MESSIER 74 - SPIRáLNí GALAXIE NGC 628

Send

Vítejte zpět do Messier pondělí! Dnes pokračujeme v úctě našemu milému příteli Tammymu Plotnerovi pohledem na „Fantomovou galaxii“ známou jako Messier 74!

Během 18. století si známý francouzský astronom Charles Messier všiml přítomnosti několika „mlhavých objektů“ při průzkumu noční oblohy. Původně zaměňoval tyto objekty za komety, začal je katalogizovat, aby ostatní nedělali stejnou chybu. Dnes výsledný seznam (známý jako Messierův katalog) obsahuje více než 100 objektů a je jedním z nejvlivnějších katalogů Deep Space Objects.

Jedním z těchto objektů je spirální galaxie známá jako Messier 74 (aka. Phantom Galaxy), která se objevuje tváří v tvář pozorovatelům ze Země. Nachází se asi 30 miliónů světelných let od Země ve směru na souhvězdí Pisces. Tato galaxie měří průměr asi 95 000 světelných let (téměř stejně velký jako Mléčná dráha) a je domovem asi 100 miliard hvězd.

Popis:

Tato krásná galaxie je prototypem velkorysé Sc galaxie a patří mezi první „Spirální mlhoviny“, které Lord Rosse rozpoznal. Nachází se asi 30 až 40 milionů světelných let od nás a pomalu sklouzává ještě dále pryč rychlostí 793 kilometrů za sekundu. Jeho krása se rozprostírá zhruba na 95 000 světelných let, přibližně stejně velká jako naše Mléčná dráha a její spirálová ramena se rozprostírají přes 1000 světelných let.

Uvnitř těchto paží jsou shluky modrých mladých hvězd a růžově zbarvené difúzní plynné mlhoviny zvané oblasti H II, kde dochází ke vzniku hvězd. Proč taková obrovská kráska? Šance jsou jeho hustotní vlny, které se pohybují kolem plynného disku M74, pravděpodobně vyvolané gravitační interakcí se sousedními galaxiemi. Jak vysvětlil B. Kevin Edgar:

„Je popsána numerická metoda, která je navržena speciálně pro zpracování dynamiky nekonečně podobného tohoto, diferenciálně rotujícího, plynného disku. Metoda je založena na Piecewise Parabolic Method (PPM), rozšíření řádu Godunova o vyšší řád. Zahrnuty jsou gravitační síly představující lineární vlnu hustoty spirály ve hvězdné složce galaxie. Výpočet je euleriánský a provádí se v rovnoměrně rotujícím referenčním rámci pomocí rovinných polárních souřadnic. Rovnice jsou formulovány v přesné perturbační formě, aby výslovně eliminovaly všechny velké, protichůdné výrazy představující rovnováhu sil v nerušeném, symetrickém stavu osy, což umožňuje přesné výpočty malých poruch. Tato metoda je ideální pro studium plynné reakce na vlnu spirálové hustoty v diskové galaxii. Vypočítají se sériové dvourozměrné hydrodynamické modely, aby se otestovala gravitační reakce rovnoměrného, izotermického, bezhmotného plynného disku na uloženou spirálovou gravitační poruchu. Parametry popisující distribuci hmoty, rotační vlastnosti a spirálovou vlnu jsou založeny na galaxii NGC 628. Řešení mají otřesy uvnitř a vně ko-rotace, což vyčerpává oblast kolem ko-rotace. Rychlost vyčerpání této oblasti silně závisí na síle vynucené spirálové poruchy. Potenciální poruchy o 10% větší způsobují velké radiální přítoky. Čas potřebný k tomu, aby plyn v takových modelech klesl na vnitřní Linbladovu rezonanci, je jen malým zlomkem Hubbleova času. Implikovaný rychlý vývoj naznačuje, že pokud existují galaxie s tak velkými poruchami, musí být buď doplněn plyn z vnějšku galaxie, nebo musí být přechodné. V rámci společné rotace se spirálovým vzorem ztráta hybnosti hybnosti plynem zvyšuje hybnost hvězd a snižuje amplitudu vlny. “

Co jiného se skrývá uvnitř? Pak se podívejte rentgenovýma očima. Jak Roberto Soria (et al) uvedl ve své studii z roku 2002:

„Tvářová spirální galaxie M74 (NGC 628) byla pozorována XMM-Newtonem dne 2. února 2002. Celkem bylo nalezeno 21 zdrojů ve vnitřních 5 'od jádra (po odmítnutí několika zdrojů spojených s hvězdami v popředí) . Poměry tvrdosti naznačují, že přibližně polovina z nich patří do galaxie. Vyšší konec funkce luminosity s vyšší svítivostí je stanoven zákonem výkonu svahu -0,8. To lze interpretovat jako důkaz pokračující tvorby hvězd, analogicky s distribucemi nalezenými na discích jiných galaxií pozdního typu. Porovnání s předchozími pozorováními Chandra odhaluje nový ultrafialový přechod pro rentgenové záření (LX ~ 1,5 × 1039 ergs s-1 v pásmu 0,3-8 keV) asi 4 'severně od jádra. Najdeme další jasný přechodný zdroj (LX ~ 5 × 1038 ergs s-1) asi 5 'severozápadně od jádra. UV a rentgenové protějšky SN 2002ap se také nacházejí v tomto pozorování XMM-Newton; poměr tvrdosti rentgenového protějšku naznačuje, že emise pocházejí z šokované obvodové hmoty. “

V případě Messier 74 není nic šokujícího - včetně vln spirálové hustoty. Jak vysvětlili Sakhibov a Smirnov ve studii z roku 2004:

„Ukázalo se, že radiální profil rychlosti tvorby hvězd (SFR) v galaxii NGC 628 je modulován vlnou spirálové hustoty. Radiální profil rychlosti přítoku plynu do spirálového ramene je podobný radiálnímu rozdělení povrchové hustoty SFR. Pozice korotační rezonance je stanovena společně s dalšími parametry vlny spirální hustoty pomocí Fourierovy analýzy azimutálního rozdělení pozorovaných radiálních rychlostí v prstencových zónách disku NGC 628. Radiální profil povrchové hustoty SFR se stanoví pomocí empirického SFR - lineární velikostní vztah pro komplexy tvorby hvězd (obří oblasti HII) a měření souřadnic, toků H alfa a velikostí oblastí HII v NGC 628. “

Mluvíme o gigantických hvězdotvorných regionech, že? A kde vznikají hvězdy…. Hvězdy umírají. Jako v supernově! Jak Elias Brinks (et al) uvedl:

„Tvoření hmotných hvězd, obvykle v (super) hvězdokupách, jejich rychlý vývoj a následné vymizení, protože supernovy mají zásadní dopad na jejich bezprostřední okolí. Kombinovaný účinek hvězdných větrů a Supernovae, který se odehrává v rychlém sledu a v malém objemu, vytváří rozpínající se bubliny koronálního plynu v neutrálním mezihvězdném médiu (ISM) ve spirále a (trpasličí) nepravidelné galaxie. Tyto rozšiřující se skořápky postupně zametají a stlačují neutrální plyn, což může vést k tvorbě molekulárního mraku a vzniku sekundární nebo indukované tvorby hvězd. Oblasti vytvářející hvězdy narušují okolní ISM, takže „aktivnější“, pokud jde o vytváření hvězd, se očekává, že galaxie bude mít nehomogennější ISM. Rychlost formování hvězd v NGC 628 je čtyřikrát vyšší než v NGC 3184 a dvakrát vyšší než v NGC 6946, což by mohlo vysvětlit větší počet otvorů HI nalezených v této galaxii. Zjistili jsme, že velikosti otvorů HI se pohybují od 80 ks (blízko limitu rozlišení) do 600 ks; expanzní rychlosti mohou dosáhnout 20 km s1; odhadovaný věk je 2,5 až 35 Myr a zapojené energie se pohybují od 1050 do 3,5 x 105Z erg. Množství zapojeného neutrálního plynu je řádově 104 až 106 slunečních hmot. “

Obrovské masy… Masy, které někdy… zmizí ?? Jak vysvětlili Justyn R. Maund a Stephen J. Smartt ve studii z roku 2009:

"Pomocí obrázků z Hubbleova kosmického dalekohledu a dalekohledu Gemini jsme potvrdili zmizení předků dvou supernov typu II (SNe) a vyhodnotili jsme přítomnost dalších hvězd, které jsou s nimi spojeny. Zjistili jsme, že progenitor SN 2003gd, hvězdy M-supergiant, již není pozorován v místě SN a určoval jeho vnitřní jas pomocí technik odčítání obrazu. Progenitor SN 1993J, K-supergiantové hvězdy, již také není přítomen, ale její B-supergantní binární společník je stále pozorován. Zmizení progenitorů potvrzuje, že tyto dvě supernovy byly produkovány červenými supergianty. “

Maund a Smartt použili techniku, kde byly snímky pořízeny poté, co SN 2003gd zmizel, a progenitorova hvězda pravděpodobně patrně chyběla a odečetla se od před explozí. Všechno, co zbylo na pozici SN, odpovídalo skutečné progenitorové hvězdě. Geminiho pozorování 2003gd jsou uvedena na obrázku 1, který porovnává pohledy před a po supernově na progenitorovou hvězdnou oblast galaxie známé jako M-74 nebo NGC 628.

"Toto je první červený supergiantní progenitor pro normální supernovu typu IIP, o které bylo ukázáno, že zmizel, a je na nízkém hmotnostním konci stupnice, aby mohutné hvězdy explodovaly jako supernovy," řekl Maund. "Konečně to potvrzuje, že standardní predikce řady modelů hvězdné evoluce je správná."

Vyvíjející se? Betcha ’. Messier 74 pokračuje i přes svůj věk vyrůst! Jako A.S. Gusev (et al) uvedl:

„Interpretace pozorovaných vlastností mladé hvězdné populace v NGC 628 je prováděna na základě srovnání dat fotometrie UBVRI s vysokým rozlišením 127 H-alfa oblastí v galaxii s podrobnou sítí syntetických evolučních modelů hvězdných systémů. Podrobná mřížka evolučních modelů zahrnuje 2 režimy tvorby hvězd (okamžité roztržení a konstantní tvorbu hvězd), celý rozsah MMF (sklon a horní mez hmotnosti) a věk (od 1 Myr do 100 Myrs). Chemická hojnost oblastí vytvářejících hvězdy byla stanovena z nezávislých pozorování. Řešení reverzního problému zjišťování stáří, režimu tvorby hvězd, parametrů MMF a absorpce prachu v oblastech vytvářejících hvězdy se vyrábí pomocí speciální regulační odchylky funkční. Odhady zčervenání jsou korelovány s galaktocentrickými vzdálenostmi hvězdotvorných oblastí, v souladu s chemickým množstvím radiálního gradientu odvozeného z nezávislých pozorování. Věk komplexů tvorby hvězd také vykazuje trend jako funkci chemického složení. “

Takže přesně tam, kam chodí takové velké skupiny mladých hvězd, aby si pověsili a odpočívali? Možná ... Možná se snaží vytvořit sousedský bar. Galaktický bar, samozřejmě! Jak uvedla M. S. Seigar ze Společného astronomického centra ve studii z roku 2002:

„Získali jsme pozemní obrazy spirálních galaxií I, J a K, Messier 74 (NGC 628). Ukázalo se, že tato galaxie má kruhový kruh tvorby hvězd jak z blízké infračervené spektroskopie absorpce CO, tak ze zobrazování emise CO pod milimetrem. Předpokládá se, že kruhové jaderné kruhy formování hvězd existují pouze v důsledku barového potenciálu. Ukazujeme důkazy o slabém oválném zkreslení ve středu M 74. Používáme výsledky Combes & Gerin (1985), abychom naznačili, že tento slabý oválný potenciál je zodpovědný za kruhový kruh tvorby hvězd pozorovaný u M 74. “

Historie pozorování:

Tato úžasná spirální galaxie byla původně objevena na konci září 1780 Pierrem Mechainem a poté poslušně znovu pozorována a přihlášena Charlesem Messierem 18. října 1780.

"Mlhovina bez hvězd, poblíž hvězdy Eta Piscium, kterou viděl M. Mechain na konci září 1780, a on hlásí:" Tato mlhovina neobsahuje žádné hvězdy; to je docela velké, velmi temné a extrémně obtížné pozorovat; člověk je s větší jistotou pozná v jemných, mrazivých podmínkách “. M. Messier to hledal a našel, jak to popisuje M. Mechain: byl srovnán přímo s hvězdou Eta Piscium. “

O tři roky později se sir William Herschel pokusil vyřešit to, o čem věřil, že je hvězdokupa - a navrátit se v následujících letech, dokonce i na úkor vlastního vybavení.

„1799, 28. prosince, 40 stop dalekohled. Uprostřed velmi jasný, ale jas omezen na velmi malou část a není kulatý; o jasném středu je do značné míry velmi slabá mlhovina. Světlá část se zdá být řešitelná, ale mé zrcadlo bylo poškozeno kondenzovanými výpary. “

Aby udělil úvěru siru Williamovi, byl první, kdo vyřešil některé z mnoha shluků hvězdných oblastí, které byly vidět v Messieru 74, a výsledky jeho pozorování později potvrdil jeho vlastní syn.

John Herschel také viděl mottling ve struktuře M74, ale lord Rosse byl první, kdo vybral spirálovou strukturu. A opět, v tu dobu astronomové věřili, že tyto kondenzace jsou individuální hvězdy - pozorování prošlo až do doby Emila Dreyera, kdy se Messier 74 nakonec stal také objektem NGC.

Vyhledání Messier 74:

M74 není vždy snadný objekt a vyžaduje tmavou oblohu a nějaké hvězdné nakupování. Vyzkoušejte začátek v Alpha Arietis (Hamal) a vytvořte mezi ní a Beta mentální hranici - poté na Eta Piscium. Zaměřte svůj vyhledávač na Etu a posuňte pohled asi o 1,5 stupně na severovýchod. Pokud dáváte přednost, můžete to udělat při pohledu přes širokoúhlý okulár s nízkým zvětšením, který obvykle poskytuje zorné pole s určitým stupněm.

V menším dalekohledu si všimnete první hvězdné jádro Messier 74. To je důvod, proč mnohokrát má pozorovatel potíže s jeho lokalizací! Věřte tomu nebo ne, pohyb vám někdy pomůže najít slabší věci, takže pomocí okuláru zjistíte, že je to „trik obchodu“ dobrého pozorovatele. Protože tato spirální galaxie je nízkým jasem povrchu, vyžaduje relativně dobrou oblohu - tak to zkuste za mnoha podmínek. Malý dalekohled odhalí zaprášený halo kolem oblasti jádra, zatímco větší otvor odhalí spirálovou strukturu. Velké dalekohledy v podmínkách nedotčené oblohy mohou rozeznat malé slabé opary!

Studujte to sami ... Kdo ví, co byste mohli objevit!

Název objektu: Messier 74
Alternativní označení: M74, NGC 628
Typ objektu: Sc Spiral Galaxy
Souhvězdí: Ryby
Správný Vzestup: 01: 36,7 (h: m)
Deklinace: +15: 47 (deg: m)
Vzdálenost: 35000 (kly)
Vizuální jas: 9,4 (mag)
Zdánlivá dimenze: 10,2 × 9,5 (arc min)

Zde jsme v Space Magazine napsali mnoho zajímavých článků o Messierových objektech a globulárních shlucích. Zde je úvod k Messierovým objektům Tammy Plotnera, M1 - Krabí mlhovina, Pozorování pozornosti - Cokoli se stalo s Messierem 71?

Nezapomeňte se podívat na náš kompletní katalog Messier. A pro více informací, podívejte se na SEDS Messier Database.

Zdroje: