Stort magellanskt moln | |
---|---|
Galaxy | |
Infraröd bild av det stora magellanska molnet tagen med Vista-teleskopet | |
Forskningshistoria | |
Notation | ESO-LV 56-1150 , PGC 17223, ESO 56-115 , IRAS 05240-6948, LEDA 17223 , 3FHL J0530.0-6900e , Anon 0524-69 , 2FGL J0526.6-6825e , 2EG J0532-6914 , 3EG J0533-6916 , 825.6e |
Observationsdata ( Epoch J2000.0 ) |
|
Konstellation | guldig fisk |
rätt uppstigning | 5 h 23 m 34,60 s |
deklination | −69° 45′ 22″ |
Synliga mått | 5,4°×4,6° |
Synligt ljud magnitud | + 0,4m |
Egenskaper | |
Sorts | Magellansk spiralgalax |
Ingår i | lokal grupp |
radiell hastighet | 284 km/s [1] |
z | 0,00093 |
Distans | 50 kiloparsek |
Absolut magnitud (V) | −18,5 m _ |
Vikt | 0,6—2⋅10 10 M ☉ |
Radie | 5,4 kiloparsek |
Egenskaper | Vintergatans största och mest massiva satellitgalax |
Information i databaser | |
SIMBAD | NAMN LMC |
Information i Wikidata ? | |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Det stora magellanska molnet ( LMC , eng. LMC ) är Vintergatans största och mest massiva satellitgalax , som ligger på ett avstånd av 50 kiloparsecs från den. Galaxen har en diameter på 9,9 kiloparsek och en massa på 0,6—2⋅10 10 M ⊙ , den innehåller cirka 5 miljarder stjärnor. Den absoluta magnituden för galaxen i V-bandet är −18,5 m , och den skenbara magnituden är 0,4 m . Vinkelmåtten som syns på himlen är 5,4° gånger 4,6°, även om själva galaxen sträcker sig över ett större område.
Det stora magellanska molnet kallas ofta för oregelbundna galaxer , även om det finns en viss ordning i strukturen i det, därför är det mer korrekt att klassificera det som en magellansk spiralgalax . Den mest märkbara delen av det stora magellanska molnet är en bar , en skiva och en gloria finns också, och spiralstrukturen , även om den observeras, är svagt uttryckt.
Omkring 3 000 stjärnhopar är kända i det stora magellanska molnet , och det bör finnas omkring 4 600 sådana objekt totalt. Systemet av stjärnhopar i det stora magellanska molnet skiljer sig från det i Vintergatan: i det stora magellanska molnet finns det föremål som liknar klothopar i vår galax, men mycket yngre. Öppna kluster liknar i allmänhet de som finns i Vintergatan.
Massan av neutralt atomärt väte i galaxen är 7⋅10 8 M ⊙ , och massan för molekylärt väte är 10 8 M ⊙ . Gasen i det stora magellanska molnet är mindre koncentrerad i mitten än stjärnorna och observeras på större avstånd från centrum. Galaxen innehåller den ljusaste H II-regionen i hela den lokala gruppen : 30 Doradus , även känd som Tarantelnebulosan. 1987 bröt den enda supernovan SN 1987A i den i observationshistorien ut i galaxen - det är den närmaste oss sedan supernovaexplosionen 1604 .
Det stora magellanska molnet interagerar märkbart med vår galax, som det är en satellit av, såväl som med det lilla magellanska molnet - samlingen av de magellanska molnen och deras omgivande strukturer, såsom Magellanska strömmen, kallas det magellanska systemet . Interaktionen mellan dessa galaxer, såväl som tidvatteninflytandet från Vintergatan, påverkade avsevärt galaxens struktur och historien om stjärnbildningen i den.
De stora och små magellanska molnen på södra halvklotet har varit kända sedan antiken, på norra halvklotet åtminstone sedan 1000-talet . De magellanska molnen fick sitt moderna namn för att hedra Ferdinand Magellan , som gjorde den första världsomseglingen 1519-1522: en av medlemmarna i Magellan-teamet, Antonio Pigafetta , gav en beskrivning av dessa föremål. Det stora magellanska molnet är synligt för blotta ögat , men kan endast observeras söder om 20° nordlig latitud.
Det stora magellanska molnet är en magellansk spiralgalax [2] , som ligger på ett avstånd av 50 kiloparsecs från mitten av Vintergatan [komm. 1] och är en av dess satelliter [4] [5] . Den observeras i stjärnbilden Dorado [6] [7] . Det stora magellanska molnet är en av de galaxer som ligger närmast vår och är den närmaste av de som lätt kan upptäckas: även om dvärggalaxen i Skytten till exempel ligger 24 kiloparsec från vår galax, sticker den praktiskt taget inte ut mot bakgrunden av stjärnorna i Vintergatan [8] .
Vinkeldiametern för det stora magellanska molnet, mätt från isofoten 25 m per kvadratsekund av bågen i det fotometriska B-bandet , är 11,5°, vilket motsvarar en linjär storlek på 9,9 kiloparsek [9] , men bara ett mindre område av galaxen är synlig på himlen (se nedan ) [7] [10] . Galaxens massa är 0,6—2⋅10 10 M ⊙ , den innehåller cirka 5 miljarder stjärnor, vilket är cirka 20 gånger mindre än i vår galax [6] . Den absoluta magnituden för galaxen i V-bandet är -18,5m . Det stora magellanska molnet är alltså den fjärde största galaxen i den lokala gruppen vad gäller ljusstyrka och storlek efter Andromedagalaxen , Vintergatan och Triangulumgalaxen [11] [12] , och det är också den största och mest massiva satelliten av Vintergatan [13] [14] .
Den skenbara magnituden för galaxen i V-bandet är 0,4 m , färgindexet B−V är 0,52 m . Värdet på interstellär utrotning i V-bandet för galaxen är 0,4 m , och den interstellära rodnaden i B−V-färgen är 0,13 m . Planet för galaxens skiva lutar mot bildplanet med 27–45°, positionsvinkeln för den stora halvaxeln för den synliga skivan i galaxen är 170° [15] . Den östra delen av det stora magellanska molnets skiva är närmast galaxen [16] .
Rotationskurvan för det stora magellanska molnet når ett maximalt värde av 71 km/s på ett avstånd av cirka 4 kiloparsecs från centrum [17] . De inre regionerna gör en revolution på 250 miljoner år [18] . Galaxens rotationscentrum sammanfaller inte med dess optiska centrum [19] .
Det stora magellanska molnet klassificeras ofta som en oregelbunden galax , även om det finns en viss ordning i dess struktur, så det är mer korrekt att klassificera det som en magellansk spiralgalax [2] .
Den mest märkbara delen av det stora magellanska molnet är stången , vars position inte sammanfaller med mitten av galaxens skiva. Baren innehåller en relativt ung stjärnpopulation. Galaxens platta komponent representeras av två komponenter: det "centrala systemet", som också innehåller en ung stjärnpopulation, och en mer utsträckt skiva med en äldre stjärnpopulation. Det finns också en gloria med en mycket gammal stjärnpopulation i det stora magellanska molnet : det är möjligt att halon har en form nära en skiva, med en karakteristisk höjd på cirka 3 kiloparsecs [8] [20] [21] . Utöver gamla stjärnor utgör relativt unga och metallrika stjärnor 2 % av massan i halon [22] .
Fragment av en spiralstruktur observeras i Stora Magellanska molnet, men det är ganska oordnat och sticker svagt ut mot bakgrunden av de omgivande delarna av galaxen [8] [20] . Fördelningen av ljusstyrka i det stora magellanska molnets skiva är exponentiell , och skivans karakteristiska radie är 1,5 kiloparsec [15] .
Den genomsnittliga metalliciteten för det stora magellanska molnet är -0,30 [komm. 2] . Den nuvarande takten för stjärnbildning i galaxen är 0,26 M⊙ per år. I det stora magellanska molnet utgör population II -objekt cirka 1% av den totala massan - 1,6⋅10 8 M ⊙ , och den absoluta storleken på deras totalitet är -15,2 m . I detta fall är den karakteristiska radien för fördelningen av objekt i population II större än för hela ämnet, dvs 2,6 kiloparsec. Detta indikerar att zonen i galaxen där stjärnbildning sker minskade med tiden [24] .
Enligt teoretiska uppskattningar bör det finnas omkring 4600 stjärnhopar i Stora Magellanska molnet [25] , varav omkring 3000 är kända [26] .
Systemet av stjärnhopar i Stora Magellanska molnet skiljer sig från det i Vintergatan. De stjärnrika klothoparna i vår galax är gamla objekt över 12 miljarder år gamla, medan det finns två grupper av stjärnrika hopar i Stora Magellanska molnet. Vissa hopar liknar klotformade stjärnhopar i vår galax: de har röda färger , låg metallicitet , några av dem har RR Lyrae-variabler — det finns 13 sådana objekt i galaxen [27] . Andra hopar är blåare och mindre än 1 miljard år gamla: i detta liknar de öppna hopar , men de innehåller många fler stjärnor, är större och har former nära sfäriska. Sådana objekt kallas unga tätbefolkade kluster , liknande objekt är okända i Vintergatan [28] . Öppna kluster i Stora Magellanska molnet liknar i allmänhet de i vår galax [29] .
Det stora magellanska molnet innehåller klothopar äldre än 11,5 miljarder år, samt ett stort antal hopar yngre än 3 miljarder år, och det finns nästan inga mellanåldershopar. Gamla och unga kluster är också åtskilda av metallicitet : i gamla överstiger detta värde inte -1,5, medan det hos unga är högre än -1,0 [30] .
De yngsta stjärnhoparna, med åldrar mindre än 4 miljoner år, är fördelade i det stora magellanska molnets skiva. Äldre klungor, upp till 200 miljoner år gamla, finns också fördelade i skivan och visar viss koncentration mot stången. Kluster från 200 miljoner år till 1 miljard år gamla är också vanligare nära baren, och även äldre kluster är fördelade över ett större område än alla andra, och är inte mer koncentrerade nära baren än i andra områden.
I genomsnitt är stjärnhopar i Stora Magellanska molnet äldre än de i Vintergatan. Detta beror på det faktum att under förhållandena i denna galax interagerar kluster mindre ofta med molekylära moln och därför förstörs under en längre period. I Stora Magellanska molnet är medelåldern för kluster 1,1 miljarder år, medan den i Vintergatan bara är 0,2 miljarder år [31] .
Det interstellära mediet i Stora Magellanska molnet består av gas med olika temperaturer och damm [32] . Massan av neutralt atomärt väte i galaxen är 7⋅10 8 M ⊙ , och den för molekylärt väte är 10 8 M ⊙ [33] . Innehållet av damm i förhållande till gas i Stora Magellanska molnet är lägre än i vår galax med en storleksordning [19] .
Gasen i det stora magellanska molnet är mindre koncentrerad i mitten än stjärnorna och observeras på större avstånd från centrum. En stor andel neutralt väte finns i galaxens roterande skiva med en diameter på 7,3 kiloparsec, och en del är framför den. Galaxen har också en het gaskorona , liknande den som observerades i Vintergatan [34] .
Ett antal kvasarer observeras bakom skivan av Stora Magellanska molnet , som kan användas för att studera interstellär utrotning i dess skiva. Det är känt att interstellär utrotning i Stora Magellanska molnet ökar kraftigare i korta vågor än i Vintergatan. Kanske beror detta på skillnader i kemisk sammansättning [34] .
Det finns minst 265 kända planetariska nebulosor [35] i det stora magellanska molnet , med en total uppskattad till cirka 1000 [36] .
30 Golden Fish30 Doradus , även känd som Tarantelnebulosan, är den ljusaste H II-regionen i det stora magellanska molnet och hela den lokala gruppen . Dess diameter är cirka 200 parsecs , i hela galaxen är stjärnbildningen vid 30 Doradus mest aktiv. Nära centrum av 30 Doradus finns en ung och mycket massiv stjärnhop R136 , som innehåller fler O-stjärnor än resten av galaxen, och koncentrationen av stjärnor i den är 200 gånger högre än i typiska OB-associationer [37] [38] . Denna klunga innehåller stjärnor med mycket stora massor, inklusive den mest massiva av alla kända - R136a1 , vars massa är 265 M ⊙ [7] [39] .
De flesta typer av variabla stjärnor som är kända i Vintergatan finns också i det stora magellanska molnet. Nästan alla de ljusaste stjärnorna i galaxen uppvisar variation [40] .
Till exempel är minst 1470 Cepheider kända i Stora Magellanska molnet , och i genomsnitt är de kortare än Vintergatans Cepheider. Tydligen beror detta på den lägre metalliciteten hos det stora magellanska molnet, på grund av vilket stjärnor med lägre massa än i vår galax kan bli cefeider. Variabler av typen RR Lyrae uppskattas vara minst 10 tusen i Stora Magellanska molnet, och deras ljusstyrka kan systematiskt skilja sig från ljusstyrkan hos sådana stjärnor i Vintergatan [41] .
Nya och supernovorFrekvensen av utbrott av nya stjärnor i Stora Magellanska molnet är minst 0,7 per år, och supernovor bryter ut i genomsnitt en gång vart 100:e år. Endast en supernova har registrerats i observationshistorien - SN 1987A 1987 - det är den närmast oss sedan supernovaexplosionen 1604 . Under de senaste 800 åren har minst två supernovor brutit ut i galaxen: förutom SN 1987A är supernovaresten SNR 0540-693 känd . Andra kända supernovarester har nyligen brutit ut [6] [42] .
I det mjuka röntgenområdet utstrålar det stora magellanska molnet het gas. Dessutom är minst 105 separata källor kända, varav 28 är identifierade som supernovarester , 6 som röntgenbinärer och 20 är associerade med OB-associationer [43] .
1979 upplevde galaxen en ljus gammastrålning , associerad med supernovaresten SNR N49 , följt av ett 8-sekunders sönderfall. Under de kommande fyra åren observerades upprepade gånger svagare och kortare skurar associerade med samma källa [43] .
I allmänhet är densiteten av kosmisk strålning i Stora Magellanska molnet jämförbar med den i vår galax [43] .
Det stora magellanska molnet är en satellit från Vintergatan [6] . För tillfället rör sig denna galax i förhållande till mitten av vår galax med en hastighet av 293 km/s: den radiella komponenten av hastigheten är 84 km/s, den tangentiella komponenten är 281 km/s. Det stora magellanska molnet rör sig i en omloppsbana med ett pericentriskt avstånd på 45 kiloparsek och ett apocentriskt avstånd på 2,5 gånger större, med en period på cirka 1,5 miljarder år [44] .
Dessutom är det stora magellanska molnet gravitationsbundet och interagerar synligt med det lilla magellanska molnet . Avståndet mellan galaxerna är 21 kiloparsek [45] , de roterar i förhållande till varandra med en period på 900 miljoner år [46] . Galaxerna har ett gemensamt skal av neutralt väte , och mellan dem finns en "bro" av stjärnor och gas - Magellanbron [47] . Från Magellanska molnen till vår galax sträcker sig Magellanska strömmen - en långsträckt struktur av neutralt väte [6] [19] . Helheten av dessa galaxer och deras gemensamma strukturer kallas det magellanska systemet [48] .
Genom fördelningen av stjärnhopar efter ålder kan man spåra historien om stjärnbildningen i galaxen. Kluster av medelålder, från 3 till 11,5 miljarder år, är praktiskt taget frånvarande i galaxen (se ovan ), bara ett sådant objekt är känt: ESO 121-SC03 . Dess ålder är 8-9 miljarder år. En hypotes tyder på att denna klunga bildades i det lilla magellanska molnet , där takten för stjärnbildning var mer enhetlig över tiden. Under de senaste 4 miljarderna åren har takten för stjärnbildning i galaxen ökat avsevärt. Även om stjärnhoparnas bildningshistoria inte helt återspeglar bildningshistorien för alla stjärnor i klustret, stödjer andra metoder, som att mäta antalet kolstjärnor i förhållande till klass M-stjärnor , dessa slutsatser [49] .
De moderna parametrarna för det stora magellanska molnet påverkades avsevärt av historien om dess interaktion med vår galax och med det lilla magellanska molnet. Ursprungligen var det stora magellanska molnet en tunn skiva utan en stång, men under de senaste 9 miljarderna åren, på grund av tidvatteninteraktioner med dessa två galaxer, har en stång och halo dykt upp i det stora magellanska molnet, och skivans tjocklek har ökade. Dessutom, på grund av interaktionen med vår galax, bildades den magellanska strömmen - den inkluderade cirka 15 % av stjärnorna och 20 % av gasen som ursprungligen fanns i det stora magellanska molnet [22] , även om det också är möjligt att Magellanska strömmen uppstod från substansen i det lilla magellanska molnet [50]
Utbrottet av stjärnbildning som har lett till bildandet av massiva stjärnhopar under de senaste 3 miljarder åren orsakas av interaktioner med det lilla magellanska molnet. En annan, mindre trolig förklaring till förnyad stjärnbildning är att det stora magellanska molnet ursprungligen var en satellit från Andromedagalaxen , varefter det fångades in av vår galax och för första gången närmade sig den för 3 miljarder år sedan. Varje gång det stora magellanska molnet passerade pericenter i sin rörelse runt Vintergatan, ökade dessutom tempot för stjärnbildningen i det tillfälligt [22] . Enligt beräkningar kommer det i framtiden - den mest sannolika tidsperioden är 2,4 miljarder år - att bli en kollision och sammanslagning av det stora magellanska molnet med vår galax. Detta kommer att hända före kollisionen mellan Vintergatan och Andromedagalaxen och kommer att leda till att vissa parametrar i Vintergatan kommer att bli mer typiska för galaxer med jämförbara massor - till exempel kommer den genomsnittliga metalliciteten hos halo att öka, eftersom kommer massan av det supermassiva svarta hålet i mitten av galaxen [51] .
De stora och små magellanska molnen har varit kända för invånarna på södra halvklotet sedan antiken. De återspeglades i olika folks kulturer: till exempel representerade vissa sydamerikanska stammar dem som fjädrar av nandu- fåglar och australiensiska aboriginer - som två jättar som ibland stiger ner från himlen och stryper sovande människor [52] [53] .
På norra halvklotet åtminstone på 1000-talet e.Kr. e. de magellanska molnen var kända för As-Sufi . För navigatörer var de magellanska molnen av intresse eftersom de ligger nära världens sydpol , nära vilken det inte finns några ljusa stjärnor [52] [54] .
Magellanska molnen fick sitt moderna namn för att hedra Fernand Magellan , som gjorde den första världsomseglingen 1519-1522. En av medlemmarna i Magellans team, Antonio Pigafetta , gav en beskrivning av dessa föremål. Dessutom antog Pigafetta korrekt att de magellanska molnen är sammansatta av enskilda stjärnor [52] .
År 1847 publicerade John Herschel en katalog med 919 enskilda föremål i det stora magellanska molnet med koordinater och korta beskrivningar. År 1867 föreslog Cleveland Abbe först att de magellanska molnen är separata galaxer från Vintergatan [ 55] [56] .
Sedan 1904 började anställda vid Harvard-observatoriet att upptäcka cepheider i de magellanska molnen. År 1912 upptäckte Henrietta Leavitt , som också arbetade vid Harvard Observatory, för de magellanska molnen ett samband mellan period och ljusstyrka för Cepheider [57] . Detta förhållande började senare spela en viktig roll för att mäta avstånden mellan galaxer. Sedan 1914 började astronomer vid Lick-observatoriet systematiskt mäta de radiella hastigheterna för emissionsnebulosor i de magellanska molnen. Det visade sig att alla dessa objekt har stora positiva radiella hastigheter - detta var bevis till förmån för det faktum att de magellanska molnen är separerade från Vintergatan. Dessa tre upptäckter, liksom upptäckten av neutralt väte i och runt de magellanska molnen med radioteleskop , utsågs av Harlow Shapley 1956 som de viktigaste prestationerna relaterade till de magellanska molnen. Dessutom noterade Shapley flera andra upptäckter: till exempel upptäckten av olika stjärnpopulationer i Magellanska molnen [54] [58] .
Senare på 1900-talet gjordes också ett stort antal upptäckter: till exempel upptäcktes Magellanska strömmen, upptäcktes röntgenkällor i Magellanska molnen och stoftkomponenten i Molnen studerades med hjälp av rymdteleskopet IRAS . Dessutom exploderade supernovan SN 1987A i Stora Magellanska molnet 1987 , vilket också gav lite information om denna galax [59] . På 2000-talet gav rymdteleskop som Gaia , Spitzer och Hubble [60] [61] [62] mycket information om det stora magellanska molnet .
På de mellersta breddgraderna på norra halvklotet är det stora magellanska molnet inte synligt, åtminstone en del av det kan observeras söder om 20° nordlig latitud. Galaxen ligger mestadels i stjärnbilden Dorado , men en liten del av den ligger i stjärnbilden Taffelberget [12] .
Den skenbara magnituden av det stora magellanska molnet är +0,4 m , och de skenbara vinkeldimensionerna är 5,4° gånger 4,6° [10] . Det stora magellanska molnet kan ses med blotta ögat även med viss ljusförorening , det ser ut som en ovalformad disig fläck. Den ljusaste delen av det stora magellanska molnet är stången, dess längd är 5°, vilket är 10 gånger fullmånens diameter , och dess bredd är 1°. När du använder en kikare eller ett litet teleskop blir galaxens svagare perifera områden synliga [12] [63] .
Det finns minst 114 New General Catalog -objekt i det stora magellanska molnet . Bland dem är Tarantula Nebula , som sticker ut från bakgrunden av andra detaljer i galaxen: vissa detaljer i dess struktur kan urskiljas även när de observeras genom ett teleskop med en öppning på 100 mm. I ett teleskop med en linsdiameter på 150 mm kan man se många enskilda nebulosor och stjärnhopar i galaxen. När man använder ett teleskop med en öppning på 200 mm är föremål som NGC 1714 , en liten emissionsnebulosa , tydligt synliga , nära vilken den svagare nebulosan NGC 1715 befinner sig . I det öppna klustret NGC 1755 är de ljusstarkaste stjärnorna lösbara mot ett disigt sken skapat av svagare stjärnor. Du kan se emissionsnebulosan NGC 1763 , inom 9 minuter från en båge från vilken det finns ytterligare tre svagare nebulosor - NGC 1760 , NGC 1769 och NGC 1773 , samt en annan liknande grupp, ännu närmare, som består av nebulosorna 1962C , NGC 1965 , NGC 1966 och NGC 1970 . Synliga är också klothoparna NGC 1835 och NGC 2019 och superhopen NGC 1850 , i vilka cirka 50 enskilda stjärnor kan upplösas. Slutligen kan man se öppna hopar NGC 2100 , där det är möjligt att urskilja några detaljer i strukturen och enskilda stjärnor, och NGC 2214 [12] .
![]() | |
---|---|
I bibliografiska kataloger |
Vintergatan | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Placera | Vintergatan → Vintergatans undergrupp → Lokal grupp → Lokalt superkluster av galaxer → Laniakea → Pisces-Cetus superklusterkomplex → Observerbart universum → Universum | ||||||||
galaxens kärna | |||||||||
Ärmar |
| ||||||||
Satellitgalaxer |
|