Velkommen tilbage til Messier Monday! I vores igangværende hyldest til den store Tammy Plotner tager vi et kig på Orion-tågens 'lillebror', De Marian-tågen!
I løbet af det 18. århundrede, berømte franske astronom Charles Messier bemærkede tilstedeværelsen af flere 'tågede genstande' på nattehimlen. Da han oprindeligt havde forvekslet dem med kometer, begyndte han at udarbejde en liste over dem, så andre ikke ville begå den samme fejl, som han gjorde. Med tiden vil denne liste (kendt som Messier Katalog ) ville komme til at omfatte 100 af de mest fantastiske objekter på nattehimlen.
Et af disse objekter er den elliptiske galakse kendt som Messier 49 (alias NGC 4472). Beliggende i den sydlige himmel i stjernebilledet Jomfruen, er denne galakse en af flere medlemmer af Jomfruklyngen af galakser og er placeret 55,9 millioner lysår fra Jorden. På en klar nat, og giver mulighed for gode lysforhold, kan den ses med en kikkert eller et lille teleskop, og vil fremstå som en diset plet på himlen.
Beskrivelse:
Messier 49 er den lyseste af Jomfruklyngemedlemsgalakserne, hvilket er ret præcist i betragtning af, at det kun er omkring 60 millioner lysår væk og kan spænde over et område så stort som 160.000 lysår. Det er et enormt system af kugleformede klynger, meget mindre koncentreret end Jomfruklyngemedlem M87 – men en kæmpe ikke desto mindre. Som Stephen E. Zep (et al.) skrev i en 2000 undersøgelse :
'Vi præsenterer nye radiale hastigheder for 87 kuglehobe omkring den elliptiske galakse NGC 4472 og kombinerer disse med vores tidligere offentliggjorte data for at skabe et datasæt af hastigheder for 144 kuglehobe omkring NGC 4472. Vi bruger dette datasæt til at analysere kinematik af NGC 4472 kuglehobsystem. De nye data bekræfter vores tidligere opdagelse af, at de metalfattige klynger har væsentlig højere hastighedsspredning end de metalrige klynger i NGC 4472. Den meget lille vinkelmomentum i den metalrige befolkning kræver effektiv vinkelmomenttransport under dannelsen af denne population , som er rumligt koncentreret og kemisk beriget. En sådan vinkelmomentoverførsel kan tilvejebringes af galaksesammenlægninger, men den er ikke blevet opnået i andre eksisterende modeller af elliptisk galaksedannelse, der inkluderer glorier af mørkt stof. Vi beregner også hastighedsspredningen som en funktion af radius og viser, at den er i overensstemmelse med nogenlunde isotrope baner for klyngerne og massefordelingen af NGC 4472 udledt fra røntgenobservationer af den varme gas omkring galaksen.'
Dette jordbaserede billede viser den lille magellanske sky. Området for SMIDGE-undersøgelsen er fremhævet, såvel som positionen af NGC 248. Kredit: NASA/ESA/Hubble/Digitized Sky Survey 2
Der foregik dog noget i massestrukturen af M49, som astronomerne var nysgerrige efter... Noget de ikke helt kunne forklare. Var det mørkt stof? Som M. Lowenstein skrev i en 1992 undersøgelse :
'Et forsøg på at begrænse den samlede massefordeling af den velobserverede gigantiske elliptiske galakse NGC 4472 realiseres ved at konstruere simultane ligevægtsmodeller for gassen og stjernerne ved hjælp af alle tilgængelige relevante optiske data og røntgendata. Værdien af , den emissionsvægtede gennemsnitsværdi af kT, afledt af Ginga-spektret, = 1,9 ± 0,2 keV, kan kun reproduceres i hydrostatiske modeller, hvor ikke-lysende stof udgør mindst 90 % af den samlede masse. Men generelt er disse massemodeller ikke i overensstemmelse med observerede projekterede stjerne- og kuglehobehastighedsspredninger ved moderate radier.'
Det næste du ved, nukleare udbrud blev opdaget - produktet af interaktion med en nabogalakse. Som B. Biller (et al.) angivet i en 2004 undersøgelse :
'Vi præsenterer analysen af Chandra ACIS-observationerne af den gigantiske elliptiske galakse NGC 4472. Chandra-observatoriets arcsec-opløsning afslører en række nye funktioner. Specifikt: 1) en ~8 bue min streamer eller arm (dette svarer til en lineær størrelse på 36 kpc), der strækker sig sydvest for galaksen og en asymmetrisk, noget afkortet streamer mod nordøst. Mindre, morfologisk lignende strukturer observeres i NGC 4636 og forklares som stød fra et nukleart udbrud i den seneste tid. Den større størrelse af NGC 4472-streamerne kræver en tilsvarende højere energitilførsel sammenlignet med NGC 4636-huset. Asymmetrien af streamerne kan skyldes interaktionen mellem NGC 4472 og den omgivende Virgo-klyngegas. 2) En perlerække af små, udvidede kilder syd for kernen. Disse kilder kan stamme fra en interaktion mellem NGC 4472 og galaksen UGC 7637. 3) Røntgenhulrum svarende til radiolapper, hvor ekspanderende radioplasma har evakueret den røntgenudsendende gas. Vi præsenterer også en lysstyrkefunktion for røntgenpunktkilderne detekteret i NGC 4472, som vi sammenligner med den for andre galakser af tidlig type.'
Chandra-billeder, der viser 4 af de 9 opdagede galakser (til venstre), og en kunstners indtryk af at vise, hvordan gas falder mod et sort hul og bliver til en hurtigt roterende skive af stof nær midten (til højre). Kredit: NASA/Chandra
Men det allerbedste var endnu ikke kommet... opdagelsen af et sort hul! Ifølge NASA giver resultaterne fra NASAs Chandra X-ray Observatory, kombineret med nye teoretiske beregninger, et af de bedste beviser endnu på, at mange supermassive sorte huller spinder ekstremt hurtigt. Billederne til venstre viser 4 ud af de 9 store galakser inkluderet i Chandra-undersøgelsen, som hver indeholder et supermassivt sort hul i midten.
Chandra-billederne viser par af enorme bobler eller hulrum i galaksernes varme gasatmosfære, skabt i hvert tilfælde af jetfly produceret af et centralt supermassivt sort hul. Undersøgelse af disse hulrum gør det muligt at beregne dysernes udgangseffekt. Dette sætter begrænsninger for de sorte hullers spin, når det kombineres med teoretiske modeller. Chandra-billederne blev også brugt til at estimere, hvor meget brændstof der er tilgængeligt for hvert supermassivt sort hul, ved hjælp af en simpel model for den måde, stoffet falder mod et sådant objekt.
Kunstnerens indtryk på højre side af hovedgrafikken viser gas inden for en 'påvirkningssfære', der falder lige indad mod et sort hul, før den slutter sig til en hurtigt roterende skive af stof nær midten. Det meste af materialet i denne skive sluges af det sorte hul, men noget af det fejes udad i jetfly (farvet blå) ved hurtigt at dreje magnetiske felter tæt på det sorte hul.
Tidligere arbejde med disse Chandra-data viste, at jo højere hastigheden, hvormed stof falder mod disse supermassive sorte huller, jo højere er deres effekt i jetfly. Uden detaljeret teori var implikationerne af dette resultat for sorte huls adfærd uklare. Den nye undersøgelse bruger disse Chandra-resultater kombineret med førende teoretiske modeller for produktion af jetfly, plus generel relativitetsteori, for at vise, at de supermassive sorte huller i disse galakser skal snurre tæt på den maksimale hastighed. Hvis sorte huller spinder ved denne grænse, kan materiale trækkes rundt om dem tæt på lysets hastighed, hastighedsgrænsen fra Einsteins relativitetsteori.
Atlasbillede opnået af Messier 49, taget af Two Micron All Sky Survey (2MASS). Kredit: NASA/UofMass/IPAC/Caltech/NASA/NSF/2MASS
Observationshistorie:
Ifølge SEDS var M49 det første medlem af Jomfru-klyngen af galakser, der blev opdaget af Charles Messier, som katalogiserede den den 19. februar 1771. Som han skrev i sine noter på det tidspunkt:
'Tåge opdaget nær stjernen Rho Virginis. Man kan ikke se det uden besvær med et almindeligt teleskop på 3,5 fod [FL]. Kometen fra 1779 blev sammenlignet af M. Messier med denne tåge den 22. og 23. april: Kometen og tågen havde det samme lys. M. Messier har rapporteret denne tåge på kortet over kometens rute, som optrådte i bindet af Akademiet fra samme år 1779. Set igen den 10. april 1781.' Otte år senere, den 22. april 1779, i anledning af at følge kometen det pågældende år, og på jagt efter at finde flere tågede objekter i konkurrence med andre observatører, genopdagede Barnabas Oriani uafhængigt denne 'tåge': 'Meget bleg og udseende nøjagtig som kometen [1779 Bode, C/1779 A1].'
I sit Bedford-katalog fra 1844 forvekslede admiral William H. Smyth denne opdagelse med Messiers opdagelse:
'En lys, rund og veldefineret tåge, på Jomfruens venstre skulder; præcis på linjen mellem Delta Virginis og Beta Leonis, 8 grader, eller mindre end halvvejs, fra den tidligere stjerne. Med et okular, der forstørrer 93 gange, er der kun to teleskopstjerner i feltet, hvoraf den ene er i sp og den anden i sf-kvadranten; og tågen har et meget perleagtigt aspekt. Dette objekt blev opdaget af Oriani i 1771 [dette er forkert: det var Messier, der opdagede det det år; Oriani fandt den først i 1779] og registreret af Messier som en 'svag tåge, ikke set uden besvær,' med et teleskop på 3 1/2 fod i længden. Det er en skam, at denne aktive og meget ihærdige astronom ikke kunne have været udstyret med et af nutidens gigantiske teleskoper. Hvis han havde besiddet effektive midler, kunne der ikke herske nogen tvivl om forøgelsen af hans nyttige og i sin tid unikke katalog: en samling genstande, som siderisk astronomi nogensinde må stå i gæld til ham for.' Denne fejl blev gentaget af John Herschel i hans General Catalogue of 1864 (GC), som også fejlagtigt tildelte dette objekt til '1771 Oriani', og også fandt vej til J.L.E. Dreyers NGC.
Lad os håbe, at du ikke tager fejl af de mange andre galakser i nærheden!
Placeringen af Messier 49 i Jomfru-stjernebilledet. Kredit: IAU og Sky & Telescope magazine (Roger Sinnott & Rick Fienberg)
Find Messier 49:
Galaxy hopping er ikke en nem opgave, og det kræver lidt øvelse. Begynder at lede efter M49 cirka halvvejs mellem Epsilon og Beta Virginis. Brug Gamma til at triangulere din position. Ved tæt på størrelsesordenen 8 er Messier 49 ganske kikkert mulig og vil under mørke himmelforhold vise sig som en svag, meget lille ægformet tåge. Det vil dog ikke vises i et kikkertkikkert – men det vil de nærliggende stjerner.
Brug deres mønstre til at guide dig derhen. Fordi galakser kræver mørk himmel, kan M49 ikke findes under byforhold eller under måneskinne nætter. I teleskoper så små som 70 mm vil det fremstå som en tåget ægform og blive lysere - men ikke mere opløst til større instrumenter. For at hjælpe med placeringen skal du begynde med den laveste forstørrelse og øge forstørrelsen, når det er fundet for at gøre baggrundsfeltet mørkere.
Og her er de hurtige fakta, der hjælper dig i gang!
Objektnavn: Messier 49
Alternative betegnelser: M49, NGC 4472
Objekttype: Elliptisk galakse
Konstellation: Jomfruen
Højre Ascension: 12 : 29,8 (t:m)
Deklination: +08: 00 (grader: m)
Afstand: 60000 (kly)
Visuel lysstyrke: 8,4 (mag)
Tilsyneladende Dimension: 9×7,5 (bue min)
Vi har skrevet mange interessante artikler om Messier Objects her på Universe Today. Her er Tammy Plotners Introduktion til Messier Objects ,, M1 – Krabbetågen , M8 – Lagunetågen , og David Dickisons artikler om 2013 og 2014 Messier Marathons.
Sørg for at tjekke vores komplette Messier Katalog . Og for mere information, tjek SEDS Messier Database .
Kilder:
