M 87 (галактика)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Координаты: Sky map 12ч 30м 49.42с, +12° 23′ 28.04″

M 87
Галактика
M87 jet.jpg
Галактика M 87. Из центра галактики
вырывается релятивистская струя
История исследования
Обозначения

M 87, NGC 4486, Virgo A

Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Созвездие

Дева

Прямое восхождение

12ч 30м 49,42338с

Склонение

+12° 23′ 28,0439″

Видимые размеры

7,2' × 6,8'

Видимая звёздная величина mV

9,59

Характеристики
Тип

E+0-1 pec

Лучевая скорость

1307 ± 7 км/с

Расстояние

53,5 ± 1,63 млн св. лет

Радиус

147 000 св. лет

Свойства

Радиоизлучение, релятивистская струя, огромная система (13000) шаровых скоплений

[ Информация ] в Викиданных

Messier 87 (англ. M 87, NGC 4486, Virgo A (Дева А), рус. Мессье 87) — сверхгигантская эллиптическая галактика, крупнейшая в созвездии Девы. Являясь одной из самых массивных галактик в Местном сверхскоплении галактик (также известном как Сверхскопление или Суперкластер Девы), имеет большое число шаровых скоплений – так в М87 их насчитывается около 12000, в то время как в Млечном Пути содержится всего 150-200 подобных скоплений – а также релятивистскую струю (джет). Струя энергетической плазмы выбрасывается из ядра и простирается как минимум на 1500 парсек (4900 св. лет). Являясь одной из самых массивных гигантских эллиптических галактик и ярчайшим источником радиоизлучения, М 87 – частая цель для исследований как астрономов-любителей, так и профессиональных ученых.

Французский астроном Шарль Мессье обнаружил М 87 в 1781 году, внеся ее в свой каталог как туманный объект, который мог бы сбить с толку охотников за кометами. Является второй по яркости галактикой в Скоплении Девы и находится на расстоянии около 16,4 млн. парсек (53,5 млн. св. лет) от Земли. В отличие от спиральных галактик, М 87 не имеет выраженных полос пыли и лишена каких-либо отличительных черт, а ее яркость, как у большинства типичных эллиптических галактик, уменьшается при увеличении расстояния от центра. Звезды составляют 1/6 от всей массы этой галактики. Плотность звезд в М87 уменьшается при увеличении расстояния от ее центра. В центре галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая делает ядро галактики активным. Этот объект является мощным источником различного излучения, особенно радиоволн. Оболочка галактики имеет радиус приблизительно 150 килопарсек (490 000 световых лет) и, возможно, испытывает влияние другой галактики. В пространстве между звездами рассеяно много газа, который обогащен элементами, созданными проэволюционировавшими звездами.

Космическая пыль, сформировавшаяся в галактике, была разогнана в течение 46 млн. лет рентгеновским излучением, исходящим из ядра, хотя видимые филаменты пыли все же присутствуют. М 87 также имеет чрезвычайно большое количество шаровых скоплений, число которых доходит до 12000, в то время в нашем Млечном Пути всего около 150-200 подобных скоплений.


M87-jets.jpg

Исследования[править | править вики-текст]

8 июня 2009 года — астрономы Карл Гебхардт (англ. Karl Gebhardt) и Йенс Томас (англ. Jens Thomas) детализировали результаты своих исследований массы чёрной дыры в центре галактики M 87 на американской Астрономической конференции в Пасадине (Калифорния). Согласно представленным данным масса чёрной дыры в 6,4 млрд раз больше солнечной[1][2].

В 2010 году было обнаружено, что чёрная дыра смещена относительно геометрического центра (определяемого по центру видимой интенсивности излучения) на 22 световых года[3].

В 2014 году американские учёные обнаружили шаровое скопление HVGC-1, удаляющееся от своей родной галактики со скоростью 50 тыс. километров в минуту[4].

Видимость[править | править вики-текст]

Галактика М87 в созвездии Девы

М87 расположена у верхней границы созвездия Девы, чуть ниже созвездия Волосы Вероники. Чтобы ее найти, нужно провести воображаемую линию от Эпсилон Девы до Денеболы - галактика окажется почти в самой середине этой линии. Видимая звездная величина составляет 9.59, и М87 можно без труда наблюдать с помощью небольшого телескопа с апертурой в 6 см. Наблюдение джета представляет некоторые сложности без помощи фотографии. Вплоть до 1990 года единственным, кто визуально наблюдал релятивистскую струю галактики М87, был русско-американский астроном Отто Струве. Он использовал 254 см телескоп на горе Маунт-Вилсон. В последующие годы, однако, при отличных условиях большие любительские телескопы также позволяют это делать.

Характеристики[править | править вики-текст]

Обширное гало вокруг М87

Французский астроном Жерар де Вокулёр отнес М87 к категории галактик E0p. В морфологической классификации галактик E0p описываются как эллиптические галактики без плоскости - сферические. Суффик "p" означает, что галактика относится к пекулярным, т.е. к тем, которые нельзя точно отнести к какому-либо классу. Причиной особенности М87 является наличие релятивистской струи из ее центра. Также М87 относится к галактикам типа-cD (cD-галактики) - сверхгигантским галактикам класса D. Американский астроном Уильям Морган в 1958 году впервые предложил ввести подобную категорию для галактик эллиптической формы, имеющих ядро, окруженное малым количеством космической пыли.

Масса
Масса
M
Радиус
кпк
2.4 32
3.0 44
5.7 47
6.0 50

Расстояние до М87 было установлено с помощью нескольких независимых методов. Эти методы включали в себя измерение яркости планетарных туманностей, сравнение с ближайшими галактиками, расстояние до которых были определены с помощью стандартной свечи (например, с помощью обнаруженных переменных цефеид), линейных размеров шаровых скоплений, а также благодаря Подсказке ветви красных гигантов (англ.). Эти измерения совпали друг с другом, что позволило установить расстояние от Земли до М87 в 16,4±0,5 мегапарсек (53,5±1,63 млн. св. лет).

В ближайшей Вселенной эта галактика является одной из крупнейших. В диаметре она достигает 120 тыс. св. лет, примерно соответствуя Млечному Пути по этому показателю. Но М 87 представляет собой сферу, а не плоскую спираль, поэтому ее масса достигает около 2,7 трлн. масс Солнца. Масса М87 в радиусе 9-70 килопарсек (29-130 тыс. св. лет) от ядра постепенно растет в пропорции к r1.7, где r - радиус от центра. В радиусе 32 килопарсек (100 тыс. св. лет) масса галактики доходит до цифр в (2.4 ± 0.6) x 10·1012 масс солнца, что в два раза превышает аналогичный показатель Млечного Пути. По своей общей массе М 87 может превосходить Млечный Путь в 200 раз

Газ, впадающий в галактику, составляет приблизительно 2 или 3 солнечных массы в год, и то большая его часть аккрецируется около ядра. Расширенная звездная оболочка этой галактики достигают радиуса в 450 тыс. св. лет, тогда как у Млечного Пути она доходит до 330 тыс. св. лет.

Использование телескопа VLT позволило наблюдать движение около 300 планетарных туманностей. Эти туманности являются остатками галактики среднего размера, которая поглощалась M87 в течение последних миллиардов лет. Характерные свойства спектра планетарных туманностей также позволили астрономам обнаружить стропилообразную структуру в гало М87, что свидетельствует о продолжающемся росте этой гигантской галактики.[5] [6]

Компоненты[править | править вики-текст]

Сверхмассивная черная дыра и аккреционный диск вокруг нее в представлении художника

В ядре галактики находится сверхмассивная черная дыра массой около 3,5± 0.8 млрд. масс Солнца[7]. Это один из самых тяжелых объектов, известных науке. Вокруг черной дыры вращается диск из ионизованного газа, из которого с релятивистской скоростью почти перпендикулярно вырывается джет. Диск вокруг черной дыры вращается со скоростью около 1000 км/с и достигает в размерах 0,39 св. лет. Масса газа, падающего в черную дыру, достигает примерно одной массы Солнца каждые 10 лет.

Наблюдения показали, что, возможно, сверхмассивная черная дыра находится не в центре М87, а в стороне от него, на расстоянии в 82 св. года. Основанием для этого предположения стало противоположное направление одностороннего джета, это может означать, что черная дыра была смещена из центра этим самым джетом. По другой гипотезе, причиной смещения джета стал процесс слияния с другой сверхмассивной черной дырой. Исследования не включают в себя распознавание спектроскопии между звездным и активным галактическим ядром. Возможно, что это лишь оптическая вспышка, порожденная джетом. В 2011 году анализы М87 не обнаружили никакого статистически значительного смещения.

Активные эллиптические галактики подобные М87 считаются возникшими в результате слияния между несколькими меньшими галактиками. В них осталось мало пыли, из которой могли бы возникнуть галактические туманности, служащие местом рождения новых звезд. Поэтому в таких галактиках преобладают старые звезды, в составе которых относительно низкое содержание элементов, отличных от водорода и гелия. Эллиптическая форма этой галактики установилась случайными орбитальными движениями, входящих в нее звезд, что контрастирует со спиральными галактиками, например, Млечным Путем.

Пространство между звездами в М87 заполнено межзвездной средой с газом, который химически обогащен элементами, выброшенными звездами, которые сошли с Главной последовательности. Углерод и азот постоянно синтезируются звездами, которые находятся в ветви асимптоматических гигантов. Более тяжелые элементы, от кислорода до железа, прежде всего создаются взрывами сверхновых звезд. Около 60% из этих тяжелых элементов были произведены коллапсирующими сверхновыми, в то время как остальная часть – сверхновыми типа Ia. Распределение этих элементов предполагает, что в ранней истории галактики коллапсирующие сверхновые внесли больший вклад в насыщение межзвездного пространства М87 металлами. В то время как материал для массивных звезд постепенно был исчерпан, только сверхновые типа Ia стали единственными источниками тяжелых элементов в межзвездном пространстве М87.


Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  1. Bradley C. Whitmore, William B. Sparks, Ray A. Lucas, F. Duccio Macchetto, and John A. Biretta Hubble Space Telescope Observations of Globular Clusters in M 87 and an Estimate of H0 (англ.) // The Astrophysical Journal. — 1995. — DOI:10.1086/309788
  2. Judith G. Cohen, J. P. Blakeslee, and P. Côté The Ages and Abundances of a Sample of Globular Clusters in M49 (NGC 4472) (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2003. — DOI:10.1086/375865 — arΧivastro-ph/0304333
  3. C. Ly, R. C. Walker, and J. M. Wrobel An Attempt to Probe the Radio Jet Collimation Regions in NGC 4278, NGC 4374 (M84), and NGC 6166 (англ.) // The Astronomical Journal. — 2004. — DOI:10.1086/379855 — arΧivastro-ph/0309743
  4. W. Forman, P. Nulsen, S. Heinz, F. Owen, J. Eilek, A. Vikhlinin, M. Markevitch, R. Kraft, E. Churazov, and C. Jones Reflections of Active Galactic Nucleus Outbursts in the Gaseous Atmosphere of M87 (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2005. — DOI:10.1086/429746
  5. W. Forman, C. Jones, E. Churazov, M. Markevitch, P. Nulsen, A. Vikhlinin, M. Begelman, H. Böhringer, J. Eilek, S. Heinz, R. Kraft, F. Owen, and M. Pahre Filaments, Bubbles, and Weak Shocks in the Gaseous Atmosphere of M87 (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2007. — DOI:10.1086/519480 — arΧivastro-ph/0604583
  6. V. A. Acciari et al., Observation of Gamma-Ray Emission from the Galaxy M87 above 250 GeV with VERITAS (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2008. — DOI:10.1086/587458 — arΧiv0802.1951
  7. J. Albert et al. Very High Energy Gamma-Ray Observations of Strong Flaring Activity in M87 in 2008 February (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2008. — DOI:10.1086/592348 — arΧiv0806.0988
  8. Karl Gebhardt, Joshua Adams, Douglas Richstone, Tod R. Lauer, S. M. Faber, Kayhan Gültekin, Jeremy Murphy, and Scott Tremaine The Black Hole Mass in M87 from Gemini/NIFS Adaptive Optics Observations (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2011. — DOI:10.1088/0004-637X/729/2/119 — arΧiv1101.1954

Ссылки[править | править вики-текст]