מסייר 74 - הגלקסיה הספירלית NGC 628

Send

ברוך הבא בחזרה למסייר יום שני! היום, אנו ממשיכים במחווה שלנו לחברנו היקר, תמי פלוטנר, בהתבוננות ב"גלקס הפנטום "המכונה מסיר 74!

במהלך המאה ה -18 הבחין האסטרונום הצרפתי הידוע צ'ארלס מסייר בנוכחותם של כמה "חפצים ערומים" תוך כדי סקירת שמי הלילה. במקור שהוא טעה בחפצים אלה כשביטים, הוא החל לקטלג אותם כך שאחרים לא יעשו את אותה טעות. כיום הרשימה המתקבלת (המכונה קטלוג Messier) כוללת מעל 100 עצמים והיא אחת הקטלוגים המשפיעים ביותר על אובייקטים של חלל עמוק.

אחד מהאובייקטים הללו הוא גלקסיית הספירלה הידועה בשם Messier 74 (המכונה גלקסיית הפאנטום) המופיעה מול פנים אל הצופים מכדור הארץ. גלקסיה זו ממוקמת כ -30 מיליון שנות אור מכדור הארץ לכיוון קבוצת הכוכבים מזל דגים, והיא מודדת כ -95,000 שנות אור בקוטר (גדול כמעט כמו שביל החלב) והיא מכילה כמאה מיליארד כוכבים.

תיאור:

גלקסיה יפה זו היא אב-טיפוס של גלקסיית Sc מעוצבת ומופלאה בין "ערפיליות הספירלה" הראשונות המוכרות על ידי הלורד רוזה. ממוקם במרחק של 30-40 מיליון שנות אור מאיתנו, הוא מחליק לאט אפילו יותר רחוק במהירות של 793 ק"מ לשנייה. יופיו משתרע על פני 95,000 שנות אור בערך באותו גודל כמו שביל החלב שלנו וזרועות הספירלה שלו משתרעות על פני 1000 שנות אור.

בתוך הזרועות הללו יש אשכולות של כוכבים צעירים כחולים וערפיליות גזים מפוזרות בצבע ורדרד הנקראות אזורי H II בהן מתרחשת היווצרות כוכבים. מדוע יופי מפואר כל כך סוחף? רוב הסיכויים שגלי הצפיפות הגולשים סביב הדיסק הגזי של M74, ככל הנראה הנגרמים על ידי אינטראקציה בכבידה עם הגלקסיות השכנות. כפי שהסביר ב 'קווין אדגר:

"מתוארת שיטה מספרית שתוכננה במיוחד לטיפול בדינמיקה של דיסק גזי זה, המסתובב באופן שונה עד אינסופי. השיטה מבוססת על השיטה הפרבולית Piecewise (PPM), הרחבה בסדר גודל גבוה יותר של השיטה של גודונוב. כוחות הכבידה המייצגים גל צפיפות ספירלית לינארית במרכיב הכוכב של הגלקסיה כלולים. החישוב הוא אוילריאני ומבוצע במסגרת התייחסות מסתובבת באופן אחיד באמצעות קואורדינטות קוטביות מישוריות. המשוואות מנוסחות בצורה נקודתית מדויקת כדי לבטל במפורש את כל המונחים הגדולים, המנוגדים, המייצגים איזון כוח במצב הסימטרי הבלתי-מוטרף, המאפשר חישוב מדויק של הפרעות קטנות. השיטה מתאימה באופן אידיאלי לחקר התגובה הגזית לגל צפיפות ספירלה בגלקסיית הדיסק. מודלים הידרודינמיים דו-ממדיים מסודרים מחושבים לבדיקת התגובה הכבידתית של דיסק גזי אחיד, איזותרמי, חסר מסה, לדיסקציה כבידתית ספירלית. הפרמטרים המתארים את התפלגות המסה, תכונות הסיבוב וגל הספירלה מבוססים על הגלקסיה NGC 628. לפתרונות יש זעזועים בתוך סיבוב משותף ומחוצה לו, ומדלדל את האזור סביב סיבוב משותף. הקצב בו מתרוקן אזור זה תלוי מאוד בחוזק ההפרעה הספירלית המוטלת. הפרעות פוטנציאליות של 10% מהמעלה מייצרות זרם רדיאלי גדול. הזמן הדרוש לגז ליפול לתהודה הפנימית של לינבלד בדגמים כאלה הוא רק חלק קטן מזמן האבל. האבולוציה המהירה המשתמעת מרמזת שאם קיימות גלקסיות עם הפרעות כה גדולות, יש לחדש את הגז מחוץ לגלקסיה, או שההפרעות צריכות להיות חולפות. בתוך סיבוב משותף עם דפוס הספירלה, אובדן המומנטום הזוויתי על ידי הגז מגדיל את המומנטום הזוויתי של הכוכבים, ומפחית את משרעת הגל. "

