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 него составляет 7,22 мегапарсека (23,5 миллиона световых лет), а диаметр — 23,58 килопарсека (76 900 световых лет). [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.
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, имеет 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).
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 находится на расстоянии примерно от 23 [2] до 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]
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 примерно 500–600 миллионов лет назад. В этом предложенном 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]
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]
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]
В галактике Водоворот наблюдались три сверхновые : [29]
В 1994 году SN 1994I наблюдалась в галактике Водоворот. Она была классифицирована как тип 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 типа II 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 был обнаружен самозванец сверхновой , получивший 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-прародительница была сильно закрыта межзвездной пылью . В 2019 году abn достигла максимальной звездной величины 17, а собственная яркость достигла 0,000 . [36]
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]
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.
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]
{{cite journal}}
: Отсутствует или пусто |title=
( помощь )