Добро пожаловать в понедельник Мессье! Сегодня мы продолжаем отдавать дань уважения нашему дорогому другу Тэмми Плотнеру, рассматривая «Призрачную галактику», известную как Мессье 74!
В 18 веке знаменитый французский астроном Шарль Мессье заметил несколько «туманных объектов» при съемке ночного неба. Первоначально ошибочно приняв эти объекты за кометы, он начал каталогизировать их, чтобы другие не совершили ту же ошибку. Сегодня результирующий список (известный как каталог Мессье) включает в себя более 100 объектов и является одним из самых влиятельных каталогов объектов глубокого космоса.
Одним из таких объектов является спиральная галактика, известная как Мессье-74 (она же призрачная галактика), которая оказывается лицом к лицу наблюдателям с Земли. Расположенная на расстоянии около 30 миллионов световых лет от Земли в направлении созвездия Рыб, эта галактика имеет диаметр около 95 000 световых лет (почти такой же большой, как Млечный путь) и насчитывает около 100 миллиардов звезд.
Описание:
Эта прекрасная галактика является прототипом великолепной галактики Sc и входит в число первых «Спиральных туманностей», признанных лордом Россом. Находясь на расстоянии около 30–40 миллионов световых лет от нас, он медленно уходит еще дальше со скоростью 793 километра в секунду. Его красота охватывает примерно 95 000 световых лет, примерно того же размера, что и наш Млечный путь, а его спиральные рукава простираются на 1000 световых лет.
Внутри этих рукавов скопления голубых молодых звезд и диффузных газообразных туманностей розового цвета, называемых областями H II, где происходит звездообразование. Почему такая потрясающая красота? Скорее всего, это волны плотности, распространяющиеся вокруг газообразного диска M74, вероятно, вызванные гравитационным взаимодействием с соседними галактиками. Как объяснил Б. Кевин Эдгар:
«Описан численный метод, специально разработанный для обработки динамики этого бесконечно малого газообразного диска. Метод основан на кусочно-параболическом методе (PPM), расширении метода Годунова более высокого порядка. Гравитационные силы, представляющие линейную спиральную волну плотности в звездной составляющей галактики, включены. Расчет является эйлеровым и выполняется в равномерно вращающейся системе координат с использованием плоских полярных координат. Уравнения сформулированы в точной форме возмущения, чтобы явно исключить все большие противоположные члены, представляющие баланс сил в невозмущенном осевом симметричном состоянии, что позволяет точно вычислять малые возмущения. Метод идеально подходит для изучения газового отклика на спиральную волну плотности в дисковой галактике. Серия двумерных гидродинамических моделей рассчитана для проверки гравитационного отклика однородного изотермического безмассового газообразного диска на навязанное спиральное гравитационное возмущение. Параметры, описывающие распределение массы, свойства вращения и спиральную волну, основаны на галактике NGC 628. Решения имеют шоки внутри и снаружи совместного вращения, истощая область вокруг совместного вращения. Скорость истощения этой области сильно зависит от силы навязанного спирального возмущения. Потенциальные возмущения на 10% больше вызывают большие радиальные притоки. Время, необходимое для падения газа до внутреннего линблад-резонанса в таких моделях, составляет лишь небольшую долю времени Хаббла. Подразумеваемая быстрая эволюция предполагает, что если галактики существуют с такими большими возмущениями, либо газ должен пополняться извне галактики, либо возмущения должны быть временными. Внутри совместного вращения со спиральной структурой потеря углового момента газом увеличивает угловой момент звезд, уменьшая амплитуду волны ».
Что еще скрывается внутри? Затем взгляните рентгеновскими глазами. Как указал Роберто Сория (et al) в своем исследовании 2002 года:
«Спиральная галактика M74, находящаяся лицом к лицу (NGC 628), была обнаружена XMM-Newton 2 февраля 2002 года. В общей сложности во внутренних 5 ′ от ядра обнаружен 21 источник (после отклонения нескольких источников, связанных с звездами переднего плана) , Коэффициенты твердости предполагают, что около половины из них принадлежат галактике. Конец функции яркости с более высокой светимостью определяется степенным законом наклона -0,8. Это можно интерпретировать как свидетельство продолжающегося звездообразования по аналогии с распределениями, обнаруженными в дисках других галактик позднего типа. Сравнение с предыдущими наблюдениями Чандры выявляет новый сверхпрозрачный рентгеновский переходный процесс (LX ~ 1,5 × 1039 эрг с-1 в диапазоне 0,3-8 кэВ) примерно в 4 'к северу от ядра. Мы находим еще один яркий переходный источник (LX ~ 5 × 1038 эрг с-1) примерно в 5 'к северо-западу от ядра. Ультрафиолетовые и рентгеновские аналоги SN 2002ap также обнаружены в этом наблюдении XMM-Newton; коэффициент твердости рентгеновского аналога говорит о том, что излучение исходит от потрясенного околозвездного вещества ».
В случае с Мессье 74 ничто не шокирует - включая его спиральные волны плотности. Как объяснили Сахибов и Смирнов в исследовании 2004 года:
«Показано, что радиальный профиль скорости звездообразования (SFR) в галактике NGC 628 модулируется волной спиральной плотности. Радиальный профиль скорости притока газа в спиральное плечо аналогичен радиальному распределению поверхностной плотности ЗФР. Положение резонанса коротации определяется наряду с другими параметрами волны спиральной плотности посредством фурье-анализа азимутального распределения наблюдаемых лучевых скоростей в кольцевых зонах диска NGC 628. Радиальный профиль поверхностной плотности SFR определяется с использованием эмпирического отношения SFR - линейного размера для комплексов звездообразования (гигантских областей HII) и измерений координат, потоков H alpha и размеров областей HII в NGC 628 ».
Мы говорим о гигантских областях звездообразования, не так ли? И где звезды образуются ... Звезды умирают. Как в сверхновой! Как отметил Элиас Бринкс (и др.):
«Образование массивных звезд, обычно в (супер) звездных скоплениях, их быстрая эволюция и последующее исчезновение в виде сверхновых звезд оказывает большое влияние на их непосредственное окружение. Комбинированный эффект звездных ветров и Сверхновых, происходящих в быстрой последовательности и в небольшом объеме, создает расширяющиеся пузырьки коронального газа в нейтральной межзвездной среде (ISM) в спиральных и (карликовых) нерегулярных галактиках. Эти расширяющиеся оболочки, в свою очередь, подметают и сжимают нейтральный газ, что может привести к образованию молекулярного облака и возникновению вторичного или индуцированного звездообразования. Области звездообразования нарушают окружающий их ISM, поэтому ожидается, что более «активная», с точки зрения звездообразования, галактика будет иметь более неоднородный ISM. Скорость образования звезд в NGC 628 в четыре раза выше, чем в NGC 3184, и в два раза выше, чем в NGC 6946, что может объяснить большее количество дырок HI, обнаруженных в этой галактике. Мы находим, что размеры отверстий HI варьируются от 80 пк (близко к пределу разрешения) до 600 пк; скорости расширения могут достигать 20 км с1; предполагаемый возраст составляет от 2,5 до 35 млн. лет, а энергия колеблется от 1050 до 3,5 x 105Z эрг. Количество вовлеченного нейтрального газа составляет от 104 до 106 солнечных масс ».
Огромные массы ... Массы, которые иногда ... исчезают ?? Как объясняли Джастин Р. Маунд и Стивен Дж. Смарт в исследовании 2009 года:
«Используя изображения с космического телескопа Хаббла и телескопа Близнецов, мы подтвердили исчезновение прародителей двух сверхновых типа II (SNe) и оценили присутствие других звезд, связанных с ними. Мы обнаружили, что прародитель SN 2003gd, M-сверхгигантской звезды, больше не наблюдается в местоположении SN и определил его собственную яркость, используя методы вычитания изображения. Прародитель SN 1993J, K-супергигантская звезда, также больше не присутствует, но его B-супергигантский двойной компаньон все еще наблюдается. Исчезновение прародителей подтверждает, что эти две сверхновые были созданы красными сверхгигантами ».
Маунд и Смартт использовали технику, где снимки были сделаны после того, как SN 2003gd исчез, и звезда-прародитель, по-видимому, отсутствовала и вычиталась из изображений до взрыва. Все, что осталось в позиции SN, соответствовало настоящей звезде-прародителю. Наблюдения за Близнецов в 2003 году показаны на Рисунке 1, на котором сравниваются виды до и после сверхновой в области звезды-прародителя галактики, известной как M-74 или NGC 628.
«Это первый красный сверхгигантский предшественник для нормальной сверхновой типа IIP, которая, как было показано, исчезла, и она находится на нижнем краю шкалы для массивных звезд, которые взрываются как сверхновые», - сказал Маунд. «Итак, это, наконец, подтверждает, что стандартное предсказание ряда моделей звездной эволюции является правильным».
Развиваясь? Еще бы'. Мессье 74 продолжает расти, несмотря на свой возраст! Как А.С. Гусев (и др.) Указал:
«Интерпретация наблюдаемых свойств молодого звездного населения в NGC 628 проводится на основе сравнения данных фотометрии UBVRI высокого разрешения 127 H-альфа областей в галактике с подробной сеткой синтетических эволюционных моделей звездных систем. Подробная сетка эволюционных моделей включает в себя 2 режима звездообразования (мгновенный взрыв и постоянное звездообразование), весь диапазон IMF (наклон и верхний предел массы) и возраст (от 1 млн. До 100 млн. Лет). Химическое содержание областей звездообразования определялось из независимых наблюдений. Решение обратной задачи определения возраста, режима звездообразования, параметров ММП и поглощения пыли в областях звездообразования производится с помощью специального регуляризующего функционала отклонения. Оценки покраснения коррелируют с галактоцентрическими расстояниями областей звездообразования в соответствии с радиальным градиентом химического содержания, полученным из независимых наблюдений. Возраст комплексов звездообразования также показывает тенденцию в зависимости от химического состава ».
Так, где именно такие большие группы молодых звезд тусуются и расслабляются? Возможно ... Просто возможно они пытаются сформировать соседский бар. Галактический бар, конечно! Как сказал С. С. Сейгар из Объединенного астрономического центра в исследовании 2002 года:
«Мы получили наземные изображения I, J и K полос спиральной галактики, Мессье 74 (NGC 628). Было показано, что эта галактика обладает околоядерным кольцом звездообразования как в ближней инфракрасной спектроскопии поглощения CO, так и на субмиллиметровой визуализации излучения CO. Считается, что кольцевые кольца звездообразования существуют только в результате наличия стержневого потенциала. Мы показываем доказательства слабого овального искажения в центре М 74. Мы используем результаты Combes & Gerin (1985), чтобы предположить, что этот слабый овальный потенциал ответственен за околоядерное кольцо звездообразования, наблюдаемое в М 74 ».
История наблюдений:
Эта удивительная спиральная галактика была первоначально обнаружена в конце сентября 1780 года Пьером Мешеном, а затем тщательно исследована и записана Шарлем Мессье 18 октября 1780 года.
«Туманность без звезд, около звезды Эта Писциум, увиденная М. Мехайном в конце сентября 1780 года, и он сообщает:« Эта туманность не содержит звезд; оно довольно большое, очень неясное и чрезвычайно трудное для наблюдения; это можно узнать с большей уверенностью в хороших морозных условиях ». Г-н Мессье искал его и нашел, как описывает его Мехейн: его сравнили непосредственно со звездой Eta Piscium ».
Три года спустя сэр Уильям Гершель приложит все усилия, чтобы попытаться разрешить то, что он считает звездным скоплением, и вернуться в последующие годы, даже за счет своего собственного оборудования.
«1799, 28 декабря, 40-футовый телескоп. Очень яркий посередине, но яркость ограничена очень маленькой частью и не является круглой; вокруг яркой середины очень слабая туманность в значительной степени. Яркая часть кажется разрешимой, но мое зеркало было повреждено конденсированными парами ».
Чтобы отдать должное сэру Уильяму, он был первым, кто разрешил некоторые из множества скоплений областей звездного рождения, которые можно увидеть в Мессье 74, и результаты его наблюдений были позже подтверждены его собственным сыном.
Джон Гершель также увидел бы пятнистость в структуре M74, но лорд Росс первым выбрал спиральную структуру. Опять же, в то время, когда астрономы полагали, что эти сгущения являются отдельными звездами - это наблюдение прошло во времена Эмиля Дрейера, когда Мессье 74 в конечном итоге также стал объектом NGC.
Расположение Мессье 74:
M74 не всегда легкий объект и требует темного неба и некоторого стартапинга. Попробуйте начать с Альфа-Ариетиса (Хамала) и проведите мысленную грань между ним и Бетой, а затем перейдите к Эта-Писциум. Сосредоточьте свой видоискатель на Eta и сдвиньте вид примерно на 1,5 градуса к северо-востоку. Если вы предпочитаете, вы можете сделать это, просматривая окуляр с широким полем зрения и небольшим увеличением - который обычно обеспечивает поле зрения в градусах.
В меньшем телескопе первое, что вы заметите, это звездное ядро Мессье 74. Вот почему много раз наблюдателю бывает трудно найти его! Хотите верьте, хотите нет, но иногда движение может помочь вам заметить более слабые вещи, поэтому использование окуляра для его нахождения - это «хороший трюк» для наблюдателя. Поскольку эта спиральная галактика имеет низкую поверхностную яркость, она требует относительно хорошего неба - поэтому попробуйте во многих условиях. Небольшой телескоп покажет пыльный ореол вокруг области ядра, в то время как большая апертура покажет спиральную структуру. Большой бинокль в нетронутых условиях неба может разглядеть слабую дымку!
Изучите это сами ... Кто знает, что вы можете обнаружить!
Имя объекта: Мессье 74
Альтернативные обозначения: M74, NGC 628
Тип объекта: Спиральная Галактика
Созвездие: Рыбы
Правильное Вознесение: 01: 36,7 (ч: м)
склонение: +15: 47 (град: м)
Расстояние: 35000 (кли)
Визуальная Яркость: 9,4 (мег)
Видимое измерение: 10,2 × 9,5 (мин. Дуги)
Мы написали много интересных статей об объектах Мессье и шаровых скоплениях здесь, в журнале Space. Вот введение Тэмми Плотнера к объектам Мессье, M1 - Крабовидная туманность, Центр наблюдения - что случилось с Мессье 71? И статьи Дэвида Дикисона о марафонах Мессье 2013 и 2014 годов.
Обязательно ознакомьтесь с нашим полным каталогом Messier. И для получения дополнительной информации, проверьте базу данных SEDS Messier.
Источники:
- НАСА - Мессье 74
- САСЫ - Мессье 74
- Объекты Мессье - Мессье 74: Призрачная Галактика
- Википедия - Мессье 74