מה עוד מסתתר בפנים? ואז הסתכל בעיניים רנטגן. כפי שהצביע רוברטו סוריה (et al) במחקרם בשנת 2002:

"גלקסיית הספירלה הפנימית אל פנים M74 (NGC 628) נצפתה על ידי XMM-Newton בשנת 2002 בפברואר 2. בסך הכל, 21 מקורות נמצאים ב 5" הפנימי מהגרעין (לאחר דחיית כמה מקורות הקשורים לכוכבי חזית) . יחסי קשיות מראים שכמחציתם שייכים לגלקסיה. סוף הזוהר הגבוה יותר של פונקציית הזוהר מותקן על ידי חוק כוח של שיפוע -0.8. ניתן לפרש זאת כעדות להתהוות כוכב מתמשכת, באנלוגיה להתפלגויות שנמצאות בדיסקים של גלקסיות אחרות מאוחר. השוואה עם תצפיות קודמות של צ'נדרה מגלה חולף רנטגן אולטרה-לומיננטי חדש (LX ~ 1.5 × 1039 גרגר s-1 בפס 0.3-8 keV) בערך 4 ′ צפונית לגרעין. אנו מוצאים מקור חולף בהיר נוסף (LX ~ 5 × 1038 גרעות s-1) בערך 5 ′ מערבית לצפון הגרעין. מקבילי ה- UV והרנטגן של SN 2002ap נמצאים גם בתצפית XMM-Newton זו; יחס הקשיות של מקביל הרנטגן מצביע על כך שהפליטה מגיעה מהעניין ההמוצרי המום. "

במקרה של מסייר 74, שום דבר לא מזעזע - כולל גלי צפיפות הספירלה שלו. כפי שהסבירו סכיבוב וסמירנוב במחקר משנת 2004:

"נראה כי הפרופיל הרדיאלי של קצב היווצרות הכוכבים (SFR) בגלקסיה NGC 628 מווסת על ידי גל בצפיפות ספירלית. הפרופיל הרדיאלי של מהירות זרימת הגז לזרוע הספירלה דומה לפיזור הרדיאלי של צפיפות השטח של ה- SFR. מיקום תהודת הקורוט נקבע יחד עם פרמטרים נוספים של גל צפיפות הספירלה באמצעות ניתוח פורייה של התפלגות אזימוטל של המהירות הרדיאליות שנצפו באזורים טבעיים של הדיסק של NGC 628. הפרופיל הרדיאלי של צפיפות השטח של SFR נקבע על ידי שימוש ב- SFR האמפירי - יחס גודל ליניארי עבור מתחמי היווצרות כוכבים (אזורי HII ענקיים) ומדידות של הקואורדינטות, שטפי H אלפא, וגדלים של אזורי HII ב- NGC 628. "

אנחנו מדברים על אזורים יוצרי כוכבים ענקיים, לא? ואיפה נוצרים כוכבים ... כוכבים מתים. כמו בסופרנובה! כפי שהצביע אליאס ברינקס (et al):

"להיווצרותם של כוכבים מאסיביים, לרוב באשכולות כוכבים (סופר), להתפתחותם המהירה ולמותם לאחר מכן כסופרנובות, יש השפעה רבה על סביבתם הקרובה. ההשפעה המשולבת של רוחות כוכבים וסופרנובות, שהולכות ברצף מהיר ובתוך נפח קטן, יוצרת בועות מתרחבות של גז כלילי בתוך המדיום הבין-כוכבי ניטרלי (ISM) בגלקסיות ספירליות (גמדיות) לא סדירות. פגזים מתרחבים אלה גורמים בתורם לדחוס גז ניטרלי שיכול להוביל להיווצרות ענן מולקולרי ולהופעת היווצרות כוכבים משנית או מושרה. אזורים יוצרי כוכבים מפריעים ל- ISM שמסביבם ולכן "פעיל" יותר, מבחינת היווצרות הכוכבים, הגלקסיה צפויה להיות ISM לא-הומוגני יותר. קצב היווצרות הכוכבים ב- NGC 628 גבוה פי ארבעה מאשר ב- NGC 3184 וגובהו כפליים ב- NGC 6946, מה שיכול להסביר את המספר הגדול יותר של חורי HI שנמצאים בגלקסיה זו. אנו מגלים שהגדלים של חורי HI נעים בין 80 pc (קרוב למגבלת הרזולוציה) ל 600 מחשבים; מהירות ההתרחבות יכולה להגיע ל 20 ק"מ S1; הגילאים המשוערים הם 2.5 עד 35 מיל והאנרגיות המעורבות נעות בין 1050 ל -3.5 x 105Z. כמות הגז הנייטרלית המעורבת היא בסדר גודל של 104 עד 106 מסות שמש. "

המונים ענקיים ... המונים שלעתים ... נעלמים ?? כפי שהסבירו ג'וסטין ר. מאונד וסטיבן ג'יי סמארט במחקר משנת 2009:

"בעזרת תמונות מטלסקופ החלל האבל וטלסקופ תאומים, אישרנו את היעלמותם של אביהם של שני סופרנובות מסוג II (SNe) והערכנו את נוכחותם של כוכבים אחרים הקשורים אליהם. מצאנו שהאב של SN 2003gd, כוכב M-supergiant, כבר לא נצפה במיקום SN וקבע את הבהירות המהותית שלו בטכניקות חיסור תמונה. אברהם של SN 1993J, כוכב K-supergiant, גם הוא כבר לא נוכח, אבל בן לווייתו הבינארי-B-supergiant עדיין נצפה. היעלמותם של האבאים מאשרת ששני הסופרנובות הללו הופקו על ידי ענקי-על אדומים. "

מאונד וסמרט השתמשו בטכניקה בה צולמו תמונות לאחר ש- SN 2003gd התפוגג, וכנראה שהכוכב של אבות האב היה חסר, וחסר מהתמונות שקדמו לפיצוץ. כל מה שנותר בעמדת SN התכתב עם הכוכב האמיתי. תצפיות מזל תאומים משנת 2003 מוצגות באיור 1 המשווה בין תצוגות טרום-סופרנובה לפני הכוכבים של אזור הגלקסיה של האב, המכונה M-74 או NGC 628.

"זהו אבות הראשונים האדומים הראשונים לסופרנובה רגילה מסוג IIP שהוכח שנעלם וזה נמצא בסוף המסה הנמוך של הסולם של כוכבים מאסיביים להתפוצץ כסופרנובות," אמר מאונד. "אז זה סוף סוף מאשר כי התחזית הסטנדרטית למספר דגמי אבולוציה מהממים נכונה."

מתפתח? תהיה בטוח'. המסיר 74 ממשיך, למרות גילו, להתבגר! כמו. גוסב (et al) ציין:

"פרשנות המאפיינים הנצפים של אוכלוסיית כוכבים צעירה ב- NGC 628 מתבצעת על בסיס השוואה בין נתוני הפוטומטריה UBVRI ברזולוציה גבוהה של 127 אזורי H-alpha בגלקסיה עם הרשת המפורטת של המודלים האבולוציוניים הסינתטיים של מערכות כוכבים. הרשת המפורטת של מודלים אבולוציוניים כוללת 2 משטרים של היווצרות כוכבים (פרץ מיידי ויצירת כוכבים קבועה), טווח שלם של קרן המטבע הבינלאומית (שיפוע וגבול מסה עליון) וגיל (מ- 1 Myr עד 100 Myr). השפע הכימי של אזורים יוצרי הכוכבים נקבע מהתצפיות הבלתי תלויות. הפיתרון של הבעיה ההפוכה של גילוי הגיל, משטר היווצרות הכוכבים, פרמטרים של קרן המטבע הבינלאומית וספיגת אבק באזורים היוצרים כוכבים נוצר בעזרת פונקציית סטייה מסדירה מיוחדת. הערכות אדמדמות מתואמות עם המרחקים הגלקטוצנטריים של אזורים יוצרי כוכבים, בהתאמה לשיעור רדיאלי של שפע כימי שמקורו בתצפיות עצמאיות. גילאים של מתחמי היווצרות כוכבים מראים גם מגמה כפונקציה של ההרכב הכימי. "

אז בדיוק לאן קבוצות כה גדולות של כוכבים צעירים הולכים להסתובב ולהירגע? אולי ... רק אולי הם מנסים להקים בר שכונתי. בר גלקטי, כמובן! כפי שאמר מ 'ס. סייגר מהמרכז המשותף לאסטרונומיה במחקר משנת 2002:

"השגנו תמונות מלהקות I, J ו- K מבוססות על הקרקע של הגלקסיה הספירלית, Messier 74 (NGC 628). הגלקסיה הזו הוכיחה כי היא בעלת טבעת מעגלית גרמנית של היווצרות כוכבים הן מהספקטרוסקופיה הקרובה לאינפרא אדום של ספיגת CO והן מצילום תת-מילימטר של פליטת CO. אומרים כי טבעות קרומיות של היווצרות כוכבים מתקיימות רק כתוצאה מפוטנציאל מוט. אנו מראים עדויות לעיוות סגלגל חלש במרכז M 74. אנו משתמשים בתוצאות של Combes & Gerin (1985) כדי להציע כי פוטנציאל סגלגל חלש זה אחראי לטבעת הגרעין של היווצרות הכוכבים שנצפתה ב M 74. "

היסטוריה של תצפית:

גלקסיה ספירלית מדהימה זו התגלתה במקור בסוף ספטמבר 1780 על ידי פייר מכיין ואז נצפתה מחדש בצייתנות ונרשמה על ידי צ'ארלס מסייר ב- 18 באוקטובר 1780.

"ערפילית ללא כוכבים, בסמוך לכוכב אתא פיסיון, שנראתה על ידי מ. מכין בסוף ספטמבר 1780, והוא מדווח:" ערפילית זו אינה מכילה כוכבים; הוא גדול למדי, מעורפל מאוד וקשה ביותר לצפייה; אפשר לזהות זאת בוודאות רבה יותר בתנאים עדינים וכפוריים ". מ 'מסייר חיפש את זה ומצא אותו, כפי שמ' מכיין מתאר את זה: הוא הושווה ישירות עם הכוכב אתא פיסיון. "

שלוש שנים לאחר מכן, סר וויליאם הרשל היה עושה כמיטב יכולתו לנסות ולפתור את מה שלדעתו כאשכול כוכבים - ולחזור בשנים שלאחר מכן, אפילו על חשבון הציוד שלו.

1799, 28 בדצמבר, טלסקופ 40 רגל. בהיר מאוד באמצע, אך הבהירות מוגבלת לחלק קטן מאוד, ואינה עגולה; בערך האמצע הבהיר הוא ערפיליות קלושה במידה רבה. נראה שהחלק הבהיר הוא מסוג פיתרון, אבל המראה שלי נפגעה מאדים מרוכזים. "

כדי להעניק קרדיט לסר וויליאם, הוא היה הראשון שפתר כמה מגושי אזורי הלידה הרבים שנראו במסיר 74, ותוצאות התצפיות שלו אושרו אחר כך על ידי בנו שלו.

ג'ון הרשל היה רואה גם מנומר במבנה M74, ובכל זאת הלורד רוזה היה הראשון שבחר את מבנה הספירלה. שוב, באותה תקופה האסטרונומים האמינו כי העיבודים הללו היו ככוכבים בודדים - תצפית עברה עד לתקופתו של אמיל דרייר, כאשר מסיר 74 הפך בסופו של דבר גם לאובייקט של ארגון ה- NGC.

איתור מסייר 74:

M74 הוא לא תמיד חפץ קל ודורש שמיים כהים וקצת הכוכבים. נסה להתחיל באלפא אריסיס (המ"ל) ולייצר קו נפשי בינה לבין בטא - ואז הלאה לאטה פיסיון. סמן את מרכז הממצא שלך באתא והעביר את הנוף כ -1.5 מעלות צפונית-מזרחית. אם אתה מעדיף, אתה יכול לעשות זאת תוך כדי התבוננות בשדה רחב, עינית בהגדלה נמוכה - אשר בדרך כלל מספקת שדה ראייה גבוה.

בטלסקופ קטן יותר, הדבר הראשון שתבחין בו הוא הגרעין הכוכב של מסייר 74. זו הסיבה שפעמים רבות המתבוננים מתקשים לאתר אותה! תאמינו או לא, תנועה יכולה לפעמים לעזור לכם להבחין בדברים חלשים יותר, כך ששימוש בעינית כדי לאתר אותה הוא "טריק המסחר" של הצופה. מכיוון שגלקסיה ספירלית זו היא בעלת בהירות שטח נמוכה, היא זקוקה לשמיים טובים יחסית - אז נסו בתנאים רבים. טלסקופ קטן יחשוף הילה מאובקת סביב אזור הליבה, ואילו צמצם גדול יותר יחשוף את המבנה הספירלי. משקפות גדולות בתנאי שמיים וטהורים יכולים להבחין באובך קלוש קטן!

חקר זאת בעצמך ... מי יודע מה אתה יכול לגלות!

שם האובייקט: מסייר 74
ייעודים אלטרנטיביים: M74, NGC 628
סוג אובייקט: Sc Spiral Galaxy
קבוצת כוכבים: מזל דגים
עלייה ימנית: 01: 36.7 (שעות: מ ')
נטייה: +15: 47 (מעלות: מ ')
מרחק: 35000 (קלי)
בהירות חזותית: 9.4 (מג)
ממד לכאורה: 10.2 × 9.5 (דקה בקשת)

כתבנו מאמרים מעניינים רבים על מסייר אובייקטים ואשכולים כדוריים כאן במגזין החלל. להלן הקדמה של תמי פלוטנר לאובייקטים של מסייר, M1 - ערפילית הסרטן, התבוננות באור הזרקורים - מה קרה למסיר 71?, ומאמריו של דייוויד דיקיסון על מרתונים של מסיר 2013 ו -2014.

הקפד לבדוק את קטלוג המסייר המלא שלנו. ולמידע נוסף, עיין במסד הנתונים של SEDS Messier.

מקורות: