Dobrodošli nazaj v Messier ponedeljek! Danes nadaljujemo s poklonom naši dragi prijateljici, Tammy Plotner, z ogledom »fantomske galaksije«, znane kot Messier 74!
V 18. stoletju je slavni francoski astronom Charles Messier med pregledovanjem nočnega neba opazil prisotnost več »meglicnih predmetov«. Prvotno je te predmete zamenjal za komete, zato jih je začel katalogizirati, da drugi ne bi naredili iste napake. Danes je nastali seznam (znan kot Messierjev katalog ) vključuje več kot 100 predmetov in je eden najvplivnejših katalogov predmetov globokega vesolja.
Eden od teh objektov je spiralna galaksija, znana kot Messier 74 (alias. Fantomska galaksija), ki se opazovalcem z Zemlje zdi obrnjena proti sebi. Ta galaksija, ki se nahaja približno 30 milijonov svetlobnih let od Zemlje v smeri ozvezdja Ribi, meri v premeru okoli 95.000 svetlobnih let (skoraj toliko kot Rimska cesta) in je dom približno 100 milijard zvezd.
Opis:
Ta čudovita galaksija je prototip veličastne galaksije Sc in med prvimi 'spiralnimi meglicami', ki jih je prepoznal Lord Rosse. Od nas oddaljena kakšnih 30 do 40 milijonov svetlobnih let, počasi drsi še bolj stran s hitrostjo 793 kilometrov na sekundo. Njegova lepota obsega približno 95.000 svetlobnih let, približno enake velikosti kot naša Rimska cesta, njeni spiralni kraki pa se raztezajo več kot 1000 svetlobnih let.
Slika spiralne galaksije Messier 74, ki jo je posnel vesoljski teleskop Hubble. Zasluge: NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration/R. Chandar (Univerza v Toledu) in J. Miller (Univerza v Michiganu)
Znotraj teh krakov so kopice modrih mladih zvezd in rožnato obarvane razpršene plinaste meglice, imenovane regije H II, kjer se dogaja nastajanje zvezd. Zakaj tako veličastna lepotica? Verjetno so valovi gostote, ki se širijo okoli plinastega diska M74, verjetno posledica gravitacijske interakcije s sosednjimi galaksijami. Kot je pojasnil B. Kevin Edgar:
»Opisana je numerična metoda, ki je posebej zasnovana za obravnavanje dinamike neskončno majhnega tega, različno vrtečega se plinastega diska. Metoda temelji na kosični parabolični metodi (PPM), razširitvi Godunovove metode višjega reda. Vključene so gravitacijske sile, ki predstavljajo linearni spiralni val gostote v zvezdni komponenti galaksije. Izračun je Eulerian in se izvede v enakomerno vrtečem se referenčnem okviru z uporabo ravnih polarnih koordinat. Enačbe so formulirane v natančni obliki motenj, da se eksplicitno odpravijo vsi veliki, nasprotujoči si izrazi, ki predstavljajo ravnotežje sil v nemotenem, osno simetričnem stanju, kar omogoča natančen izračun majhnih motenj. Metoda je idealno primerna za preučevanje plinastega odziva na spiralni val gostote v galaksiji diska. Serija dvodimenzionalnih hidrodinamičnih modelov je izračunana za testiranje gravitacijskega odziva enotnega, izotermnega plinskega diska brez mase na vsiljeno spiralno gravitacijsko motnjo. Parametri, ki opisujejo porazdelitev mase, lastnosti vrtenja in spiralni val, temeljijo na galaksiji NGC 628. Rešitve imajo udarce znotraj in zunaj korotacije, kar izčrpava območje okoli sorotacije. Hitrost, s katero se to območje izčrpa, je močno odvisna od moči vsiljene spiralne motnje. Potencialne motnje 10 % večjih povzročajo velike radialne dotoke. Čas, potreben, da plin pade na notranjo Linbladovo resonanco v takšnih modelih, je le majhen del Hubblovega časa. Implicitna hitra evolucija kaže, da če obstajajo galaksije s tako velikimi motnjami, je treba bodisi plin napolniti izven galaksije ali pa morajo biti motnje prehodne. Znotraj sorotacije s spiralnim vzorcem izguba kotne količine zaradi plina poveča kotni zagon zvezd in zmanjša amplitudo valov.
Kaj se še skriva notri? Nato poglejte z rentgenskimi očmi. Kot je Roberto Soria (et al) navedel v svojih študija 2002 :
»Spiralno galaksijo M74 (NGC 628) je opazil XMM-Newton 2. februarja 2002. Skupno je 21 virov najdenih v notranjem 5′ od jedra (po zavrnitvi nekaj virov, povezanih z zvezdami v ospredju) . Razmerja trdote kažejo, da jih približno polovica pripada galaksiji. Konec funkcije svetilnosti z višjo svetilnostjo je opremljen s potencijskim zakonom naklona -0,8. To je mogoče razlagati kot dokaz stalnega nastajanja zvezd, po analogiji s porazdelitvami, ki jih najdemo v diskih drugih galaksij poznega tipa. Primerjava s prejšnjimi opazovanji Chandra razkrije nov ultrasvetleči rentgenski prehod (LX~1,5×1039 ergov s-1 v pasu 0,3-8 keV) približno 4′ severno od jedra. Najdemo še en svetel prehodni vir (LX~5×1038 ergov s-1) približno 5′ severozahodno od jedra. UV- in rentgenski dvojniki SN 2002ap najdemo tudi v tem opazovanju XMM-Newton; razmerje trdote rentgenskega analoga nakazuje, da emisija prihaja iz šokirane okolizvezdne snovi.'
Spirala galaksija velikega dizajna M74. Zasluge: Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/Univerza v Arizoni
V primeru Messierja 74 nič ni šokantno – vključno z valovi spiralne gostote. Kot sta Sahibov in Smirnov pojasnila v a študija 2004 :
'Izkazalo se je, da radialni profil stopnje nastajanja zvezd (SFR) v galaksiji NGC 628 modulira val spiralne gostote. Radialni profil hitrosti dotoka plina v spiralni krak je podoben radialni porazdelitvi površinske gostote SFR. Položaj korotacijske resonance se določi skupaj z drugimi parametri spiralne gostote s Fourierjevo analizo azimutne porazdelitve opaženih radialnih hitrosti v obročastih conah diska NGC 628. Radialni profil površinske gostote SFR je določen z uporabo empirične razmerje SFR – linearne velikosti za komplekse nastajanja zvezd (velikanska območja HII) in meritev koordinat, tokov H alfa in velikosti območij HII v NGC 628.
Govorimo o ogromnih regijah nastajanja zvezd, kajne? In kje nastanejo zvezde... Zvezde umirajo. Kot v supernovi! Kot je navedel Elias Brinks (et al):
»Nastajanje masivnih zvezd, običajno v (super) zvezdnih kopicah, njihova hitra evolucija in kasnejši propad kot supernove imajo velik vpliv na njihovo neposredno okolico. Kombinirani učinek zvezdnih vetrov in supernov, ki uhajajo v hitrem zaporedju in v majhnem volumnu, ustvarja razširitvene mehurčke koronalnega plina znotraj nevtralnega medzvezdnega medija (ISM) v spiralnih in (pritlikavih) nepravilnih galaksijah. Te razširitvene lupine nato pometajo in stisnejo nevtralni plin, kar lahko povzroči nastanek molekularnega oblaka in začetek sekundarnega ali inducirane tvorbe zvezd. Območja nastajanja zvezd motijo ISM, ki jih obdaja, zato se pričakuje, da bo imela galaksija bolj »aktivna«, kar zadeva nastanek zvezd, bolj nehomogena ISM. Stopnja nastajanja zvezd v NGC 628 je štirikrat višja kot v NGC 3184 in dvakrat višja kot v NGC 6946, kar bi lahko pojasnilo večje število lukenj HI, ki jih najdemo v tej galaksiji. Ugotavljamo, da se velikosti lukenj HI gibljejo od 80 pc (blizu meje ločljivosti) do 600 pc; ekspanzijske hitrosti lahko dosežejo 20 km s1; ocenjena starost je od 2,5 do 35 milijonov let, vključene energije pa se gibljejo od 1050 do 3,5 x 105Z ergov. Količina vključenega nevtralnega plina je reda 104 do 106 sončnih mas.
Slika galaksije M74 v infrardeči barvi pri 3,6 (modra), 5,8 (zelena) in 8,0 (rdeča) µm. Sliko je izdelal Médéric Boquien iz podatkov, pridobljenih v javnem arhivu projekta SINGS vesoljskega teleskopa Spitzer. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Ogromne mase... Mase, ki včasih... izginejo?? Kot sta Justyn R. Maund in Stephen J. Smartt pojasnila v a študija 2009 :
»Z uporabo slik iz vesoljskega teleskopa Hubble in teleskopa Gemini smo potrdili izginotje prednikov dveh supernov tipa II (SNe) in ocenili prisotnost drugih zvezd, povezanih z njimi. Ugotovili smo, da prednik SN 2003gd, zvezde M-supergiganta, ni več opažen na lokaciji SN in določili njeno notranjo svetlost s tehnikami odštevanja slike. Prednik SN 1993J, zvezde K-supergiganta, prav tako ni več prisoten, vendar je še vedno opazen njen dvojni spremljevalec B-supergiganta. Izginotje prednikov potrjuje, da so ti dve supernovi ustvarili rdeči supergiganti.
Maund in Smartt sta uporabila tehniko, pri kateri so bile posnetke posnete po tem, ko je SN 2003gd izginil in je matična zvezda verjetno manjkala, in so bili odšteti od slik pred eksplozijo. Vse, kar je ostalo na položaju SN, je ustrezalo pravi progenitor zvezdi. Opazovanja Dvojčkov iz leta 2003gd so prikazana na sliki 1, ki primerja poglede pred- in post-supernove na območje progenitorne zvezde v galaksiji, znano kot M-74 ali NGC 628.
'To je prvi rdeči supergigantski prednik za normalno supernovo tipa IIP, za katero se je izkazalo, da je izginila in je na koncu lestvice z nizko maso, da velike zvezde eksplodirajo kot supernove,' je dejal Maund. 'Torej končno potrjuje, da je standardna napoved številnih modelov evolucije zvezd pravilna.'
V razvoju? Staviš'. Messier 74 kljub svoji starosti še naprej raste! Kot A.S. Gusev (et al) je navedel:
“Interpretacija opazovanih lastnosti mlade zvezdne populacije v NGC 628 je izvedena na podlagi primerjave UBVRI fotometričnih podatkov visoke ločljivosti 127 H-alfa območij v galaksiji s podrobno mrežo sintetičnih evolucijskih modelov zvezdnih sistemov. Podrobna mreža evolucijskih modelov vključuje 2 režima nastajanja zvezd (trenutni izbruh in konstantno nastajanje zvezd), celoten razpon IMF (naklon in zgornja meja mase) in starost (od 1 Myr do 100 Myrs). Kemična številčnost območij nastajanja zvezd je bila določena iz neodvisnih opazovanj. Rešitev obratnega problema ugotavljanja starosti, režima nastajanja zvezd, parametrov IMF in absorpcije prahu v območjih nastajanja zvezd je izdelana s pomočjo posebnega regularizacijskega deviacijskega funkcionala. Ocene rdečice so povezane z galaktocentričnimi razdaljami območij nastajanja zvezd v skladu z radialnim gradientom kemične številčnosti, ki izhaja iz neodvisnih opazovanj. Starost kompleksov za nastanek zvezd kaže tudi trend kot funkcijo kemične sestave.
Nasin vesoljski teleskop Spitzer slika 'tovarne prahu', ki se nahaja v spiralni galaksiji M74. Tovarna se nahaja na prizorišču eksplozivne smrti velike zvezde ali supernove. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/B.E.K. Sugerman (STScI)
Kam točno torej gredo tako velike skupine mladih zvezdnikov na druženje in sprostitev? Mogoče… Mogoče poskušajo ustanoviti soseski lokal. Galaktični bar, seveda! Kot je povedal M. S. Seigar iz Skupnega astronomskega centra v a študija 2002 :
»Pridobili smo zemeljske slike v pasu I, J in K spiralne galaksije Messier 74 (NGC 628). Izkazalo se je, da ima ta galaksija cirkumnuklearni obroč tvorbe zvezd, tako iz bližnje infrardeče spektroskopije absorpcije CO kot podmilimetrske slike emisije CO. Verjame se, da cirkumnuklearni obroči nastajanja zvezd obstajajo le kot posledica paličnega potenciala. Pokazali smo dokaze za šibko ovalno popačenje v središču M 74. Uporabimo rezultate Combes & Gerin (1985), da nakažemo, da je ta šibek ovalni potencial odgovoren za okrogli jedrski obroč nastajanja zvezd, opažen v M 74.«
Zgodovina opazovanja:
To čudovito spiralno galaksijo je prvotno odkril Pierre Mechain konec septembra 1780, nato pa jo je 18. oktobra 1780 vestno ponovno opazoval in zabeležil Charles Messier.
»Meglica brez zvezd, blizu zvezde Eta Piscium, ki jo je videl M. Mechain konec septembra 1780 in poroča: »Ta meglica ne vsebuje nobene zvezde; je precej velika, zelo nejasna in izredno težko opazna; ga lahko z večjo gotovostjo prepoznamo v lepih, zmrzlih razmerah«. M. Messier ga je iskal in našel, kot ga opisuje M. Mechain: neposredno so ga primerjali z zvezdo Eta Piscium.«
ESO-jeva anketna slika PESSTO Messier 74, ki prikazuje najnovejši dodatek galaksije od konca julija 2013: supernovo tipa II z imenom SN2013ej, vidno kot najsvetlejša zvezda v spodnjem levem kotu slike. Zasluge: ESO/PESSTO/S. Smartt, 2. september 2013
Tri leta pozneje se je sir William Herschel po najboljših močeh trudil rešiti tisto, za kar je verjel, da je zvezdna kopica – in se v naslednjih letih vrnil, tudi na račun lastne opreme.
»1799, 28. december, 40-ft teleskop. Zelo svetel na sredini, vendar je svetlost omejena na zelo majhen del in ni okrogla; o svetli sredini je v precejšnji meri zelo šibka meglica. Zdi se, da je svetel del rešljiv, vendar je moje ogledalo poškodovano zaradi kondenziranih hlapov.'
Če pripišemo Siru Williamu priznanje, je bil prvi, ki je razrešil nekatere od številnih grudic območij rojstva zvezd, ki so bile vidne v Messierju 74, rezultate njegovih opazovanj pa je kasneje potrdil njegov lastni sin.
John Herschel bi prav tako opazil lise v strukturi M74, vendar je bil Lord Rosse prvi, ki je izbral spiralno strukturo. Še enkrat, takrat so astronomi verjeli, da so te kondenzacije posamezne zvezde - opazovanje je potekalo vse do Emila Dreyerja, ko je Messier 74 na koncu postal tudi objekt NGC.
Iskanje Messierja 74:
M74 ni vedno lahek predmet in zahteva temno nebo in nekaj zvezdnih skokov. Poskusite začeti pri Alpha Arietis (Hamal) in narediti miselno črto med njo in Beta – nato pa na Eta Piscium. Centrirajte svoj iskalnik na Eta in premaknite pogled za približno 1,5 stopinje severovzhodno. Če želite, lahko to storite, medtem ko gledate skozi okular s širokim poljem z majhno povečavo – ki običajno zagotavlja vidno polje približno eno stopinjo.
Lokacija Messierja 74 v ozvezdju Rib. Zasluge: IAU in revija Sky & Telescope (Roger Sinnott & Rick Fienberg)
V manjšem teleskopu je prva stvar, ki jo opazite, zvezdno jedro Messierja 74. Zato ga opazovalci pogosto težko najdejo! Verjeli ali ne, gibanje vam lahko včasih pomaga opaziti svetlejše stvari, zato je uporaba okularja za njihovo lociranje dober opazovalčev 'trik'. Ker ima ta spiralna galaksija nizko površinsko svetlost, zahteva razmeroma dobro nebo – zato poskusite v številnih pogojih. Majhen teleskop bo razkril prašni halo okoli območja jedra, medtem ko bo večja odprtina razkrila spiralno strukturo. Velik daljnogled v neokrnjenem nebu lahko razloči majhno meglico!
Preučite sami ... Kdo ve, kaj lahko odkrijete!
Ime predmeta: Messier 74
Alternativne označbe: M74, NGC 628
Vrsta predmeta: Sc Spiralna galaksija
ozvezdje: ribe
Pravi vnebovzetje: 01 : 36,7 (h:m)
Odklon: +15: 47 (deg: m)
Razdalja: 35000 (kly)
Vizualna svetlost: 9,4 (mag)
Navidezna dimenzija: 10,2×9,5 (lok min)
Napisali smo veliko zanimivih člankov o predmetih Messier in kroglaste kopice tukaj na Universe Today. Tukaj je Tammy Plotner Uvod v objekte Messier , M1 – Rakova meglica , Opazovanje žarometov – kaj se je zgodilo z Messierjem 71? , in članki Davida Dickisona o 2013 in 2014 Messierjevi maratoni.
Bodite prepričani, da preverite naš komplet Messierjev katalog . In za več informacij si oglejte Baza podatkov SEDS Messier .
Viri:
