Галактика Сомбреро - Sombrero Galaxy

Сомбреро Галактика
M104 ngc4594 галактика сомбреро hi-res.jpg
Снимок сделан космическим телескопом Хаббл 2 октября 2004 г.
Данные наблюдений ( эпоха J2000 )
Созвездие Дева
Прямое восхождение 12 ч 39 м 59,4 с
Склонение −11 ° 37 ′ 23 ″
Красное смещение 0,003416 ± 0,000017
Лучевая скорость гелио 1024 ± 5 км / с
Галактоцентрическая скорость 904 ± 7 км / с
Расстояние 9,55 ± 0,31  Мпк
(31,1 ± 1,0  Mly )
Абсолютная звездная величина  (B) −21,8
Характеристики
Тип SA (s) a;
Размер 15  кпк (49 000  св. Лет )
Видимый размер  (V) 9 ′ × 4 ′
Примечательные особенности Чрезвычайно яркий центр, контрастирующий с интригующе детализированной полосой пыли.
Прочие обозначения
M 104, NGC  4594, UGC  293, PGC  42407

Галактика Сомбреро (также известная как Messier Object 104 , M104 или NGC 4594 ) является спиральной галактикой в созвездии границ Девы и Corvus , будучи около 9,55 мегапарсек (31,1 млн световых лет ) от нашей Галактики, в пределах местного сверхскопления . Его диаметр составляет примерно 15 килопарсек (49 000 световых лет), что в 0,3 раза больше размера Млечного Пути . У него яркое ядро, необычно большая центральная выпуклость и заметная полоса пыли на внешнем диске, которая просматривается почти с ребра. Темная полоса пыли и выпуклость придают ей вид шляпы сомбреро . Первоначально астрономы думали, что гало было маленьким и легким, что указывает на спиральную галактику; но космический телескоп Спитцера обнаружил, что пылевое кольцо было больше и массивнее, чем считалось ранее, что указывает на гигантскую эллиптическую галактику . Галактика имеет видимую величину +8.0, что позволяет легко увидеть ее в любительские телескопы, и некоторые авторы считают ее галактикой с самой высокой абсолютной величиной в радиусе 10 мегапарсек от Млечного Пути. Его большая выпуклость, центральная сверхмассивная черная дыра и полоса пыли - все это привлекает внимание профессиональных астрономов.

История наблюдений

Открытие

Галактика Сомбреро была открыта 11 мая 1781 года Пьером Мешеном , который описал объект в письме Дж. Бернулли в мае 1783 года, которое позже было опубликовано в Berliner Astronomisches Jahrbuch . Шарль Мессье сделал рукописную заметку об этом и пяти других объектах (теперь все вместе обозначаемых как M104 - M109) в свой личный список объектов, теперь известный как Каталог Мессье , но он не был «официально» включен до 1921 года. Уильям Гершель независимо обнаружил объект в 1784 году и дополнительно отметил наличие «темного слоя» в диске галактики, который сейчас называется пылевой полосой. Позже астрономам удалось связать наблюдения Мешена и Гершеля.

Обозначение как объект Мессье

В 1921 году Камилла Фламмарион нашла личный список Мессье объектов Мессье, включая рукописные заметки о галактике Сомбреро. Он был идентифицирован с объектом 4594 в Новом Общем каталоге , и Фламмарион заявил, что он должен быть включен в Каталог Мессье. С этого времени галактика Сомбреро стала известна как M104 .

Кольцо от пыли

M104 в инфракрасном диапазоне

Как отмечалось выше, самой яркой особенностью этой галактики является полоса пыли, которая проходит перед выпуклостью галактики. Эта полоса пыли на самом деле представляет собой симметричное кольцо, окружающее выпуклость галактики. Большая часть холодного атомарного водорода и пыли находится внутри этого кольца. Кольцо может также содержать большую часть холодного молекулярного газа галактики Сомбреро, хотя это заключение основано на наблюдениях с низким разрешением и слабыми обнаружениями. Необходимы дополнительные наблюдения, чтобы подтвердить, что молекулярный газ галактики Сомбреро ограничен кольцом. Согласно данным инфракрасной спектроскопии , пылевое кольцо является основным местом звездообразования в этой галактике.

Ядро

Ядро галактики Сомбреро классифицируется как область низкоионизационных ядерных эмиссионных линий (ЛАЙНЕР). Это ядерные области, где присутствует ионизированный газ, но ионы только слабо ионизованы (т. Е. В атомах отсутствует относительно небольшое количество электронов). Источник энергии для ионизации газа в ЛАЙНЕРАХ широко обсуждается. Некоторые ядра LINER могут питаться от горячих молодых звезд, находящихся в областях звездообразования , тогда как другие ядра LINER могут питаться от активных ядер галактик (высокоэнергетические области, содержащие сверхмассивные черные дыры ). Наблюдения с помощью инфракрасной спектроскопии показали, что ядро ​​галактики Сомбреро, вероятно, лишено какой-либо значительной активности звездообразования. Однако в ядре была обнаружена сверхмассивная черная дыра (как обсуждается в подразделе ниже), поэтому это активное ядро ​​галактики, вероятно, является источником энергии, который слабо ионизирует газ в галактике Сомбреро.

Центральная сверхмассивная черная дыра

В 1990-х годах исследовательская группа под руководством Джона Корменди продемонстрировала, что в галактике Сомбреро присутствует сверхмассивная черная дыра . С помощью спектроскопии данные из оба CF и космического телескопа Хабл , группа показала , что скорость вращения звезд в пределах центра галактики не может быть сохранена , если масса 1 миллиард раз больше , чем Солнце , 10 9  M , присутствует в центре. Это одна из самых массивных черных дыр, измеренных в любой соседней галактике, и ближайшая к Земле черная дыра с массой в миллиард солнечных.

Синхротронное излучение

В диапазоне длин волн радио- и рентгеновского излучения ядро ​​является сильным источником синхротронного излучения . Синхротронное излучение возникает, когда электроны с высокой скоростью колеблются при прохождении через области с сильными магнитными полями . Это излучение довольно характерно для активных ядер галактик . Хотя радиосинхротронное излучение может меняться со временем для некоторых активных ядер галактик, светимость радиоизлучения Галактики Сомбреро изменяется всего на 10–20%.

Неопознанное терагерцовое излучение

В 2006 году две группы опубликовали измерения терагерцового излучения ядра галактики Сомбреро на длине волны850  мкм . Было обнаружено, что это терагерцовое излучение не связано с тепловым излучением пыли (которое обычно наблюдается в инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах волн), синхротронным излучением (которое обычно наблюдается в радиоволнах ), тормозным излучением горячего газа (которое редко наблюдается на миллиметровых длинах волн). длины волн) или молекулярный газ (который обычно дает субмиллиметровые спектральные линии). Источник терагерцового излучения остается неустановленным.

Шаровые скопления

Галактика Сомбреро имеет относительно большое количество шаровых скоплений , наблюдательные исследования которых дали оценки численности населения в диапазоне от 1200 до 2000. Отношение шаровых скоплений к общей светимости галактики велико по сравнению с Млечным путем и подобными галактиками с небольшими выпуклостями, но сравнимо с другими галактиками с большими выпуклостями. Эти результаты часто использовались, чтобы продемонстрировать, что количество шаровых скоплений галактики, как полагают, связано с размером ее балджа. Поверхностная плотность шаровых скоплений обычно соответствует световому профилю балджа, за исключением области вблизи центра галактики.

Расстояние и яркость

По крайней мере, два метода были использованы для измерения расстояния до галактики Сомбреро.

Первый метод основан на сравнении измеренных потоков от планетарных туманностей галактики с известной светимостью планетарных туманностей в Млечном Пути . Этот метод дал расстояние до галактики Сомбреро 29 ± 2  Млй (8 890 ± 610  кпк ).

Второй метод - это метод флуктуаций поверхностной яркости , который использует зернистость выпуклости галактики для оценки расстояния до нее. Балджи соседних галактик выглядят очень зернистыми, а более далекие - гладкими. Ранние измерения с использованием этого метода дали расстояния 30,6 ± 1,3 млн лет (9380 ± 400 кпк). Позже, после некоторого усовершенствования методики, было измерено расстояние 32 ± 3 Мл (9810 ± 920 кпк). В 2003 г. этот показатель был дополнительно уточнен до 29,6 ± 2,5 млн лет (9 080 ± 770 кпк).

Среднее расстояние, измеренное этими двумя методами, составляет 29,3 ± 1,6 Мл (8 980 ± 490 кпк).

Абсолютная звездная величина галактики (обозначена синим цветом) оценивается как -21,9 на 30,6 Млй (9400 кпк) (-21,8 на среднем расстоянии, указанном выше), что, как указано выше, делает ее самой яркой галактикой в ​​радиусе 32,6 Млй ( 10000 кпк) вокруг Млечного Пути.

В отчете 2016 года космический телескоп Хаббла измерял расстояние до M104 на основе метода ветвей красных гигантов , что дало 9,55 ± 0,13 ± 0,31 Мпк .

Информация о ближайших галактиках и группах галактик

Галактика Сомбреро находится внутри сложного, похожего на нити облака галактик, которое простирается к югу от скопления Девы . Однако неясно, входит ли она в формальную группу галактик . Иерархические методы идентификации групп, которые определяют принадлежность к группе путем рассмотрения того, принадлежат ли отдельные галактики к более крупной совокупности галактик, обычно дают результаты, показывающие, что галактика Сомбреро является частью группы, в которую входят NGC 4487, NGC 4504, NGC 4802, UGCA 289, и, возможно, несколько других галактик. Однако результаты, основанные на методе перколяции (т. Е. Методе «друзей друзей»), который связывает отдельные галактики вместе для определения принадлежности к группе, указывают на то, что либо галактика Сомбреро не входит в группу, либо может быть только ее частью. пары галактик с UGCA 287 .

Кроме того, M104 также сопровождается сверхкомпактной карликовой галактикой , обнаруженной в 2009 году, с абсолютной величиной -12,3, эффективным радиусом всего 47,9 св. Лет (3,03 миллиона астрономических единиц ) и массой 3,3 × 10 7  M

Любительская астрономия

Любительский снимок M104

Галактика Сомбреро находится на 11,5 ° к западу от Спики и на 5,5 ° к северо-востоку от Эта Корви . Хотя это видно в бинокль 7 × 35 или в любительский телескоп 4 дюйма (100 мм), требуется телескоп 8 дюймов (200 мм), чтобы отличить выпуклость от диска, и 10- или 12-дюймовый (250 мм) телескоп. или 300 мм), чтобы увидеть темную полосу пыли.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

внешние ссылки

Координаты : Карта неба 12 ч 39 м 59,4 с , −11 ° 37 ′ 23 ″.