La Spiraaligalaksi, jolla on aktiivinen keskus M77Myös nimellä NGC 1068 luetteloitu tähti on yksi niistä kohteista, jotka kiehtovat sinua heti, kun opit hieman sen historiasta. Se ei ole vain valtava ja erittäin valoisa spiraalitähti, vaan se on myös täydellinen kosminen laboratorio tutkimaan, mitä tapahtuu, kun supermassiivinen musta aukko Se siirtyy "peto"-tilaan ja alkaa ahmia materiaa armottomasti.
Tässä galaksissa ne sekoittuvat voimakas tähtien muodostuminen, hyvin määritellyt spiraalirakenteetM77 on valtavan energinen tähti, jolla on omituinen mytologinen sijainti, sillä se sijaitsee Cetuksen tähdistössä, Perseuksen ja Andromedan legendan merihirviössä. Tarkastellaan rauhallisesti kaikkea, mitä tiedämme M77:stä, hyödyntäen sekä historiallisia havaintoja että uusimpia [epäselvä - mahdollisesti "avaruusteleskoopeilla"] saatuja tietoja. kaukoputket, kuten Hubble tai VLT ESO:sta.
Mikä on spiraaligalaksi M77 ja missä se sijaitsee?
Messier 77 on sauvaspiraaligalaksi Seyfertin tyyppi Se sijaitsee noin 47 miljoonan valovuoden päässä Maasta Cetus-tähdistössä, mikä tekee siitä kosmisessa mittakaavassa suhteellisen lähellä Maata. Se on riittävän lähellä, jotta sen sisäistä rakennetta voidaan tutkia yksityiskohtaisesti nykyaikaisilla teleskoopeilla.
Sen kokonaishalkaisijan arvioidaan olevan noin 170.000 valovuottaTämä tekee siitä huomattavasti Linnunrataa suuremman. Sen keskiosan kirkkaimmat alueet kattavat noin 120 000 valovuotta, mutta pitkän valotusajan kuvat ovat paljastaneet paljon himmeämmän ulkokiekon, joka ulottuu kauas tuon alkuperäisen rajan ulkopuolelle.
Meidän näkökulmastamme M77 näkyy lähes suoraan. suuntautuminen "meihin päin" Sen avulla voit selvästi arvostaa sen spiraalihaarat, tumman pölyn alueet ja tähtien syntymäalueet, jotka sävyttyvät punertavilla ja sinertävillä sävyillä erilaisilla suodattimilla otetuissa kuvissa.
Sen taivaallinen sijainti Merihirviön tähdistön sydämessä sopii erittäin hyvin kreikkalaisen mytologian perinteeseen. Cetus yhdistetään Perseuksen ja Andromedan tarinaanTarinassa merihirviö oli aikeissa niellä prinsessan, kunnes sankari puuttui asiaan. Nykyään samassa taivaankappaleessa M77 loistaa yhtenä alueen mielenkiintoisimmista kohteista.
Löytöjen ja havaintojen historia
Galaksi M77 oli Ranskalainen tähtitieteilijä Pierre Méchain löysi sen vuonna 1780Väsymätön tarkkailija, joka teki tiivistä yhteistyötä Charles Messierin kanssa. Tuolloin ei kuitenkaan tiedetty, että nämä kohteet olivat muita galakseja; niitä pidettiin sumuina tai galaksijoukkoina.
Kun Messier sisällytti sen teokseensa kuuluisa syvän taivaan kohteiden luettelo, tulkitsi sen aluksi niin, diffuusi tähtijoukkoOli tarpeen odottaa modernin tähtitieteen kehitystä ja kaukoputkien resoluution ja herkkyyden parantumista, jotta saatiin vahvistus sille, että kyseessä oli todella valtava ulkoinen galaksi.
Messierin luettelossa M77 erottuu edukseen yksi suurimmista ja kirkkaimmista galakseistaItse asiassa suhteellisen lähellä pidettyjen kohteiden joukossa se on yksi koko listan kaukaisimmista galakseista, mikä antaa meille jo käsityksen siitä, kuinka voimakas sen luontainen kirkkaus on.
Keskikokoisilla amatöörikaukoputkilla M77 näkyy muodossa hajanainen, pyöreä tahra, helposti tunnistettavissa 10. magnitudin tähden lähellä. Vaikka spiraalihaarat eivät ole erotettavissa paljaalla silmällä, kokenut tarkkailija voi hyvien taivasolosuhteiden ja jonkin verran kärsivällisyyttä avulla aistia sen spiraalimaisen rakenteen.
M77:n yleinen rakenne: levyt, varret ja tangot
Yksi M77:n suurista yllätyksistä on sen sisäinen monimutkaisuus. Kyseessä ei ole yksinkertainen spiraali, vaan sauvaspiraaligalaksi, jossa on useita sauvoja ja himmeä ulkokiekko, joka ulottuu paljon niiden alueiden ulkopuolelle, joilla kirkkaus on ilmeisintä.
Keskustassa infrapunahavainnot ovat paljastaneet ainakin kaksi selvästi erillistä palkkiaSisimmän palkin pituus on noin 3 kiloparsekkia, ja se näkyy selvästi vain infrapuna-aallonpituuksilla, joilla pöly on vähemmän läpinäkymätöntä. Pääpalkin pituus on paljon pidempi ja se ulottuu noin 17 kiloparsekin pituudelle.
Nämä palkit liittyvät luultavasti spiraalihaarojen ja pölynauhojen organisaatio jota näemme useimmissa kuvissa. Jotain vastaavaa tapahtuu muissa sauvagalakseissa, kuten NGC 5248:ssa, jossa pääsauvan läsnäolo näyttää auttavan kaasun kanavoimaan galaksin sisäosiin, mikä ruokkii sekä tähtien muodostumista että aktiivisuutta ytimessä.
On viitteitä siitä, vaikkakin jonkin verran epäilyksiä herättäen, että kyseessä voisi olla vielä syvemmällä oleva, pienempi ja vaikeampi havaita palkkiJoka tapauksessa selvää on, että M77:llä on monimutkainen arkkitehtuuri, jossa tangot, kiekot ja varret ovat dynaamisesti vuorovaikutuksessa keskenään.
Kaiken sitä ympäröi heikko ulompi levy ulottuu noin 170 000 valovuoteen. Tämä kiekko näkyy parhaiten erittäin pitkän valotusajan kuvissa ja sisältää myös tähtienmuodostusalueita, vaikkakin paljon vähemmän intensiivisiä ja tiheitä kuin sisemmillä alueilla havaitut.
Spiraalimaiset haarat, pöly ja värit: nuoret ja vanhat tähdet
Jos tarkastelemme M77:n ulkonäköä Hubblen tai VLT:n kuvissa, ensimmäinen asia, joka pistää silmään, on hänen kierrettyjen spiraalihaarojensa kauneusNäitä haarakertoja risteilevät tummat pölynauhat ja niissä on kirkkaita tähtienmuodostumisalueita.
Että galaksin sisävyöhykkeet Nuorten, kuumien tähtien valo on vallitsevaa. Nämä tähdet yhdessä ionisoituneen kaasun kanssa antavat sinertävän sävyn laajakaistaisille kuville ja punertavan hehkun H-alfa-alueilla, joilla virittynyt vety säteilee erittäin voimakkaasti.
Kun siirrymme poispäin keskustasta, galaksin ulkonäkö muuttuu. Haarojen ja kiekon uloimmissa osissa valo muuttuu kellertävämpää ja oranssimpaaTämä on ominaista vanhemmalle tähtipopulaatiolle. Tämä viittaa siihen, että menneisyydessä on ollut voimakas tähtienmuodostumisaalto, ja nyt vallitsevina ovat pienempimassaiset ja vanhemmat tähdet.
Las tähtienmuodostusalueet Ne erottuvat punertavina laikkuina ja säikeinä. Sisätiloissa nämä alueet näyttävät yleensä vaaleanpunaisemmilta, koska kaasu ja tähdet ovat hyvin sekoittuneet. Kiekon reunaa kohti kaasu on hallitsevaa ja muodostaa ohuita, pitkänomaisia, säikeellisiä rakenteita, jotka näyttävät voimakkaamman punaisilta.
VLT:n FORS2-havaintolaitteella tehdyt havainnot "ESO Cosmic Gems" -ohjelman puitteissa ovat antaneet meille mahdollisuuden erottaa selkeästi eron Nuoret tähdet ovat sinertäviä, kypsät tähdet keltaisia ja punertavia emissiosumuja. Samoissa kuvissa myös muita paljon kaukaisempia galakseja voidaan nähdä pieninä, sumeina pisteinä, mikä korostaa entisestään M77:n kokoa.
Tähtiryöppygalaksi: alueita, joilla tähtiä muodostuu paljon
Aktiivisen ytimensä lisäksi M77:ää pidetään u galaksi ja tähtipurkaus (tähtiryöppy)koska se sisältää valtavia alueita, joilla tähdet muodostuvat erittäin nopeasti. Nämä voimakkaan tähtienmuodostuksen vyöhykkeet jakautuvat pääasiassa ytimen ympärille ja sisempien haarojen suuntaisesti.
M77-moottoritien läheisyydessä on tunnistettu joitakin seuraavista: kirkkaimmat tähtienmuodostusalueet tunnetaan noin 100 miljoonan valovuoden säteellä Linnunradasta. Toisin sanoen laajemmassa kosmisessa naapurustossamme harvoissa galakseissa on yhtä kirkkaita tähtienmuodostusalueita kuin M77:ssä.
Näille "tähtitehtaille" on ominaista voimakas kirkkaus emissiolinjat, kuten alfavetyja korkean kaasu- ja pölypitoisuuden vuoksi, joka vaikka se peittääkin osan näkyvästä valosta, on havaittavissa infrapunassa. Siellä muodostuu nuoria tähtijoukkoja, jotka lopulta täyttävät galaksin kiekon.
Se, että M77:ssä yhdistyvät aktiivinen ydin ja voimakas tähtipurkaus, viittaa siihen, että Galaksin kaasun dynamiikka on läheisesti kytköksissä sauvoihin ja spiraalihaaroihin.Nämä rakenteet kanavoivat materiaalia kohti keskusta-alueita, ruokkien sekä supermassiivista mustaa aukkoa että pilviä, joissa uudet tähdet muodostuvat.
M77 Seyfertin galaksina: erittäin aktiivinen galaksin ydin
Yksi M77:ää eniten kiinnostavista tekijöistä on sen luokittelu Seyfertin galaksi tyyppiä IISeyfertin galaksit ovat aktiivisten galaksien ytimien (AGN) alatyyppi, joille on ominaista suuren säteilymäärän lähettäminen keskialueeltaan.
M77:n tapauksessa havainnot osoittavat, että sen Ydin on erittäin valoisa ja kompakti.Tämä valtava säteily syntyy, kun materia putoaa galaksin sydämessä sijaitsevaan supermassiiviseen mustaan aukkoon. Kun materia syöksyy kohti mustaa aukkoa, se lämpenee, puristuu kokoon ja vapauttaa valtavia määriä energiaa.
M77:n luokittelussa on tietty erikoisuus: vaikka se näyttää olevan luettelossa Seyfert tyyppi IIUseat tutkimukset ovat viitanneet siihen, että sen sisäinen luonne muistuttaa itse asiassa enemmän Seyfertin tyyppiä I, jonka näemme "naamioituneena" tyypiksi II sen keskikiekon suunnan vuoksi meihin nähden. Toisin sanoen geometria ja pölyn läsnäolo saattavat peittää joitakin sisimpiä alueita.
M77:n aktiivinen ydin on niin tehokas, että Se loistaa kirkkaasti lähes koko sähkömagneettisen spektrin alueellaRöntgensäteet, ultraviolettisäteet, näkyvä valo, infrapunasäteily ja radioaallot. Tämä säteilyn monimuotoisuus on tehnyt M77:stä ensisijaisen kohteen galaksien keskustojen supermassiivisten mustien aukkojen toiminnan ymmärtämisessä.
Esimerkiksi radiossa M77:n ydin tunnetaan nimellä Cetus Aerityisen voimakas lähde. Korkean resoluution havainnot, kuten VLBA-radioteleskooppiryhmillä tehdyt, ovat mahdollistaneet kaasurakenteiden ja niiden erittäin yksityiskohtaisen jäljittämisen. vesimaserit jotka ympäröivät keskellä olevaa mustaa aukkoa.
Supermassiivinen musta aukko ja kertymäkiekko
M77-moottoritien sydämessä on supermassiivinen musta aukko, jonka massa on noin 10 miljoonaa aurinkoaSen ympäriltä on havaittu jättimäinen, noin viiden valovuoden läpimittainen kertymäkiekko, joka sisältää vesimolekyylejä sekä muita kaasu- ja pölykomponentteja.
Tämä kertymälevy on suoraan vastuussa voimakas korkeaenergisen säteilyn emissio joita havaitsemme. Kun aine putoaa mustaan aukkoon, kitka ja puristus nostavat sen lämpötilan ääriarvoihin, mikä tuottaa röntgensäteitä ja mahdollisesti myös gammasäteitä sekä voimakasta infrapuna- ja radiohehkua.
Very Large Telescope (VLT) -teleskoopilla noin vuonna 2003 tehdyt tutkimukset antoivat todisteita a:n olemassaolosta. kiekon ympärillä oleva kaasu- ja pölyrengasNämä tutkimukset, kuten Jaffen ja kollegoiden johtama tutkimus, auttoivat tarkentamaan mallia "toruksesta", joka koostuu monista aktiivisista ytimistä ympäröivästä materiaalista, joka joko estää tai sallii säteilyn kulkeutumisen riippuen siitä, mistä kulmasta sitä tarkastellaan.
Koko tämä joukko – musta aukko, kertymäkiekko, pölytorus, vesimaserit – muodostaa M77:n. Oppikirjaesimerkki aktiivisten ytimien fysiikan ymmärtämiseksiYhdistetyt radio-, infrapuna-, optiset ja röntgentiedot sopivat Seyfertin galaksimallien yleiseen viitekehykseen, mutta niillä on omat yksityiskohtansa, joita vielä tutkitaan.
Galaktisen keskuksen kompakti tähtijoukko
Mustan aukon ja sen kiekon lisäksi M77-galaksin keskustassa on massiivinen ja erittäin kompakti tähtijoukkoTämän tähtijoukon arvioidaan olevan 500–1 600 miljoonaa vuotta vanha ja kooltaan noin 50 parsekkia.
Vaikka se sijaitsee suhteellisen pienellä alueella, tämä klusteri vaikuttaa noin 7% ytimen kokonaisvalovoimastaTämä tarkoittaa, että jopa erittäin kirkkaan AGN:n läsnä ollessa tähden osuus on merkittävä ja muodostaa tärkeän osan galaksin keskustan energiatasapainosta.
Tiheän tähtijoukon ja supermassiivisen mustan aukon yhdistetty läsnäolo viittaa siihen, että M77-galaksin ytimen tähtienmuodostuksen historia on ollut intensiivistä.On todennäköistä, että sauvan ja haarojen dynamiikka on kanavoinut kaasua keskustaan päin satojen miljoonien vuosien ajan, mikä on ruokkinut sekä tähtijoukon että mustan aukon kasvua.
Säteilyä koko spektrissä: röntgensäteistä radioaaltoihin
M77:stä on tullut avaruuslentojen ja taivasta tutkivien observatorioiden vertailukohde eri aallonpituuksillaGalaksi säteilee huomattavan paljon röntgen-, ultravioletti-, näkyvää valoa, infrapuna- ja radiosäteilyä, joiden avulla voimme saada erittäin kattavan kuvan siitä, mitä sen sisällä tapahtuu.
En RöntgenkuvatAktiivinen ydin erottuu voimakkaana lähteenä, joka on yhteydessä supermassiivisen mustan aukon kertymäkiekkoon. Tätä suurenergistä säteilyä moduloivat edelleen kaasun ja pölyn läsnäolo, jotka absorboivat osan säteilystä ja lähettävät sitä uudelleen muilla aallonpituuksilla.
Että ultravioletti- ja näkyvä valoHubblen havainnot paljastavat ytimen kirkkauden, nuorten tähtien siniset tähtijoukot ja spiraalihaarojen välissä kiemurtelevat pölypilvet. Ionisoituneen vedyn punainen valo, joka on hyvin ilmeistä joissakin väriyhdistelmissä, korostaa aktiivisimpia tähtienmuodostusalueita.
En infrapunaVLT:n ja muiden havainnelaitteiden kaltaiset kaukoputket paljastavat kuuman pölyn ja rakenteiden jakautumisen, jotka ovat voimakkaasti peittyneitä näkyvässä valossa. Näillä aallonpituuksilla galaksin sisempi palkki ja syvemmät alueet näkyvät selkeimmin.
En radioKeskeisen Cetus A -lähteen lisäksi on havaittu mustaa aukkoa kiertävään kiekkoon liittyviä vesimasereita. Nämä maserit mahdollistavat kaasun nopeuksien erittäin tarkat mittaukset ja keskusobjektin massan suoran arvioinnin, mikä on olennaista teoreettisten mallien todentamiseksi.
M77 kosmisessa ympäristössään: M77-ryhmä
Messier 77 ei ole eristyksissä avaruudessa, mutta se on pienen galaksiryhmän hallitseva jäsenTämä ryhmä, joka tunnetaan tarkalleen nimellä M77-ryhmä, sisältää kohteita, kuten NGC 1055, NGC 1073, UGC 2161, UGC 2275, UGC 2302, UGCA 44 ja Markarian 600.
Ryhmän pääsulaksi oleminen tarkoittaa sitä, että M77:llä on gravitaatiovaikutus naapureihinsaja päinvastoin. Menneet tai nykyiset vuorovaikutukset, vaikkakaan eivät aina paljaalla silmällä havaittavissa, ovat saattaneet vaikuttaa kaasun uudelleenjakautumiseen ja sekä ytimen että tähtipurkausalueiden aktivoitumiseen.
Tutkimalla M77-tähtäintä sen ryhmän kontekstissa tähtitieteilijät voivat vertailla tähtien muodostumisen tasot, ydintyypit ja morfologiat eri galaksien välillä. Tämä auttaa ymmärtämään, onko M77:n aktiivisuus poikkeuksellista vai reagoiko se yleisempiin galaksiryhmien kehitykseen liittyviin suuntauksiin.
Cetus-tähdistö ja mytologinen yhteys
Taivaan alue, jossa M77, tähdistö SikiöSillä on hyvin rikas mytologinen tausta. Perseuksen ja Andromedan tarinassa Cetus edustaa merihirviötä, joka aikoi niellä kallioon uhriksi kahlehditun prinsessan, kunnes Perseus puuttuu asiaan Medusan pään kanssa.
Yötaivaalla tämä myytti heijastuu useita lähellä olevia tähtikuvioitaPerseus, Andromeda, Kassiopeia, Kefeus ja siivekäs hevonen Pegasus. Cetus sijaitsee eteläisemmällä alueella, lähempänä niitä, jotka antiikin ihmiset yhdistivät vesiin, mikä sopii sen luonteeseen merieläimenä.
Cetus-alueella M77:ää pidetään yksi mielenkiintoisimmista syvän taivaan kohteistaSe ei ole ainoastaan näyttävä, vaan sitä voi havaita myös amatööriteleskoopeilla suhteellisen pimeistä paikoista. Okulaarin läpi katsoessa näkee kuitenkin vain hajanaisen pilven; Hubblen, VLT:n ja muiden instrumenttien ansiosta tuntemamme hienot yksityiskohdat pysyvät suoran näköetäisyyden ulkopuolella.
Yhdistelmä mytologinen perinne ja moderni kosmologia Tämä tekee M77:stä erityisen houkuttelevan kohteen populaaritieteelle. Se antaa meille mahdollisuuden siirtyä klassisesta historiasta supermassiivisten mustien aukkojen fysiikkaan poistumatta samalta taivaan alueelta.
Kokonaisuutena tarkasteltuna aktiivisen keskuksen M77 omaava spiraaligalaksi on kiehtova sekoitus visuaalista kauneutta, dynaamista monimutkaisuutta ja äärimmäistä energistä väkivaltaaSen valtavat mitat, kaksoispalkki, himmeä ulkokiekko, tähtipurkaus, supermassiivinen musta aukko, kompakti tähtijoukko ja koko spektrin emissio tekevät siitä todellisen "kaikki yhdessä" -menetelmän aktiivisten galaksien kehityksen ja Seyfert-tyyppisten ytimien roolin ymmärtämiseen läheisessä maailmankaikkeudessa.
