Välkommen tillbaka till Messier Monday! I vår pågående hyllning till den fantastiska Tammy Plotner tar vi en titt på den virvlande, stjärnklara kunden, Whirlpool Galaxy!
Under 1700-talet, berömd fransk astronom Charles Messier noterade närvaron av flera 'nebulösa föremål' på natthimlen. Efter att ha förväxlat dem från början för kometer började han sammanställa en lista över dem så att andra inte skulle göra samma misstag som han gjorde. Med tiden kommer denna lista (känd som Messier-katalogen ) skulle komma att inkludera 100 av de mest fantastiska föremålen på natthimlen.
En av dessa är spiralgalaxen i stjärnbilden Canes Venatici känd som Whirlpool Galaxy (alias Messier 51). Beläget mellan 19 och 27 miljoner ljusår från Vintergatan, detta djupa himmelobjekt var det allra första som klassificerades som en spiralgalax. Det är också en av de mest kända galaxerna bland amatörastronomer och är lätt att observera med hjälp av kikare och små teleskop.
Beskrivning:
M51, som ligger cirka 37 miljoner ljusår bort, är den största medlemmen i en liten grupp av galaxer, som också inrymmer M63 och ett antal svagare galaxer. Hittills är det exakta avståndet för denna grupp inte riktigt känt... Även när en supernovahändelse 2005 borde ha hjälpt astronomer att beräkna korrekt! Som K. Takats sa i en studie:
'Avståndet till Whirlpool-galaxen (M51, NGC 5194) uppskattas med hjälp av publicerad fotometri och spektroskopi av Type II-P supernova SN 2005cs. Både den expanderande fotosfärmetoden (EPM) och standardljusmetoden (SCM), lämplig för SNe II-P, användes. Det genomsnittliga avståndet (7,1 +/- 1,2 Mpc) stämmer väl överens med tidigare fluktuationer i ytljusstyrkan och avstånd baserade på planetariska nebulosans ljusstyrka, men något längre än avståndet som erhölls av Baron et al. för SN 1994I via metoden med spektralpassning med expanderande atmosfär. Eftersom SN 2005cs uppvisade låg expansionshastighet under platåfasen, på samma sätt som SN 1999br, omkalibrerades konstanterna för SCM inklusive data från SN 2005cs också. Den nya relationen är bättre begränsad i låghastighetsregimen, vilket kan resultera i bättre avståndsuppskattningar för sådana SNe.'
Synligt ljus (vänster) och infraröd bild (höger) av M51, tagen av Kitt Peak National Observatory respektive NASA:s Spitzer Space Telescope. Kredit: NASA/JPL-Caltech/R. Kennicutt (Univ. of Arizona)/DSS
Naturligtvis är en av de mest framstående egenskaperna hos Whirlpoolgalaxen dess vackra spiralstruktur – kanske ett resultat av det nära samspelet mellan den och dess följeslagargalax NGC 5195? Som S. Beckwith,
'Den här skarpaste bilden någonsin av Whirlpool Galaxy, tagen i januari 2005 med Advanced Camera for Surveys ombord på NASA:s rymdteleskop Hubble, illustrerar en spiralgalaxs storslagna design, från dess böjda spiralarmar, där unga stjärnor vistas, till dess gulaktiga centrala kärna. , ett hem för äldre stjärnor. Vid första anblicken verkar den kompakta galaxen dra i armen. Hubbles klara sikt visar dock att NGC 5195 passerar bakom bubbelpoolen. Den lilla galaxen har glidit förbi Whirlpoolen i hundratals miljoner år. När NGC 5195 driver förbi pumpar dess gravitationsmuskel upp vågor i Whirlpoolens pannkaksformade skiva. Vågorna är som krusningar i en damm som genereras när en sten kastas i vattnet. När vågorna passerar genom kretsande gasmoln inom skivan, pressar de gasmaterialet längs varje arms inre kant. Det mörka dammiga materialet ser ut som samlande stormmoln. Dessa täta moln kollapsar och skapar ett spår av stjärnfödelse, som man kan se i de ljusrosa stjärnbildande regionerna. De största stjärnorna sveper så småningom bort de dammiga kokongerna med en ström av strålning, orkanliknande stjärnvindar och chockvågor från supernovaexplosioner. Klarblå stjärnhopar dyker upp ur kaoset och lyser upp Whirlpoolens armar som gatlyktor i staden.'
Men det fanns fler överraskningar som bara väntade på att bli hittade – som ett svart hål, omgivet av en ring av damm. Vad som gör det ännu mer udda är att en sekundär ring korsar primärringen på en annan axel, ett fenomen som strider mot förväntningarna och ett par joniseringskoner sträcker sig från huvuddammringens axel. Som H. Ford,
'Denna bild av kärnan i den närliggande spiralgalaxen M51, tagen med Wide Field Planetary-kameran (i PC-läge) på NASA:s rymdteleskop Hubble, visar ett slående, mörkt 'X' som siluetteras över galaxens kärna. 'X' beror på absorption av damm och markerar den exakta positionen för ett svart hål som kan ha en massa som motsvarar en miljon stjärnor som solen. Den mörkaste stången kan vara en kant-på dammring som är 100 ljusår i diameter. Kanttorusen döljer inte bara det svarta hålet och ackretionsskivan från att ses direkt från jorden, utan bestämmer också axeln för en stråle av höghastighetsplasma och begränsar strålning från ackretionsskivan till ett par motsatt riktade ljuskoner , som joniserar gas som fångas i deras stråle. Den andra stapeln i 'X' kan vara en andra skiva som syns i kanten på, eller möjligen roterande gas och damm i MS1 som skär strålarna och joniseringskonerna.'
Observationshistorik:
The Whirlpool Galaxy upptäcktes först av Charles Messier den 13 oktober 1773 och återobserverades igen för hans register den 11 januari 1774. Som han skrev om sin upptäckt i sina anteckningar:
'Mycket svag nebulosa, utan stjärnor, nära ögat på den nordliga vinthunden [jakthund], under stjärnan Eta av 2:a magnituden av svansen på Ursa Major: M. Messier upptäckte denna nebulosa den 13 oktober 1773, medan han tittade på kometen som var synlig vid den tiden. Man kan inte se denna nebulosa utan svårigheter med ett vanligt teleskop på 3,5 fot: Nära den finns en stjärna av 8:e magnituden. M. Messier rapporterade sin position på kometdiagrammet som observerades 1773 & 1774. Det är dubbelt, var och en har ett ljust centrum, som är åtskilda 4’35”. De två 'atmosfärerna' berör varandra, den ena är ännu svagare än den andra.'
Det skulle vara hans trogna vän och assistent, Pierre Mechain som skulle upptäcka NGC 5195 den 21 mars 1781. Även om det skulle ta många, många år innan det bevisades att galaxer verkligen var oberoende system, var historiska astronomer mycket, mycket skarpare än vi gav dem kredit för. Sir William Herschel skulle observera M51 många gånger, men det skulle vara hans son John som skulle vara den allra första att kommentera M51:s upplägg:
'Detta mycket sällsynta föremål beskrivs således av Messier: 'Nebuleuse sans etoiles.' 'På ne peut la voir que difficilement avec une lunette ordinaire de 3 1/2 pieds.' “Elle est double, ayant chacune un center brillant eloigne l’un de l’autre de 4′ 35″. Les deux atmosfärer se touchent.” Genom denna beskrivning är det uppenbart att de egendomliga fenomenen i den nebulösa ringen som omger centralkärnan hade undkommit hans observation, vilket man kunde ha förväntat sig av hans teleskops underlägsna ljus. Min far beskriver den i sina observationer av Messiers nebulosor som en ljus rund nebulosa, omgiven av en gloria eller härlighet på avstånd från den, och åtföljd av en följeslagare; men jag finner inte att ringens partiella indelning i två grenar genom hela dess södra följande lem uppmärksammades av honom. Detta är dock en av dess mest anmärkningsvärda och intressanta egenskaper. Om man antar att den skulle bestå av stjärnor, skulle utseendet som den skulle ge en åskådare placerad på en planet som är placerad på en av dem excentriskt belägen mot den norra föregående fjärdedelen av den centrala massan, vara exakt likadan som vår Vintergatan, som korsar i en sätt exakt analogt med himlavalvet av stora stjärnor, i vilket den centrala hopen skulle ses projicerad, och (på grund av dess avstånd) tycks liksom bestå av stjärnor som är mycket mindre än de i andra delar av himlen. Kan det då vara så att vi här har ett brodersystem som har en verklig fysisk likhet och en stark analogi av struktur med vår egen? Om det inte vore för indelningen av ringen, skulle den mest uppenbara analogin vara den med Saturnus system, och idén om Laplace att respektera bildandet av det systemet skulle kraftfullt återkallas av detta objekt. Men det är uppenbart att all idé om symmetri orsakad av rotation på en axel måste överges, när vi betänker att den elliptiska formen av den inre uppdelade delen med extrem sannolikhet indikerar en höjning av den delen över restens plan, så att Den verkliga formen måste vara en ring som är delad genom halva dess omkrets och som har de delade delarna åtskilda i en vinkel av ungefär 45 grader vardera mot den andras plan.”
Sketch of M51 av William Parsons, 3rd Earl of Rosse (Lord Rosse) 1845. Kredit: Public Domain
Som med andra Messier Objects, hade amiral Smyth också några insiktsfulla och poetiska observationer att lägga till. Som han skrev om denna galax i september 1836:
'Vi har då ett föremål som presenterar en fantastisk uppvisning av Allmaktens okontrollerbara energier, vars kontemplation tvingar förnuft och beundran att ge efter för vördnad. På den yttersta gränsen till teleskopisk räckvidd förnimmer vi ett stjärnuniversum som liknar det vi tillhör, vars enorma amplituder utan tvekan är befolkade med ett oräkneligt antal uppfattande varelser; för dessa vackra klot kan inte betraktas som bara massor av inert materia.
Och det är intressant att veta att, om det finns en intelligent existens, kommer en astronom som stirrar på vårt avlägsna universum att se det, med ett bra teleskop, precis under den laterala aspekten som deras presenterar för oss. Men vad ser vi trots allt? Både det underbara universum, vårt eget, och allt som optisk assistans har uppenbarat för oss, kan bara vara ytterst extremt många av ett kluster.
De miljontals solar vi uppfattar kan inte omfatta Skaparens universum. Det finns inga gränser för oändligheten; och den äldste Herschels djärvaste åsikter placerade oss bara som befallande en ken vars radie är ungefär 35 000 gånger längre än Sirius avstånd från oss. Väl kan den döende Laplace förklara: 'Det som vi vet är litet; det som vi inte vet är enormt.”
Lord Rosse skulle fortsätta 1844 med sin 6 fot (72-tums) bländare, 53-ft FL 'Leviathan'-teleskop, men han var en man med färre ord.
”Större delen av observationerna gjordes när ögat påverkades av lampljus, vilket gjorde det svårt att korrekt uppskatta kärnans centrum; det var av vikt att ingen tid i onödan skulle läggas ner och sedan lampan använts vidtogs en ny åtgärd, eftersom man bedömde att föremålet var tillräckligt sett. Med de ljusare stjärnorna skulle detta ofta hända innan kärnan var väldefinierad, eftersom alla synhinder verkar påverka nebulosor mycket mer än stjärnor vars ljus skulle uppskattas ha samma intensitet. I den föregående listan finns de största avvikelserna i måtten på ljusa föremål, och detta är förmodligen den riktiga redogörelsen för det. Inga stjärnor har infogats i skissen som inte finns i måtttabellen. Objektets allmänna utseende skulle ha varit bättre givet om minutstjärnorna hade satts in från ögonskissen, men det skulle ha skapat förvirring.”
Må stjärnorna från detta avlägsna ö-universum fylla dina ögon!
Whirlpoolgalaxen (Spiral Galaxy M51, NGC 5194), en klassisk spiralgalax som ligger i konstellationen Canes Venatici, och dess följeslagare NGC 5195. Kredit: NASA/ESA
Hitta Messier 51:
Att hitta M51 är inte så svårt om du har mörk himmel, men just den här galaxen är mycket svår där ljusföroreningar från månsken finns. För att hitta den, börja med Eta UM, stjärnan vid handtaget på Big Dipper. I sökarkikaren eller kikaren ser du tydligt 24 UM åt sydväst. Centrera nu din optik där och rör dig långsamt sydväst mot Cor Caroli (Alpha CVn) så hittar du den!
På platser där himlen är klar och mörk är det lätt att se spiralstrukturen även i små teleskop, eller att urskilja galaxen i en kikare – men även en förändring i himmelsförhållanden kan dölja den från en bra plats. Rika fältteleskop med snabba brännvidder till ett enastående jobb på denna galax och följeslagare och du kanske kan se kärnan i båda galaxerna en god natt även från en dålig plats.
Objektnamn: Messier 51
Alternativa beteckningar: M51, NGC 5194, The Whirlpool Galaxy
Objekttyp: Typ Sc Galaxy
Konstellation: Canes Venatici
Höger uppstigning: 13 : 29,9 (h:m)
Deklination: +47: 12 (grader: m)
Distans: 37 000 (kly)
Visuell ljusstyrka: 8,4 (mag)
Skenbar dimension: 11×7 (båge min)
Vi har skrivit många intressanta artiklar om Messier Objects här på Universe Today. Här är Tammy Plotners Introduktion till Messier Objects ,, M1 – Krabbnebulosan , M8 – Lagunnebulosan , och David Dickisons artiklar om 2013 och 2014 Messier Marathons.
Var säker på att kolla in vår kompletta Messier-katalogen . Och för mer information, kolla in SEDS Messier-databas .
Källor: