Magellanska moln

Magellanska molnen är Vintergatans  två största satellitgalaxer : det stora magellanska molnet och det lilla magellanska molnet . De är gravitationsbundna, har ett gemensamt skal av neutralt väte och några fler vanliga strukturer - deras helhet kallas det magellanska systemet.

Det stora magellanska molnet är 50 kiloparsecs från Vintergatans centrum och det lilla magellanska molnet är 56 kiloparsecs. Dessa två galaxer klassificeras ofta som oregelbundna , men det finns en viss ordning i strukturen av det stora magellanska molnet, och det är mer korrekt att tillskriva de magellanska spiralgalaxerna .

Jämfört med vår galax har de magellanska molnen, särskilt det lilla, en högre massandel av interstellär gas och ett lägre överflöd av tunga element. Skillnader i kemisk sammansättning indikerar att de magellanska molnen inte hade en initial utbrott av stjärnbildning där ett stort antal stjärnor bildades, som i Vintergatan.

Förutom galaxer inkluderar det magellanska systemet flera relaterade strukturer: dessa är den magellanska gasströmmen, som sträcker sig 180 kiloparsec, den magellanska bron av gas och stjärnor som förbinder galaxer, samt ett vanligt skal av neutralt väte.

Egenskaper

Magellanska molnen är Vintergatans två största satellitgalaxer : det lilla magellanska molnet (LMC) och det stora magellanska molnet (LMC) [1] . De ligger ganska nära varandra och är gravitationsbundna. Från Magellanska molnen sträcker sig Magellanska strömmen - en långsträckt struktur av neutralt väte . Dessutom har detta par av galaxer ett gemensamt skal av neutralt väte [2] [3] , och mellan dem finns en "bro" av stjärnor och gas - Magellanska bron [4] . Helheten av dessa galaxer och deras gemensamma strukturer kallas det magellanska systemet [5] .

Galaxer

Det stora magellanska molnet är 50 kiloparsecs från mitten av Vintergatan, och det lilla magellanska molnet är 56 kiloparsecs [komm. 1] , och avståndet mellan de magellanska molnen är 21 kiloparsecs [7] . Dessa två galaxer klassificeras ofta som oregelbundna , men det stora magellanska molnet har en viss strukturell ordning, och det är mer korrekt att hänvisa till de magellanska spiralgalaxerna [8] .

Några parametrar för de magellanska molnen [9]
BMO IMO
Deklination ( J2000 ) [10] [11] −69° 45′ 22″ −72° 48′ 01″
Right Ascension (J2000) [10] [11] 5 h  23 m  34,6 s 0 h  52 m  38,0 s
Avstånd till solen 50 kpc 59 kpc
Diameter [12] [13] 9,9 kpc 5,8 kpc
Vikt [14] 0,6—2⋅10 10 M ⊙ 3—5⋅10 9 M ⊙
Massa av neutralt atomärt väte 7⋅10 8 M ⊙ 5⋅10 8 M ⊙
Massa av molekylärt väte 10 8 M ⊙ 7,5⋅107M⊙ _ _ _
Antal stjärnor [15] 5⋅10 9 1,5⋅10 9
Metallicitet [Fe/H] −0,30 -0,73
Absolut magnitud ( V ) −18,5 m _ −17,07 m _
Skenbar magnitud (V) + 0,4m + 1,97m
Färgindex B−V + 0,52m + 0,61m
Vinkelmått synliga på himlen [10] [11] [komm. 2] 5,4° × 4,6° 2,6° × 1,6°
Sammansättning och stjärnpopulation

Jämfört med vår galax har de magellanska molnen, särskilt den lilla, en högre massandel av interstellär gas: i LMC är andelen neutralt väte flera gånger högre än i Vintergatan, och i MMO är det en order av magnitud högre. Halten av tunga grundämnen i Magellanska molnen är tvärtom mycket lägre än i Vintergatan [3] . Det är känt att interstellär utrotning i Magellanska molnen ökar i korta vågor kraftigare än i Vintergatan, vilket kan bero på skillnader i kemisk sammansättning [18] .

Skillnader i kemisk sammansättning tyder på att de magellanska molnen inte hade en initial explosion av stjärnbildning där ett stort antal stjärnor bildades, som i Vintergatan, utan stjärnbildningen i de magellanska molnen började samtidigt som i Vintergatan , eftersom gamla föremål också observeras i de magellanska molnen [3] . Hastigheten för stjärnbildning i Stora Magellanska molnet ökade markant för 3-5 miljarder år sedan. Det lilla magellanska molnet befinner sig i ett tidigare utvecklingsstadium än det stora, och det har en lägre stjärnbildningshastighet [19] .

Stjärnhopar och stjärnbildande regioner

Stjärnhopsystemen i Magellanska molnen skiljer sig från dem 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 de magellanska molnen. Vissa hopar liknar klotformade stjärnhopar i vår galax: de har röda färger , låg metallicitet , och i några av dem observeras RR Lyrae-variabler . 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 föremål kallas unga tätbefolkade kluster , liknande föremål är okända i Vintergatan [20] .  Öppna kluster i de magellanska molnen liknar i allmänhet de i vår galax [21] .

Det stora magellanska molnet innehåller den ljusaste H II-regionen i hela den lokala gruppen , 30 Doradus , även känd som Tarantelnebulosan. Dess diameter är 200 parsecs , nära dess mitt finns en ung och mycket massiv stjärnhop R136 [22] [23] . Denna klunga innehåller stjärnor med mycket stora massor, inklusive den mest massiva av alla kända - R136a1 , vars massa är 265 M ⊙ [17] [24] .

Variabla stjärnor

Variabla stjärnor av olika typer observeras i de magellanska molnen . Till exempel har Cepheider i genomsnitt kortare perioder än de i vår galax. Tydligen beror detta på den lägre metalliciteten hos de magellanska molnen, på grund av vilken stjärnor med lägre massa kan bli cefeider än i Vintergatan [25] .

1987 registrerades den enda supernovan i historien om observationer i det stora magellanska molnet, SN 1987A . Det är närmast oss sedan supernovan 1604 [26] .

Rörelse

Magellanska molnen roterar i förhållande till varandra med en period av 900 miljoner år, och runt Vintergatan gör de ett varv på 1,5 miljarder år [27] . Under de senaste omloppsperioderna har galaxer närmat sig varandra upp till avstånd på 2-7 kiloparsecs - det senaste närmandet skedde för 200 miljoner år sedan. Det maximala avståndet mellan galaxer under deras omloppsrörelse kan nå 50 kiloparsecs [28] .

Omgivande galaxer

Bortsett från två galaxer inkluderar det magellanska systemet olika strukturer som är associerade med dem: den magellanska strömmen , den magellanska bron och ett gemensamt skal av neutralt väte [5] . Alla dessa strukturer innehåller 37% av allt neutralt atomärt väte i det magellanska systemet [29] .

Magellanic Stream

Ett långsträckt flöde av gas kommer från Magellanska molnen - Magellanska strömmen . Den har en längd på cirka 180 kiloparsecs (600 tusen ljusår ) och passerar i båda riktningarna från de magellanska molnen: i riktningen för deras rörelse och mot den. På den himmelska sfären upptar den Magellanska strömmen en båge på 180° eller mer och passerar genom galaxens sydpol . Magellanska strömmen observeras endast i radioområdet , inga stjärnor observeras i den [27] [30] . Dess massa är 5⋅10 8 M ⊙ [31] , substansen i Magellanska strömmen strömmar in i Vintergatan: flödeshastigheten är 0,4 M ⊙ per år för neutralt väte och minst samma för joniserat väte [29] .

Magellanska strömmen bildades av substansen i ett av de magellanska molnen - troligen det lilla, men den exakta mekanismen för denna process är okänd. Det antas att det lilla magellanska molnet har förlorat en del av sin massa antingen på grund av tryck i huvudetunder den sista passagen genom Vintergatans skiva, eller som ett resultat av tidvatteninteraktioner mellan molnen med varandra eller med vår galax [27] [30] .

Magellan Bridge

Magellanska bron är en struktur av gas och stjärnor som förbinder de magellanska molnen [4] [32] . Massan av neutralt väte i den är 3,3⋅10 8 M ⊙ , och massan av joniserat väte är 0,7–1,7⋅10 8 M ⊙ . Ibland, separat från Magellanska bron, betraktas den så kallade Tail of the Small Magellanic Cloud ( Engelska Small Magellanic Cloud Tail ) - ett område som gränsar till det lilla magellanska molnet. Speciellt skiljer sig svansen från bron i en betydligt lägre andel joniserad gas [29] .  

Man tror att Magellanska bron bildades för 200 miljoner år sedan under den senaste konvergensen av molnen med varandra. Under påverkan av tidvattenkrafter bildade en del av massan av det lilla magellanska molnet denna struktur. I bron finns både en ung stjärnpopulation, som bildades efter brons uppkomst, och en äldre, som innehåller stjärnor i åldern 400 miljoner till 5 miljarder år [29] [32] [33] . Flera stjärnhopar har också upptäckts i Most [34] .

Gemensamt skal av neutralt väte

De stora och små magellanska molnen har ett gemensamt skal av neutralt väte, som har en vinkelstorlek på tiotals grader [35] . Närvaron av en sådan struktur indikerar att Molnen har varit gravitationsbundna under lång tid [5] .

Systemutveckling

Det är inte känt om de magellanska molnen ursprungligen bildades som ett par galaxer, eller om de blev ett par galaxer först relativt nyligen [36] . Man tror att galaxer har varit gravitationsbundna under åtminstone de senaste 7 miljarder åren [5] .

De moderna parametrarna för båda galaxerna påverkades avsevärt av historien om deras interaktion med varandra och med vår galax. Till exempel var det stora magellanska molnet ursprungligen 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 en halo utvecklats i det stora magellanska molnet, och tjockleken på disken har ökat [36] [37] .

I framtiden kommer det att ske en sammanslagning av Magellanska molnen med vår galax. För Stora Magellanska molnet är den mest sannolika tiden för sammanslagning 2,4 miljarder år, vilket är tidigare än den förväntade kollisionen mellan Vintergatan och Andromedagalaxen [38] [39] .

Studiens historia

De magellanska molnen har varit kända för invånarna på södra halvklotet sedan antiken. De återspeglades i olika folks kulturer: till exempel representerade några sydamerikanska stammar dem som fjädrar av nandu- fåglar och australiensiska aboriginer  - som två jättar som ibland stiger ner från himlen och stryper sovande människor [40] [41] .

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 är belägna nära världens sydpol , nära vilken det inte finns några ljusa stjärnor [40] [42] .

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 [40] .

År 1847 publicerade John Herschel en katalog med 244 enskilda föremål i det lilla magellanska molnet och 919 i det stora, med koordinater och korta beskrivningar. År 1867 föreslog Cleveland Abbe först att de magellanska molnen är separata galaxer från Vintergatan [ 43] [44] .

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 [45] . 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 han flera andra upptäckter: till exempel upptäckten av olika stjärnpopulationer i Magellanska molnen [42] [46] . Olika upptäckter som är viktiga för astronomi visade sig vara möjliga, särskilt på grund av det faktum att de magellanska molnen ligger ganska nära Vintergatan, men samtidigt tas de bort från dess skiva och de påverkas svagt av interstellär absorption ; dessutom är avstånden från jorden till objekten för vart och ett av de magellanska molnen nästan desamma, så att skillnaden i de skenbara stjärnstorlekarna för objekten som observeras där är lika med skillnaden i deras absoluta stjärnstorlekar . Av dessa skäl kallade Shapley de magellanska molnen "verkstaden för astronomiska metoder" [3] [27] .

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 [ 47] .

Anteckningar

Kommentarer

  1. ↑ Avstånden från dessa galaxer till solen är 50 respektive 59 kiloparsek [6] .
  2. ↑ Värdena på den linjära storleken och vinkelstorleken överensstämmer inte med varandra, eftersom den linjära storleken anges, mätt med isofoten 25 m per kvadratsekund i det fotometriska bandet B , och vinkelstorleken, enl . storleken som syns på himlen [16] [17]

Källor

  1. ↑ Den djupaste, bredaste utsikten över det stora magellanska molnet från  SMASH . www.noirlab.edu . Hämtad: 26 mars 2022.
  2. ↑ Zharov V.E. Magellanska moln . Stora ryska encyklopedin . Hämtad: 24 mars 2022.
  3. ↑ 1 2 3 4 Efremov Yu. N. Magellanska moln . Astronet . Hämtad: 24 mars 2022.
  4. ↑ 1 2 Korolev V. En "stjärnbro" hittades mellan de magellanska molnen . N+1 . Hämtad: 24 mars 2022.
  5. ↑ 1 2 3 4 Westerlund, 1997 , sid. 21.
  6. ↑ van den Bergh, 2000 , s. 145-146.
  7. ↑ van den Bergh, 2000 , s. 93, 143, 145.
  8. ↑ Wilcots EM galaxer av magellansk typ i hela universum . — 2009-03-01. - T. 256 . — S. 461–472 . - doi : 10.1017/S1743921308028871 .
  9. ↑ van den Bergh, 2000 , s. 93, 142-143, 145.
  10. ↑ 123 LMC . _ _ SIMBAD . Hämtad: 12 augusti 2022.
  11. ↑ 123 SMC . _ _ SIMBAD . Hämtad: 12 augusti 2022.
  12. ↑ Resultat för objekt Large Magellanic Cloud (LMC) . ned.ipac.caltech.edu . Hämtad: 16 augusti 2022.
  13. ↑ Resultat för objekt Small Magellanic Cloud (SMC) . ned.ipac.caltech.edu . Hämtad: 16 augusti 2022.
  14. ↑ Harris J., Zaritsky D. Spectroscopic Survey of Red Giants in the Small Magellanic Cloud. I. Kinematics  (engelska)  // The Astronomical Journal. — 2006-05. — Vol. 131 , iss. 5 . — S. 2514–2524 . — ISSN 1538-3881 0004-6256, 1538-3881 . - doi : 10.1086/500974 . Arkiverad från originalet den 26 mars 2022.
  15. ↑ Zharov V.E. Magellanska moln . Stora ryska encyklopedin . Hämtad 24 mars 2022. Arkiverad från originalet 24 mars 2022.
  16. ↑ RC3 - ​​Third Reference Catalogue of Bright Galaxies . heasarc.gsfc.nasa.gov . Hämtad: 16 augusti 2022.
  17. ↑ 1 2 Hodge P.W. Magellanska moln  . Encyclopedia Britannica . Hämtad 24 mars 2022. Arkiverad från originalet 2 maj 2015.
  18. ↑ van den Bergh, 2000 , s. 134-136.
  19. ↑ van den Bergh, 2000 , s. 126, 142.
  20. ↑ Westerlund, 1997 , s. 43-46.
  21. ↑ Stjärnhop  . _ Encyclopedia Britannica . Hämtad: 29 mars 2022.
  22. ↑ Westerlund, 1997 , s. 202-220.
  23. ↑ van den Bergh, 2000 , s. 112-115.
  24. ↑ Crowther PA, Schnurr O., Hirschi R., Yusof N., Parker RJ . Stjärnhopen R136 är värd för flera stjärnor vars individuella massor avsevärt överskrider den accepterade gränsen för 150 Msolar stjärnmassa  // Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society  . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2010. - 1 oktober ( vol. 408 ). — S. 731–751 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2010.17167.x . Arkiverad från originalet den 20 mars 2022.
  25. ↑ van den Bergh, 2000 , s. 115-120, 149-152.
  26. ↑ van den Bergh, 2000 , s. 129-133.
  27. ↑ 1 2 3 4 Magellanska moln . Swinburne University of Technology . Tillträdesdatum: 16 april 2022.
  28. ↑ Yoshizawa AM, Noguchi M. Det lilla magellanska molnets dynamiska evolution och stjärnbildningshistoria: effekter av interaktioner med galaxen och det stora magellanska molnet  // Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society. — 2003-03-01. - T. 339 . — S. 1135–1154 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1046/j.1365-8711.2003.06263.x .
  29. ↑ 1 2 3 4 Barger KA, Haffner LM, Bland-Hawthorn J. Varm joniserad gas som avslöjas i tidvattenresterna i Magellanska bron: Begränsning av baryoninnehållet och de flyende joniserande fotonerna runt dvärggalaxer  // The Astrophysical Journal. — 2013-07-01. - T. 771 . - S. 132 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1088/0004-637X/771/2/132 .
