M 87 (galax)

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 22 juli 2022; verifiering kräver 1 redigering .
M87
Galaxy

Galaxy M 87. En relativistisk jet
utbryter från mitten av galaxen
Forskningshistoria
öppnare Charles Messier [1]
öppningsdatum 18 mars 1781 [1]
Notation M 87, NGC 4486, Jungfru A
Observationsdata
( Epoch J2000.0 )
Konstellation Jungfrun
rätt uppstigning 12 h  30 m  49,42 s
deklination +12° 23′ 28,04″
Synliga mått 7,2' × 6,8'
Synligt ljud magnitud 9,59
Egenskaper
Sorts E+0-1 st
Ingår i Virgo Cluster [2] , [CHM2007] HDC 720 [2] , [CHM2007] LDC 904 [2] , [T2015] bo 100002 [2] och [TSK2008] 1 [ 2]
radiell hastighet 1307 ± 7 km/s
z 0,004283 ± 0,00017 [3] , 0,0042 ± 12 [4] och 0,0042 ± 0,00012 [4]
Distans 53,5 ± 1,63 miljoner St. år
Absolut magnitud (V) −22 [1]
Radie cirka 150 kpc [5]
Egenskaper Radioemission, relativistisk jet, enorma system (13000) klotkluster
Information i databaser
SIMBAD M87
Information i Wikidata  ?
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Messier 87 ( engelska  M 87 , NGC 4486 , Jungfru A ( Jungfru A ) , ryska Messier 87 ) är en superjätte elliptisk galax , den största i stjärnbilden Jungfrun . Den ligger på ett avstånd av cirka 16,4 miljoner parsecs (53,5 miljoner ljusår) från jorden. M 87 är den näst ljusaste galaxen i Jungfruklustret och en av de mest massiva galaxerna i den lokala superklustern av galaxer (även känd som Superkluster eller Jungfrusuperkluster).

I mitten av galaxen finns ett supermassivt svart hål som gör galaxens kärna aktiv . Detta objekt är en kraftfull källa för olika strålning, särskilt radiovågor, och genererar även en relativistisk jet (jet). En stråle av energisk plasma stöts ut från kärnan och sträcker sig i minst 1500 parsecs (4900 ljusår). Den 10 april 2019 publicerades den första bilden av detta svarta hål. [6] Den här bilden, tagen med Event Horizon Telescope , är den första bilden av ett svart hål som någonsin setts.

Till skillnad från spiralgalaxer har M 87 inga tydliga dammbanor och saknar några särdrag, och dess ljusstyrka, som de flesta typiska elliptiska galaxer, minskar med ökande avstånd från centrum. Det kosmiska dammet som bildades i galaxen spreds under loppet av 46 miljoner år av röntgenstrålar från kärnan, även om synliga dammfilament fortfarande finns närvarande. Stjärnor utgör 1/6 av hela massan av denna galax. Tätheten av stjärnor i M 87 minskar med ökande avstånd från dess centrum. Det finns mycket gas utspridda i utrymmet mellan stjärnor, som är berikat med element skapade av utvecklade stjärnor . Den har ett stort antal klotformiga kluster  - till exempel i M 87 finns det cirka 12 000 av dem, medan det i Vintergatan bara finns 150-200 sådana kluster. Galaxens hölje har en radie på cirka 150 kiloparsecs (490 000 ljusår) och kan påverkas av en annan galax.

Som en av de mest massiva jätteelliptiska galaxerna och den ljusaste källan till radioutstrålning är M 87 ett vanligt mål för forskning av både amatörastronomer och professionella forskare.

Supernova SN 1919A exploderade i galaxen 1919, dess högsta skenbara magnitud var 12,3 [7] .

Forskning

Den franske astronomen Charles Messier upptäckte M 87 1781 , och listade den som nummer 87 i sin katalog som ett nebulöst föremål som kan förvirra kometjägare. Alla objekt i den här katalogen fick prefixet M (Messier) , vilket gav nebulosan dess namn M 87. På 1880 -talet listade John Dreyer nebulosan i sin New General Catalog som NGC 4486.

År 1918 upptäckte den amerikanske astronomen Geber Curtis från Lick Observatory frånvaron av en spiralformad struktur i M 87 och märkte "en nyfiken direkt stråle ... uppenbarligen associerad med kärnan av en tunn linje av materia." Strålen verkade ljusare i den inre änden [8] . Följande år nådde den fotografiska magnituden av supernovan i M 87 21,5 m , även om detta blev känt först 1922 , efter utvecklingen av fotografiska plattor tagna av den sovjetiske astronomen I. A. Balanovsky [9] [10] .

8 juni 2009 -  Astronomerna Karl Gebhardt och Jens Thomas detaljerade resultaten av sina studier av det svarta hålets massa i mitten av galaxen M 87 vid American Astronomy Conference i Pasadena , Kalifornien . Enligt de presenterade uppgifterna är massan av ett svart hål 6,4 miljarder gånger större än det solenergiska [11] [12] .   

År 2010 fann man att det svarta hålet är förskjutet från sitt geometriska centrum (bestäms av centrum för synlig strålningsintensitet) med 22 ljusår [13] .

År 2014 upptäckte amerikanska forskare klothopen HVGC-1 som rörde sig bort från sin hemgalax med en hastighet av cirka 900 kilometer per sekund [14] .

Det svarta hålet i centrum av M87 med en massa på 6,6 miljarder solmassor upplevde flera utbrott av aktivitet under 2003-2007 [15] .

En bild av ett supermassivt svart hål med en massa på ca. 6,5 miljarder solmassor erhölls av Event Horizon Telescope- projektet och publicerades 2019 . En skiva av joniserad gas runt detta svarta hål roterar med en hastighet av ca. 1000 km/s, dess diameter är cirka 0,39 ljusår. Den skenbara storleken på skuggan av det svarta hålet M87 är 42 mikrobågsekunder. Händelsehorisonten är 2,5 gånger mindre än skuggan [16] .

Synlighet

M 87 ligger vid den övre gränsen av stjärnbilden Jungfrun , strax under stjärnbilden Coma Berenices . För att hitta den måste du rita en imaginär linje från Epsilon Jungfrun till Denebola  - galaxen kommer att vara nästan i mitten av denna linje. Den skenbara magnituden är 9,59 m och M 87 kan enkelt observeras med ett litet teleskop med 6 cm öppning.Observation av strålen ger vissa svårigheter utan hjälp av fotografering . Fram till 1990 var den ende som visuellt observerade den relativistiska strålen från M 87-galaxen den rysk-amerikanske astronomen Otto Struve . Han använde ett 254 cm teleskop på Mount Wilson . Under efterföljande år, men under utmärkta förhållanden, tillåter stora amatörteleskop också detta.

Egenskaper

Den franske astronomen Gerard de Vaucouleurs klassade M 87 som en E0p-galax. I den morfologiska klassificeringen av galaxer beskrivs E0p som elliptiska galaxer utan en plan-sfärisk. Suffixet "p" betyder att galaxen tillhör speciella , det vill säga de som inte exakt kan tillskrivas någon klass. Anledningen till det speciella med M 87 är närvaron av en relativistisk jet från dess centrum. M 87 hänvisar också till cD-typ galaxer (cD-galaxer) - superjätte D-klass galaxer.1958 föreslog den amerikanske astronomen William Morgan först att införa en liknande kategori för elliptiska galaxer med en kärna omgiven av en liten mängd kosmiskt damm.

Vikt
Mässa
M ⊙ 		Radie
kpc
2.4 32
3.0 44
5.7 47
6,0 femtio

Avståndet till M 87 bestämdes med hjälp av flera oberoende metoder. Dessa metoder inkluderade mätningar av ljusstyrkan hos planetariska nebulosor , jämförelse med närliggande galaxer distanserade med hjälp av ett standardljus (till exempel genom att använda de upptäckta Cepheidvariablerna ), linjära dimensioner av klotformiga kluster och tack vare data på toppen av den röda jättegrenen . Dessa mätningar sammanföll med varandra, vilket gjorde det möjligt att fastställa avståndet från jorden till M 87 på 16,4 ± 0,5 megaparsek (53,5 ± 1,63 miljoner ljusår).

Denna galax är en av de största i den lokala superkluster av galaxer . I diameter når den 120 tusen St. år, vilket ungefär motsvarar Vintergatan i denna indikator. Men M 87 är en sfär, inte en platt spiral, så dess massa når cirka 2,7 biljoner solmassor. Massan av M 87 inom en radie av 9-70 kiloparsek (29-130 tusen ljusår) från kärnan ökar gradvis i proportion till r 1,7 , där r är radien från centrum. Inom en radie av 32 kiloparsek (100 tusen ljusår) når galaxens massa siffror på (2,4 ± 0,6) x 10⋅10 12 massor av solen, vilket är två gånger högre än Vintergatans. När det gäller dess totala massa kan M 87 överstiga Vintergatan med 200 gånger.

Gasen som strömmar in i galaxen är ungefär 2 eller 3 solmassor per år, och mycket av den samlas nära kärnan. Det expanderade stjärnhöljet av denna galax når en radie på 450 000 ly. år, medan den i Vintergatan når 330 tusen sv. år.

Användningen av VLT gjorde det möjligt att observera rörelsen av cirka 300 planetariska nebulosor . Dessa nebulosor är resterna av en medelstor galax som har uppslukats av M 87 under de senaste miljarderna åren. De karakteristiska egenskaperna hos spektrumet av planetariska nebulosor gjorde det också möjligt för astronomer att upptäcka en takbjälkeliknande struktur i halo av M 87, vilket indikerar den fortsatta tillväxten av denna jättegalax. [17] [18]

Komponenter

I mitten av galaxen finns ett supermassivt svart hål med en massa på cirka 3,5 ± 0,8 miljarder solmassor [19] . Det är ett av de mest massiva föremål som vetenskapen känner till. Det ansågs vara det mest massiva föremålet i sitt slag tills dess rekord slogs av supermassiva svarta hål i galaxerna NGC 3842 och NGC 4889 med massor av 9,7 och 27 miljarder solmassor.

En skiva av joniserad gas roterar runt det svarta hålet , från vilket en jet kommer ut med relativistisk hastighet nästan vinkelrätt . Skivan runt det svarta hålet roterar med en hastighet av cirka 1000 km/s och når en storlek på 0,39 ljusår. Gasmassan som faller in i ett svart hål når ungefär en solmassa vart tionde år.

Observationer har visat att det supermassiva svarta hålet kanske inte är i centrum av M 87, utan vid sidan av det, på ett avstånd av 82 ljusår. Grunden för detta antagande var den motsatta riktningen av den ensidiga strålen, vilket kan innebära att det svarta hålet förskjutits från centrum av samma stråle. Enligt en annan hypotes var orsaken till förskjutningen av jeten processen att smälta samman med ett annat supermassivt svart hål. Forskning inkluderar inte igenkännandet av spektroskopi mellan en stjärn- och en aktiv galaktisk kärna. Det är möjligt att detta bara är en optisk blixt som genereras av strålen. Under 2011 fann analyser av M 87 ingen statistiskt signifikant bias.

Aktiva elliptiska galaxer som M 87 är resultatet av sammanslagning av flera mindre galaxer. Det finns lite damm kvar i dem, från vilket galaktiska nebulosor kan bildas, som fungerar som födelseplatsen för nya stjärnor. Därför domineras sådana galaxer av gamla stjärnor, som har en relativt hög halt av andra grundämnen än väte och helium. Den elliptiska formen av denna galax fastställdes av de slumpmässiga orbitala rörelserna hos dess ingående stjärnor, som står i kontrast till spiralgalaxer som Vintergatan.

Utrymmet mellan stjärnorna i M 87 är fyllt med interstellär gas, som är berikad med element som kastas ut av stjärnor som har lämnat huvudsekvensen . Kol och kväve syntetiseras ständigt av stjärnor som finns i den asymptotiska jättegrenen . Tyngre grundämnen, från syre till järn , skapas av supernovaexplosioner . Omkring 60% av dessa tunga grundämnen producerades av kollapsande supernovor, medan resten producerades av supernovor av typ Ia . Fördelningen av dessa element tyder på att i galaxens tidiga historia bidrog kollapsande supernovor mer till mättnaden av M 87 interstellära rymd med metaller . Medan materialet för massiva stjärnor gradvis uttömdes, blev bara supernovor av typ Ia de enda källorna till tunga grundämnen i det interstellära rymden av M 87.

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 Frommert H. Messier 87
  2. ↑ 1 2 3 4 5 SIMBAD Astronomical Database
  3. ↑ Messier 87
  4. ↑ 1 2 ADELMAN-McCARTHY JK , et al. SDSS Photometric Catalog, Release 7 - 2009. - Vol. 2294. - P. 0.
  5. ↑ Doherty M., Arnaboldi M. , Das P. , Gerhard O., Aguerri J. A. L., Ciardullo R., Feldmeier J. J., Freeman K. C., Jacoby G. H., Murante G. The edge of the M 87 halo and the kinematics of the diffuse light i Virgo-klusterkärnan  (engelska) // Astron. Astrofys. / T. Forveille - EDP Sciences , 2009. - Vol. 502, Iss. 3. - s. 771-786. — ISSN 0004-6361 ; 0365-0138 ; 1432-0746 ; 1286-4846 - doi:10.1051/0004-6361/200811532 - arXiv:0905.1958
  6. ↑ Forskare avslöjar den första bilden av det svarta hålet . TASS . Hämtad 10 april 2019. Arkiverad från originalet 10 april 2019.
  7. ↑ Lista över supernovor . www.cbat.eps.harvard.edu. Hämtad 16 juli 2020. Arkiverad från originalet 6 april 2020.
  8. ↑ Curtis, Heber Doust. Beskrivningar av 762 nebulosor och kluster fotograferade med Crossley Reflector  //  Publications of the Lick Observatory: journal. - University of California Press, 1918. - Vol. 13 . — S. 31 .
  9. ↑ Hubble, E. Messier 87 och Belanowsky's Nova  // Publications of the Astronomical Society of the Pacific  . - 1923. - Oktober ( vol. 35 , nr 207 ). — S. 261 . - doi : 10.1086/123332 . - .
  10. ↑ Shklovskii, IS Supernovor i flera system // Sovjetisk astronomi. - 1980. - T. 24 . - S. 387 . - .
  11. ↑ Dator i Texas-storlek hittar det mest massiva svarta hålet i Galaxy M  87 . Arkiverad från originalet den 1 juni 2012.
  12. ↑ Massomräkning: Svart hål större än tidigare trott . Arkiverad från originalet den 1 juni 2012.
  13. ↑ De svarta hålens under avslöjade ett virrvarr i galaxernas centrum . Arkiverad från originalet den 12 juni 2010.
  14. ↑ HVGC-1: Astronomers Discover Hypervelocity Star Cluster  , Sci-News.com (1 maj 2014) . Arkiverad från originalet den 5 maj 2014. Hämtad 5 maj 2014.
  15. ↑ Astronomer tar reda på varför vissa svarta hål "dansar" . Hämtad 25 augusti 2018. Arkiverad från originalet 25 augusti 2018.
  16. ↑ NSF-nyhetskonferens . Arkiverad från originalet den 11 april 2019.
  17. ↑ Jättegalaxen växer fortfarande . Europeiska sydobservatoriet . Hämtad 25 juni 2015. Arkiverad från originalet 25 juni 2015.
  18. ↑ Longobardi, A; Arnobaldi, M; Gerhard, O; Mihos, JC Uppbyggnaden av cD-halo av M87 - bevis för ackretion i den sista Gyr . arXiv.org . Cornell University Library. Hämtad 25 juni 2015. Arkiverad från originalet 7 november 2015.
  19. ↑ M87-svarthålsmassan från gasdynamiska modeller av rymdteleskopavbildningsspektrografobservationer . arXiv.org . University of Texas i Austin. Hämtad 26 april 2013. Arkiverad från originalet 11 januari 2017.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger
 Messigare objekt ( lista )