ионизированный водород ) как H III.150 отдельно от самой галактики; туманность в конечном итоге получила номер NGC 604 . Если смотреть с Земли, NGC 604 расположена к северо-востоку от центрального ядра галактики. Это одна из крупнейших известных областей H II с диаметром почти 1500 световых лет и спектром , подобным спектру туманности Ориона . Гершель также отметил три других меньших региона H II (NGC 588, 592 и 595).
Это была одна из первых « спиральных туманностей », идентифицированных как таковые лордом Россом в 1850 году. В 1922–23 годах Джон Чарльз Дункан и Макс Вольф открыли в туманностях переменные звезды. Эдвин Хаббл показал в 1926 году, что 35 из этих звезд были классическими цефеидами , что позволило ему оценить расстояния до них. Результаты согласуются с концепцией о том, что спиральные туманности являются независимыми галактическими системами газа и пыли, а не просто туманностями в Млечном Пути. [23]
Галактика Треугольника — третий по величине член Местной группы галактик. Ее диаметр измеряется по стандарту D 25 – изофоте , где поверхностная яркость галактики достигает 25 магн./угл. сек 2 , что составляет около 18,74 килопарсека (61 100 световых лет), [5] что составляет примерно 60% размера галактики. Млечный путь. Это может быть гравитационно связанный спутник Галактики Андромеды. Треугольник может быть домом для 40 миллиардов звезд, по сравнению с 400 миллиардами в Млечном Пути и 1 триллионом звезд в Галактике Андромеды. [6]
Диск Треугольника имеет расчетную массу (3–6) × 10 9 солнечных масс , тогда как газовая составляющая составляет около 3,2 × 10 9 солнечных масс. Таким образом, совокупная масса всей барионной материи в галактике может составлять 10 10 масс Солнца. Вклад компонента темной материи в радиусе 55 × 10 3 световых лет (17 кпк) эквивалентен примерно 5 × 10 10 масс Солнца. [4]
Оценки расстояния от Млечного Пути до Галактики Треугольник варьируются от 2380 × 10 3 до 3070 × 10 3 св. лет (от 730 до 940 кпк ) (или от 2,38 до 3,07 млн лет ), причем большинство оценок с 2000 года лежат в средней части. этого диапазона, [25] [26] что делает его немного более далеким, чем Галактика Андромеды ( 2 540 000 световых лет ). Для измерения расстояний до М 33 использовались как минимум три метода. С использованием метода переменной цефеиды в 2004 году была достигнута оценка 2770 × 10 3 ± 130 × 10 3 св. лет (849 ± 40 кпк) . [27] [28] В том же году метод кончика ветви красных гигантов (TRGB) был использован для получения оценки расстояния 2590 × 10 3 ± 80 × 10 3 св. лет (794 ± 25 кпк). [29] Галактика Треугольник находится примерно в 750 000 световых годах от Галактики Андромеды. [30]
В 2006 году группа астрономов объявила об открытии затменной двойной звезды в Галактике Треугольника. Изучая затмения звезд, астрономы смогли измерить их размеры. Зная размеры и температуру звезд, они смогли измерить абсолютную величину звезд. Когда известны визуальная и абсолютная величины, можно измерить расстояние до звезды. Звезды лежат на расстоянии 3070 × 10 3 ± 240 × 10 3 св. лет (941 ± 74 кпк). [25] Среднее значение 102 оценок расстояния, опубликованных с 1987 года, дает модуль расстояния 24,69, или 0,883 Мпк (2 878 000 световых лет). [31]
Галактика Треугольник является источником мазерного излучения H 2 O. [32] В 2005 году, используя наблюдения двух водных мазеров на противоположных сторонах Треугольника с помощью VLBA , исследователи впервые смогли оценить угловое вращение и собственное движение Треугольника. Была вычислена скорость 190 ± 60 км/с относительно Млечного Пути, что означает, что Треугольник движется к галактике Андромеды , и позволяет предположить, что он может быть спутником большей галактики (в зависимости от их относительных расстояний и пределов погрешности). [7]
В 2004 году было объявлено о наличии комковатого потока газообразного водорода, связывающего Галактику Андромеды с Треугольником, что позволяет предположить, что в прошлом они могли приливно взаимодействовать. Это открытие было подтверждено в 2011 году. [33] Расстояние между ними менее 300 килопарсек подтверждает эту гипотезу. [34]
Карлик Рыб (LGS 3), одна из небольших галактик-членов Местной группы, расположена на расстоянии 2022 × 10 3 световых лет (620 кпк) от Солнца. Это 20° от Галактики Андромеды и 11° от Треугольника. Поскольку LGS 3 находится на расстоянии 913 × 10 3 световых лет (280 кпк) от обеих галактик, она может быть галактикой-спутником либо Андромеды, либо Треугольника. LGS 3 имеет радиус ядра 483 световых лет (148 пк) и 2,6 × 10 7 солнечных масс. [35]
Рыбы VII/Треугольник (Три) III могут быть еще одним спутником Треугольника. [36]
В пересмотренной системе морфологической классификации галактик Хаббла Сэндиджа (VRHS) французского астронома Жерара де Вокулёра галактика Треугольник классифицируется как тип SA(s)cd. Префикс S указывает на то, что это дискообразная галактика с выступающими рукавами газа и пыли, исходящими по спирали из ядра — так называемая спиральная галактика . A присваивается, когда ядро галактики не имеет стержнеобразной структуры, в отличие от спиральных галактик с перемычкой класса SB . Обозначение «(s)» американского астронома Аллана Сэндиджа используется, когда спиральные рукава выходят непосредственно из ядра или центрального бара, а не из внутреннего кольца, как в галактиках (r)-типа. Наконец, суффикс cd представляет собой этап спиральной последовательности, описывающий раскрытие рукавов. Рейтинг cd указывает на относительно слабо намотанные руки. [37]
Эта галактика имеет наклон 54° к лучу зрения с Земли, что позволяет исследовать структуру без значительных препятствий со стороны газа и пыли. [38] [39] Диск галактики Треугольник выглядит искривленным до радиуса около 8 кпк. Вокруг галактики может быть гало, но у ядра нет выпуклости. [40] Это изолированная галактика, и нет никаких признаков недавних слияний или взаимодействий с другими галактиками, [39] и в ней отсутствуют карликовые сфероиды или приливные хвосты , связанные с Млечным Путем. [41]
Треугольник классифицируется как не имеющий перемычки, но анализ формы галактики показывает, что это может быть слабая полосообразная структура вокруг галактического ядра. Радиальная протяженность этой структуры составляет около 0,8 кпк. [42]
Ядро этой галактики представляет собой область H II [ 32] и содержит сверхяркий источник рентгеновского излучения с эмиссией 1,2 × 10 39 эрг с -1 , который является самым ярким источником рентгеновского излучения в Местной группе. галактик. Этот источник модулируется на 20% в течение 106-дневного цикла. [43] Однако ядро, судя по всему, не содержит сверхмассивной черной дыры , поскольку наиболее подходящее значение нулевой массы и верхний предел в 1500 M ☉ относятся к массе центральной черной дыры на основе моделей и данных Хаббла . Данные космического телескопа (HST). [44] Это значительно ниже массы, ожидаемой на основе дисперсии скоростей ядра, и намного ниже любой массы, предсказанной на основе кинематики диска. [44] Это может свидетельствовать о том, что сверхмассивные черные дыры связаны только с балджами галактик, а не с их дисками. [44] Если предположить, что верхний предел центральной черной дыры верен, то это будет скорее черная дыра промежуточной массы .
Внутренняя часть галактики имеет два светящихся спиральных рукава, а также множество отрогов, соединяющих внутренние и внешние спиральные элементы. [38] [39] Основные вооружения обозначены IN (север) и IS (юг). [45]
В центральной 4'- области этой галактики атомный газ эффективно преобразуется в молекулярный газ, что приводит к сильному спектральному излучению CO . Этот эффект возникает, когда гигантские молекулярные облака конденсируются из окружающей межзвездной среды . Аналогичный процесс происходит за пределами центральной 4', но в менее эффективном темпе. Около 10% содержания газа в этой галактике находится в молекулярной форме. [38] [39]
Звездообразование происходит со скоростью, которая сильно коррелирует с местной плотностью газа, и скорость на единицу площади выше, чем в соседней галактике Андромеды . (Скорость звездообразования в Галактике Треугольника составляет около 3,4 млрд лет -1 пк -2 по сравнению с 0,74 в Андромеде. [46] ) Общая интегральная скорость звездообразования в Галактике Треугольника составляет около 0,45 ± 0,1 солнечной массы в год. . Неясно, снижается ли эта чистая ставка в настоящее время или остается постоянной. [38] [39]
Судя по анализу химического состава этой галактики, она, по-видимому, разделена на два отдельных компонента с разной историей. Внутренний диск в радиусе 30 × 10 3 св. лет (9 кпк) имеет типичный градиент состава, линейно убывающий от ядра. За пределами этого радиуса, примерно до 82 × 10 3 лет (25 кпк), градиент гораздо более пологий. Это предполагает различную историю звездообразования между внутренним диском, внешним диском и гало и может быть объяснено сценарием формирования галактик «наизнанку». [40] Это происходит, когда газ накапливается на больших радиусах позже в жизненном пространстве галактики, в то время как газ в ядре истощается. Результатом является уменьшение среднего возраста звезд с увеличением радиуса от ядра галактики. [47]
С помощью инфракрасных наблюдений космического телескопа Спитцер по состоянию на 2007 год было каталогизировано в общей сложности 515 дискретных кандидатов-источников излучения 24 мкм в Галактике Треугольника. Самые яркие источники расположены в центральной области галактики и вдоль спиральных рукавов.
Многие источники излучения связаны с областями звездообразования H II . [48] Четыре самые яркие области HII обозначены NGC 588 , NGC 592 , NGC 595 и NGC 604 . Эти области связаны с молекулярными облаками , содержащими (1,2–4) × 10 5 масс Солнца. Самая яркая из этих областей, NGC 604, возможно, претерпела дискретную вспышку звездообразования около трех миллионов лет назад. [49] Эта туманность является второй по яркости областью HII в Местной группе галактик, ее светимость в (4,5 ± 1,5) × 10 7 раз превышает светимость Солнца . [46] Другие известные области HII в Треугольнике включают IC 132, IC 133 и IK 53. [45]
Северный главный спиральный рукав содержит четыре крупных региона HII , а южный рукав имеет большую концентрацию молодых горячих звезд. [45] Предполагаемая частота взрывов сверхновых в галактике Треугольник составляет 0,06 типа Ia и 0,62 типа Ib / типа II в столетие. В среднем это эквивалентно взрыву сверхновой каждые 147 лет. [50] По состоянию на 2008 год в Галактике Треугольника было идентифицировано в общей сложности 100 остатков сверхновых , [51] большинство из которых находится в южной половине спиральной галактики. Аналогичная асимметрия существует для областей HI и H II, а также для очень ярких концентраций массивных звезд О-типа . Центр распределения этих объектов смещен примерно на две угловые минуты к юго-западу. [45] Поскольку M33 является местной галактикой, Центральное бюро астрономических телеграмм (CBAT) отслеживает в ней новые звезды наряду с M31 и M81 . [52]
В этой галактике идентифицировано около 54 шаровых скоплений , но реальное их число может составлять 122 и более. [41] Подтвержденные скопления могут быть на несколько миллиардов лет моложе шаровых скоплений в Млечном Пути, и образование скоплений, по-видимому, увеличилось за последние 100 миллионов лет. Это увеличение коррелирует с притоком газа в центр галактики. Ультрафиолетовое излучение массивных звезд в этой галактике соответствует уровню аналогичных звезд в Большом Магеллановом Облаке . [53]
В 2007 году в этой галактике с помощью данных рентгеновской обсерватории Чандра была обнаружена черная дыра, масса которой примерно в 15,7 раз превышает массу Солнца . Черная дыра, получившая название M33 X-7 , вращается вокруг звезды-компаньона, которую затмевает каждые 3,5 дня. Это самая крупная из известных черных дыр звездной массы . [54] [55]
В отличие от галактик Млечный Путь и Андромеды, галактика Треугольник, похоже, не имеет в центре сверхмассивной черной дыры . [56] Это может быть связано с тем, что масса центральной сверхмассивной черной дыры галактики коррелирует с размером центральной балджа галактики , и в отличие от Млечного Пути и Андромеды, Галактика Треугольника представляет собой чисто дисковую галактику без балджа. [44]
Как упоминалось выше, M33 связана с M31 несколькими потоками нейтрального водорода [57] и звездами, [57] , что позволяет предположить, что прошлое взаимодействие между этими двумя галактиками имело место от 2 до 8 миллиардов лет назад, [58] [59] и более жестокое столкновение произойдет через 2,5 миллиарда лет в будущем. [57]
Судьба M33 в 2009 году была неопределенной, за исключением того, что она, казалось, была связана с его более крупным соседом M31. Предлагаемые сценарии включают разрыв и поглощение более крупным компаньоном, подпитку последнего водородом для образования новых звезд; в конечном итоге исчерпает весь свой газ и, следовательно, способность образовывать новые звезды; [60] или участвовало в столкновении Млечного Пути и M31 , вероятно, в конечном итоге вращаясь вокруг продукта слияния и сливаясь с ним гораздо позже. Две другие возможности — это столкновение с Млечным Путем до прибытия Галактики Андромеды или выброс из Местной группы. [61] Астрометрические данные Гайи , появившиеся в 2019 году, исключают возможность нахождения M33 и M31 на орбите. Если это правда, то M33 находится на этапе своего первого падения в Галактику Андромеды (M31). [62]
{{cite book}}
: |work=
игнорируется ( помощь ){{cite book}}
: |work=
игнорируется ( помощь )