  30. ↑ 12 Magellansk ström . Swinburne University of Technology . Hämtad: 13 augusti 2022.
  31. ↑ Nidever DL, Majewski SR, Butler Burton W., Nigra L. The 200° Long Magellanic Stream System  // The Astrophysical Journal. — 2010-11-01. - T. 723 . - S. 1618-1631 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1088/0004-637X/723/2/1618 .
  32. ↑ 1 2 Bagheri G., Cioni M.-RL, Napiwotzki R. Upptäckten av en äldre befolkning i Magellanska bron  // Astronomy and Astrophysics. — 2013-03-01. - T. 551 . — S. A78 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/201118236 .
  33. ↑ Skowron DM, Jacyszyn AM, Udalski A., Szymański MK, Skowron J. OGLE-ing the Magellanic System: stjärnpopulationer i Magellanska bron  // The Astrophysical Journal. — 2014-10-20. - T. 795 , nr. 2 . - S. 108 . — ISSN 1538-4357 . - doi : 10.1088/0004-637X/795/2/108 .
  34. ↑ Dias B., Angelo MS, Oliveira RAP, Maia F., Parisi MC VISCACHA-undersökningen. III. Stjärnhopar motsvarighet till Magellanska bron och motbron i 8D  // Astronomi och astrofysik. — 2021-03-01. - T. 647 . - C.L9 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/202040015 .
  35. ↑ Brüns C., Kerp J., Staveley-Smith L., Mebold U., Putman ME The Parkes HI Survey of the Magellanic System  // Astronomy and Astrophysics. — 2005-03-01. - T. 432 . — s. 45–67 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361:20040321 .
  36. ↑ 1 2 Bekki K., Chiba M. Bildandet och utvecklingen av de magellanska molnen - I. Ursprunget till det stora magellanska molnets strukturella, kinematiska och kemiska egenskaper  //  Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society. - 2005-01. — Vol. 356 , utg. 2 . — S. 680–702 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.08510.x .
  37. ↑ Bekki K., Chiba M. Ursprunget till strukturella och kinematiska egenskaper hos det lilla magellanska molnet  // Publications of the Astronomical Society of Australia. — 2009-04-01. - T. 26 . — s. 37–57 . — ISSN 1323-3580 . - doi : 10.1071/AS08020 .
  38. ↑ Cautun M., Deason AJ, Frenk CS, McAlpine S. Efterdyningarna av den stora kollisionen mellan vår galax och det stora magellanska molnet  // Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society  . — Oxf. : Wiley-Blackwell , 2019. - 21 februari ( vol. 483 , utgåva 2 ). — S. 2185–2196 . — ISSN 1365-2966 0035-8711, 1365-2966 . - doi : 10.1093/mnras/sty3084 . Arkiverad från originalet den 8 januari 2019.
  39. ↑ Litet magellanskt moln: En  satellitdvärggalaxgranne . Space.com (13 december 2018). Hämtad 2 maj 2022. Arkiverad från originalet 2 maj 2022.
  40. ↑ 1 2 3 Westerlund, 1997 , sid. ett.
  41. ↑ Olsen K. Möt de magellanska molnen: Vår galaxs ljusaste  satelliter . Astronomy.com (20 november 2020). Hämtad 29 april 2022. Arkiverad från originalet 19 maj 2021.
  42. ↑ 12 van den Bergh, 2000 , sid. 92.
  43. ↑ Westerlund, 1997 , s. 1-2.
  44. ↑ Abbe C. On the Distribution of the Nebulae in Space  //  Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society. — 1867-04-12. — Vol. 27 , iss. 7 . — S. 257–264 . — ISSN 1365-2966 0035-8711, 1365-2966 . - doi : 10.1093/mnras/27.7.257a .
  45. ↑ Leavitt HS, Pickering EC Periods of 25 Variable Stars in the Small Magellanic Cloud.  // Harvard College Observatory Circular. - 1912-03-01. - T. 173 . — S. 1–3 . Arkiverad från originalet den 14 maj 2022.
  46. ↑ Westerlund, 1997 , sid. 2.
  47. ↑ Westerlund, 1997 , s. 3-5.

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger