Välkommen tillbaka till Messier Monday! Idag fortsätter vi i vår hyllning till vår kära vän, Tammy Plotner, genom att titta på Cetus A, den bommade spiralgalaxen känd som Messier 77!
Under 1700-talet märkte den berömde franske astronomen Charles Messier närvaron av flera 'nebulösa föremål' när han undersökte natthimlen. Ursprungligen förväxlade han dessa objekt med kometer, och började katalogisera dem så att andra inte skulle göra samma misstag. Idag är den resulterande listan (känd som Messier-katalogen ) innehåller över 100 objekt och är en av de mest inflytelserika katalogerna över Deep Space Objects.
Ett av dessa objekt är känt som Messier 77 (aka. Cetus A), en bomrad spiralgalax som ligger 47 miljoner ljusår från jorden i stjärnbilden Cetus . Den mäter cirka 170 000 ljusår i diameter och är en av de största galaxerna som ingår i Messier-katalogen. Dess storlek och ljusa kärna gör den också relativt lätt att upptäcka med kikare eller små teleskop.
Beskrivning:
Belägen cirka 60 miljoner ljusår bort från vårt solsystem och rusar bort från oss med 1100 kilometer per sekund, kan denna stora galax täcka så mycket som 170 000 ljusår vid dess yttersta delar. Det är nästan dubbelt så stort som Vintergatan! Dess breda spiralarmar håller mer utvecklade gula stjärnor som vår egen sol, men mot kärnan slår hjärtat av en ny generation – en ung stjärnpopulation.
Hubble rymdteleskopbild av spiralgalaxen Messier 77. En version av denna bild vann andraplatsen i Hubble's Hidden Treasures Image Processing Competition. Kredit: NASA/ESA/A. van der Hoeven, 2013
Enligt spektralanalys har Messier 77 mycket breda emissionslinjer, vilket indikerar att gigantiska gasmoln snabbt rör sig ut ur denna galaxs kärna, med flera hundra kilometer per sekund. Detta gör M77 till en Seyfert Typ II-galax – en med en expanderande kärna av starbirth. I och för sig är det ganska unikt med tanke på mängden energi som behövs för att expandera i den takten och ytterligare undersökningar fann en 12-årig, punktliknande radiokälla i dess kärna omsluten av ett 100 ljusår av interstellär materia.
En miniatyr kvasar? Kanske... Men vad det än är har ett mått på 10 miljoner solmassor! Som A.J. Young (et al) anges i en 2001 studie :
'Vi rapporterar röntgenspektroskopi under båge-sekund upplösning av den arketypiska typ 2 Seyfert-galaxen NGC 1068 med Chandra X-ray Observatory. Observationerna avslöjar den detaljerade strukturen och spektra av nebulositeten med 13 kpc-omfattning som tidigare avbildats med lägre upplösning med ROSAT. Chandra-bilden visar en ljusstark, kompakt källa som sammanfaller med den ljusaste radio- och optiska strålningen; denna källa förlängs med ~160 pc i samma riktning som den nukleära optiska linjen och radiokontinuumemissionen. Ljusa röntgenstrålning sträcker sig ~500 pc till NE och sammanfaller med NE-radioloben och gasen i den smala linjeregionen. Det storskaliga utsläppet visar släpande spiralarmar och andra strukturer. Det finns en mycket stark korrelation mellan röntgenstrålningen och den högexciterade joniserade gasen som ses i HST och markbaserade [0 III] bilder. Spektra har erhållits för kärnan, den ljusa regionen ~400 pc till NE och 8 områden i den mycket utökade emissionen. Spektran är oförenliga med heta plasmamodeller. Modeller som involverar jämna kontinuitet plus emissionslinjer ger utmärkta beskrivningar av spektra. Emissionslinjerna kan inte identifieras unikt med den nuvarande spektralupplösningen men överensstämmer med de ljusare linjerna som ses i XMM-Newton RGS-spektrumet under 2 keV> Hård röntgenstrålning, inklusive en järnlinje, ses sträcka sig 2,2 kpc NE och SW om kärnan. Lägre ytljusstyrka, hård röntgenstrålning, med en preliminärt detekterad järnlinje sträcker sig 5,5 kpc åt väster och söder. Våra resultat, tillsammans med XMM-Newton RGS-spektrumet, tyder på fotojonisering och fluorescens av gas genom strålning från Seyfert-kärnan till flera kpc från den. Starburst är inte den dominerande källan till de utökade röntgenstrålningarna.'
Är det möjligt att massan kan vara ett svart hål? Säger W. Jaffe (et al) i en 2004 studie :
'Aktiva galaktiska kärnor (AGN) uppvisar många energetiska fenomen - breda emissionslinjer, röntgenstrålar, relativistiska jetstrålar, radiolober - som härrör från materia som faller på ett supermassivt svart hål. Det är allmänt accepterat att orienteringseffekter spelar en viktig roll för att förklara observationsuppträdandet av AGN. Sett från vissa riktningar, skulle cirkum-nukleära dammmoln blockera vår utsikt över det centrala kraftverket. Indirekta bevis tyder på att stoftmolnen bildar en torusformad fördelning i parsekstorlek. Denna förklaring är dock fortfarande obevisad, eftersom inte ens de största teleskopen har kunnat lösa dammstrukturerna. Här rapporterar vi interferometriska mellaninfraröda observationer som spatialt löser dessa strukturer i galaxen NGC 1068. Observationerna avslöjar varmt (320 K) damm i en struktur som är 2,1 parsec tjock och 3,4 parsec i diameter, som omger en mindre het struktur. Eftersom en sådan konfiguration av dammmoln skulle kollapsa på en tid som är mycket kortare än den aktiva fasen av AGN3, kräver denna observation en kontinuerlig inmatning av kinetisk energi till molnsystemet från en källa samexisterande med AGN.
Så vad mer kan dölja sig där? Enligt L. S. Nazarova från Royal Greenwich Observatory; 'Resultaten av beräkningar av gasemissionsspektra med både centrala och utökade joniseringskällor har jämförts med förhållandet mellan linjeintensiteter som observerats i den förlängda smala linjeregionen av NGC1068. Ursprunget till en utökad struktur med onormal styrka i linjerna [OIII] 5007 och [NeV] 3425 som hittats av Evans och Dopita (1986) och Bergeron et al. (1989) kan bero på en ytterligare stjärnkälla för gasjonisering som ligger på ett avstånd 1–2 kpc från kärnan.”
Så var exakt är den berömda kärnan? Det är inte riktigt så lätt att hitta som du kanske tror. Det kräver detaljerat arbete med både optiska våglängder och radiovåglängder. Som Robin Catchpole (et al) förklarade i en 1996 studie :
'NGC 1068 (M77) är det närmaste och ljusaste exemplet på en Seyfert 2-galax. Många aktiva galaktiska kärnor (AGN), inklusive NGC 1068, har uppenbarligen koniska eller bikoniska emissionslinjestrukturer med hög excitation som sträcker sig från kärnans position, vilket tas som bevis på anisotropi och orienteringseffekter framkallade för att förklara de upplevda skillnaderna mellan de olika observationsklassade AGN-typer. I denna förenande hypotes kollimeras förmodligen strålning av en optiskt tjock torus som omger kärnan. Huruvida en Seyfert-galax av typ 1 eller 2 ses beror på torusens orientering mot siktlinjen. Den erhållna kontinuumradiokartan vid 4,9 GHz visar en dubbellobig radiojet centrerad på kärnan med en projicerad längd på 6 åt nordost och cirka 10 åt sydväst. Muxlow et al. (1996) har identifierat en svag källa i sin 5 GHz 60 mas upplösningskarta som de tror är kärnan i NGC 1068 på basis av dess spektrala lutning.'
Observationshistorik:
Jag undrar om Pierre Mechain ens hade en aning om den 29 oktober 1780 när han först såg denna otroliga spiralgalax om det fanns en sådan vetenskap på gång bakom den. Messier tittade på det, men spelade inte in det. Under denna omständighet gjorde Mechain: 'Kluster av små stjärnor, som innehåller viss nebulositet, i Cetus och på parallellen till stjärndeltat, rapporterad av den tredje magnituden, och som M. Messier uppskattade knappast vara av den femte. M. Mechain såg detta kluster den 29 oktober 1780 i form av en nebulosa.” (Klandra dock inte Messier för bristande intresse vid denna tidpunkt. Hans fru och nyfödda son hade just dött och han sörjde.)
1783 såg Sir William Herschel den som en 'illa definierad stjärna omgiven av nebulositet.' men skulle ändra sin låt ungefär 8 år senare när han rapporterade: 'En sorts mycket förstorad stjärnhop; den innehåller några ljusa stjärnor i mitten.' Hans son, John Herschel, skulle fortsätta med att katalogisera den – inte heller särskilt beskrivande. Men amiral Smyth till undsättning!
'En rund stjärnnebulosa, nära deltat i valens underkäke, och cirka 2 1/2 grader från Gamma på linjen mot Epsilon, eller s. av w. Detta klassades först av Messier 1780 som en massa stjärnor som innehöll nebulositet. Den är liten, ljus och exakt i en linje med tre små stjärnor, en föregående och två efter, varav den närmaste och största är en 9:e magnitud i söder efter öster. Det finns andra små följeslagare i fältet; och platsen skiljer sig från Gamma Ceti. Detta objekt är underbart avlägset och isolerat, med presumtiva bevis på inneboende täthet i dess aggregering; och bärande indikation på existensen av en central kraft, som finns antingen i en central kropp eller i hela systemets tyngdpunkt. Sir William Herschel, efter att ha undersökt det upprepade gånger, säger: 'Från observationerna av det stora tiofots teleskopet, som har en mätkraft på 75,82, kan vi dra slutsatsen att djupet av den närmaste delen är åtminstone av 910:e ordningen. ” Det vill säga de 910 gånger så långt bort som stjärnorna av första magnituden!”
Kan dina egna observationer vara lite mer... om??
Hitta Messier 77:
M77 kan lätt hittas mindre än en grad öst/sydost från den fjärde magnituden Delta Ceti. Den här magnifika spiralgalaxen kan ses med mindre kikare från en mörk himmel som en rund kontrastförändring och är lätt att se i små teleskop. När bländaren ökar, ökar också detaljerna och hög förstoring fungerar bra med denna galax. När den når kulmen är M77 tillräckligt ljus för att motstå en del föroreningar från städerna och de första stadierna av månsken!
Placeringen av Messier 77 i konstellationen Cetus. Kredit: IAU/Sky & Telescope magazine (Roger Sinnott & Rick Fienberg)
Objektnamn: Messier 77
Alternativa beteckningar: M77, NGC 1068
Objekttyp: Sb Barred Spiral Galaxy
Konstellation: Cetus
Höger uppstigning: 02 : 42,7 (h:m)
Deklination: -00: 01 (grader: m)
Distans: 60 000 (kly)
Visuell ljusstyrka: 8,9 (mag)
Skenbar dimension: 7×6 (båge min)
Vi har skrivit många intressanta artiklar om Messier Objects och klotformiga hopar här på Universe Today. Här är Tammy Plotners Introduktion till Messier Objects , M1 – Krabbnebulosan , Att observera Spotlight – Vad hände med Messier 71? , och David Dickisons artiklar om 2013 och 2014 Messier Marathons.
Se till att kolla in vår kompletta Messier-katalogen . Och för mer information, kolla in SEDS Messier-databas .
Källor: