La galaksi spiral dengan pusat aktif M77Juga dikatalogkan sebagai NGC 1068, ia merupakan salah satu objek yang memikat anda sebaik sahaja anda mempelajari sedikit tentang sejarahnya. Bukan sahaja ia merupakan bintang lingkaran yang besar dan sangat bercahaya, tetapi ia juga merupakan makmal kosmik yang sempurna untuk mengkaji apa yang berlaku apabila lubang hitam yang amat besar Ia masuk ke mod "binatang" dan mula memakan jirim tanpa henti.
Dalam galaksi ini, mereka bercampur pembentukan bintang yang kuat, struktur lingkaran yang jelasM77 ialah bintang yang sangat bertenaga dengan latar mitologi yang aneh, kerana ia terletak di buruj Cetus, raksasa laut dalam legenda Perseus dan Andromeda. Mari kita teliti dengan tenang semua yang kita tahu tentang M77, berdasarkan pemerhatian sejarah dan data terkini yang diperoleh dengan [tidak jelas - mungkin "teleskop ruang"]. teleskop seperti Hubble atau VLT daripada ESO.
Apakah galaksi spiral M77 dan di manakah ia terletak?
Messier 77 ialah galaksi lingkaran berpalang Jenis Seyfert Terletak kira-kira 47 juta tahun cahaya dari Bumi dalam buruj Cetus, ini meletakkannya agak dekat dari segi kosmik, cukup dekat untuk membolehkan kajian struktur dalamannya dengan terperinci yang menakjubkan menggunakan teleskop moden.
Diameter keseluruhannya dianggarkan sekitar 170.000 tahun cahayaIni menjadikannya jauh lebih besar daripada Bima Sakti. Kawasan paling terang di kawasan tengahnya merangkumi kira-kira 120.000 tahun cahaya, tetapi imej pendedahan jauh telah mendedahkan cakera luar yang jauh lebih samar yang memanjang jauh di luar sempadan awal itu.
Dari perspektif kami, M77 dilihat hampir secara langsung. orientasi "menghadap kita" Ia membolehkan anda menghargai lengan spiralnya dengan jelas, kawasan debu gelap dan kawasan tempat bintang dilahirkan, yang diwarnai dengan ton kemerahan dan kebiruan dalam imej pelbagai penapis.
Kedudukannya di cakerawala, di tengah-tengah buruj Sea Monster, sangat sesuai dengan tradisi mitologi Yunani. Cetus dikaitkan dengan kisah Perseus dan AndromedaDalam cerita itu, seekor raksasa laut hampir membaham puteri itu sehingga wira itu campur tangan. Hari ini, di bahagian langit yang sama, kita dapati M77 bersinar sebagai salah satu objek paling menarik di kawasan itu.
Sejarah penemuan dan pemerhatian
Galaksi M77 itu ditemui pada tahun 1780 oleh ahli astronomi Perancis, Pierre MéchainSeorang pemerhati yang tidak kenal lelah yang bekerjasama rapat dengan Charles Messier. Walau bagaimanapun, pada masa itu, tiada idea bahawa objek-objek ini adalah galaksi lain; ia dianggap sebagai nebula atau gugusan.
Apabila Messier memasukkannya ke dalam karyanya katalog objek langit dalam yang terkenal, pada mulanya mentafsirkannya sebagai gugusan bintang yang meresapAdalah perlu untuk menunggu perkembangan astronomi moden dan peningkatan resolusi serta kepekaan teleskop untuk mengesahkan bahawa ia sebenarnya merupakan galaksi luaran yang besar.
Dalam katalog Messier, M77 menonjol sebagai salah satu galaksi terbesar dan paling terangMalah, antara objek yang dianggap agak berdekatan, ia adalah salah satu galaksi paling jauh dalam keseluruhan senarai, yang telah memberi kita gambaran tentang betapa kuatnya kilauan intrinsiknya.
Dengan teleskop amatur bersaiz sederhana, M77 muncul sebagai noda bulat yang meresap, mudah dikenali berhampiran bintang magnitud ke-10. Walaupun lengan pilin tidak dapat dibezakan dengan mata kasar, pemerhati yang berpengalaman dapat merasakan struktur pilinnya dengan keadaan langit yang baik dan sedikit kesabaran.
Struktur umum M77: cakera, lengan dan palang
Salah satu kejutan besar M77 ialah kerumitan dalamannya. Kita tidak berurusan dengan lingkaran mudah, tetapi dengan galaksi spiral berpalang dengan berbilang palang dan cakera luar yang samar yang memanjang jauh di luar kawasan di mana kecerahan paling jelas.
Di tengah, pemerhatian inframerah telah mendedahkan sekurang-kurangnya dua bar yang jelas berbezaBar paling dalam, dengan panjang kira-kira 3 kiloparsek, hanya kelihatan jelas pada panjang gelombang inframerah, di mana habuk kurang legap. Bar utama, yang jauh lebih panjang, mencapai kira-kira 17 kiloparsek.
Bar-bar ini mungkin berkaitan dengan organisasi lengan spiral dan jalur debu yang kita lihat dalam kebanyakan imej. Sesuatu yang serupa berlaku di galaksi berpalang lain, seperti NGC 5248, di mana kehadiran palang utama seolah-olah membantu menyalurkan gas ke arah kawasan dalam galaksi, memacu pembentukan bintang dan aktiviti dalam nukleus.
Terdapat petunjuk, walaupun dengan sedikit keraguan, bahawa mungkin terdapat lebih jauh lagi, lebih kecil dan lebih sukar untuk dikesanWalau apa pun, apa yang jelas ialah M77 mempunyai seni bina yang kompleks, di mana bar, cakera dan lengan berinteraksi secara dinamik.
Mengelilingi semuanya adalah cakera luar yang lemah memanjang sehingga kira-kira 170.000 tahun cahaya. Cakera ini paling ketara dalam imej pendedahan yang sangat lama dan juga mengandungi kawasan pembentukan bintang, walaupun jauh kurang kuat dan padat berbanding yang diperhatikan di kawasan dalam.
Lengan berpusar, debu dan warna: bintang muda dan tua
Jika kita melihat rupa M77 dalam imej dari Hubble atau VLT, perkara pertama yang menonjol ialah keindahan lengan spiralnya yang bergelungLengan-lengan ini bersilang-silang oleh jalur debu gelap dan dihiasi dengan kawasan pembentukan bintang yang terang.
Dalam zon dalaman galaksi Cahaya daripada bintang muda yang panas mendominasi. Bintang-bintang ini, digabungkan dengan gas terion, memberikan warna kebiruan kepada imej jalur lebar dan cahaya kemerahan di kawasan H-alpha, di mana hidrogen yang teruja memancarkan dengan sangat kuat.
Apabila kita bergerak menjauhi pusat, rupa galaksi berubah. Di bahagian paling luar lengan dan cakera, cahaya menjadi lebih kekuningan dan orenIni adalah ciri populasi bintang yang lebih tua. Ini menunjukkan bahawa gelombang pembentukan bintang yang kuat telah berlaku pada masa lalu, dan kini bintang-bintang yang berjisim lebih rendah dan lebih tua mendominasi.
yang kawasan pembentukan bintang Ia menonjol sebagai tompokan dan filamen kemerahan. Di bahagian dalam, kawasan ini cenderung kelihatan lebih merah jambu kerana gas dan bintang sangat bercampur. Ke arah tepi cakera, gas mendominasi dan membentuk struktur nipis, memanjang, seperti benang yang kelihatan merah pekat.
Pemerhatian yang dibuat dengan instrumen FORS2 pada VLT, dalam program jangkauan “ESO Cosmic Gems”, telah membolehkan kami membezakan dengan jelas perbezaan antara Bintang muda berwarna kebiruan, bintang matang berwarna kuning dan nebula pancaran kemerahan. Dalam imej yang sama, galaksi lain yang jauh lebih jauh juga boleh dilihat sebagai titik-titik kecil yang kabur, yang seterusnya menekankan saiz M77.
Galaksi pecahan bintang: kawasan pembentukan bintang yang tinggi
Selain teras aktifnya, M77 dianggap yang galaksi dengan pecahan bintang (letusan bintang)kerana ia mengandungi kawasan yang sangat besar di mana bintang-bintang terbentuk pada kadar yang sangat tinggi. Zon-zon pembentukan bintang yang kuat ini kebanyakannya tersebar di sekitar teras dan di sepanjang lengan dalam.
Di sekitar M77, beberapa perkara berikut telah dikenal pasti: kawasan pembentukan bintang paling terang diketahui dalam radius kira-kira 100 juta tahun cahaya di sekitar Bima Sakti. Maksudnya, dalam kawasan kosmik kita yang lebih luas, hanya terdapat beberapa galaksi yang mempamerkan kawasan pembentukan bintang seterang M77.
"Kilang-kilang bintang" ini ditandai dengan kecerahan yang kuat dalam garisan pancaran seperti hidrogen alfadan oleh kepekatan gas dan habuk yang tinggi yang, walaupun mengaburkan sebahagian daripada cahaya yang boleh dilihat, jelas kelihatan dalam inframerah. Gugusan bintang muda sedang terbentuk di sana, yang akhirnya akan memenuhi cakera galaksi.
Hakikat bahawa M77 menggabungkan nukleus aktif dan ledakan bintang yang kuat menunjukkan bahawa Dinamik gas dalam galaksi berkait rapat dengan palang dan lengan pilin.Struktur ini menyalurkan bahan ke arah kawasan tengah, memberi makan kepada lubang hitam supermasif dan awan di mana bintang baharu terbentuk.
M77 sebagai galaksi Seyfert: nukleus galaksi yang sangat aktif
Salah satu aspek yang paling menarik minat terhadap M77 ialah pengelasannya sebagai Galaksi Seyfert jenis IIGalaksi Seyfert ialah subjenis nukleus galaksi aktif (AGN) yang dicirikan dengan memancarkan sejumlah besar radiasi dari kawasan tengahnya.
Dalam kes M77, pemerhatian menunjukkan bahawa ia Terasnya sangat bercahaya dan padat.Pelepasan yang sangat besar ini datang daripada jirim yang jatuh ke atas lubang hitam supermasif di tengah-tengah galaksi. Apabila bahan tersebut menjunam ke arah lubang hitam, ia akan menjadi panas, dimampatkan dan melepaskan sejumlah besar tenaga.
Terdapat keanehan tertentu dalam pengelasan M77: walaupun ia kelihatan disenaraikan sebagai Jenis Seyfert IIBeberapa kajian telah mencadangkan bahawa sifat intrinsiknya sebenarnya lebih serupa dengan Seyfert jenis I, yang kita lihat "disamarkan" sebagai jenis II disebabkan oleh orientasi cakera pusatnya berbanding dengan kita. Dalam erti kata lain, geometri dan kehadiran habuk mungkin mengaburkan beberapa kawasan paling dalam.
Teras aktif M77 begitu berkuasa sehingga Ia bersinar terang merentasi hampir keseluruhan spektrum elektromagnetSinar-X, ultraungu, cahaya nampak, inframerah dan gelombang radio. Kepelbagaian pelepasan ini telah menjadikan M77 sasaran utama untuk memahami bagaimana lubang hitam supermasif di pusat galaksi berfungsi.
Dalam radio, sebagai contoh, teras M77 dikenali sebagai Cetus Asumber yang sangat kuat. Pemerhatian resolusi tinggi, seperti yang dibuat dengan susunan teleskop radio VLBA, telah membolehkan pengesanan struktur gas dan tukang air yang mengelilingi lubang hitam tengah.
Lubang hitam supermasif dan cakera pertambahan
Di tengah-tengah M77 terletaknya lubang hitam supermasif dengan jisim kira-kira 10 juta matahariSatu cakera pertambahan gergasi, berdiameter kira-kira 5 tahun cahaya, telah dikesan di sekelilingnya, mengandungi molekul air dan komponen gas dan habuk lain.
Cakera pertambahan ini bertanggungjawab secara langsung untuk pelepasan radiasi bertenaga tinggi yang kuat yang kita perhatikan. Apabila jirim jatuh ke dalam lubang hitam, geseran dan mampatan meningkatkan suhunya kepada nilai yang melampau, menghasilkan sinar-X dan, berpotensi, sinar gamma juga, bersama-sama dengan cahaya inframerah dan radio yang kuat.
Kajian yang dijalankan dengan Teleskop Sangat Besar (VLT) sekitar tahun 2003 memberikan bukti kewujudan cincin gas dan habuk di sekeliling cakeraKajian-kajian ini, seperti yang diketuai oleh Jaffe dan rakan-rakannya, membantu memperhalusi model "torus" bahan yang mengelilingi banyak nukleus aktif, menyekat atau membenarkan radiasi melaluinya bergantung pada sudut dari mana ia diperhatikan.
Keseluruhan set ini—lubang hitam, cakera pertambahan, torus habuk, penghancur air—menjadikan M77 Contoh buku teks untuk memahami fizik nukleus aktifGabungan data radio, inframerah, optik dan sinar-X sesuai dengan kerangka umum model galaksi Seyfert, tetapi dengan butirannya sendiri yang masih disiasat.
Gugusan bintang padat di pusat galaksi
Selain lubang hitam dan cakeranya, pusat M77 mengandungi gugusan bintang yang besar dan sangat padatGugusan ini dianggarkan berusia antara 500 juta dan 1.600 juta tahun, dan bersaiz kira-kira 50 parsek.
Walaupun ia menduduki kawasan yang agak kecil, kelompok ini menyumbang sekitar 7% daripada jumlah kecerahan terasIni bermakna, walaupun dengan kehadiran AGN yang sangat terang, sumbangan natal adalah penting dan membentuk bahagian penting dalam keseimbangan tenaga di pusat galaksi.
Kehadiran gabungan gugusan bintang yang padat dan lubang hitam supermasif menunjukkan bahawa Sejarah pembentukan bintang di teras M77 sangat sengitKemungkinan besar dinamik bar dan lengan itu sendiri telah menyalurkan gas ke arah pusat selama ratusan juta tahun, mendorong pertumbuhan kedua-dua gugusan dan lubang hitam.
Sinaran merentasi keseluruhan spektrum: daripada sinar-X hingga gelombang radio
M77 telah menjadi sasaran penanda aras untuk misi angkasa lepas dan balai cerap yang mengkaji langit di panjang gelombang yang berbezaGalaksi ini memancarkan sinar-X, ultraungu, tampak, inframerah dan radio dengan luar biasa, membolehkan kita melukis gambaran yang sangat lengkap tentang apa yang berlaku di dalamnya.
En X-rayNukleus aktif menonjol sebagai sumber berkuasa yang dikaitkan dengan cakera pertambahan lubang hitam supermasif. Pelepasan tenaga tinggi ini dimodulasi selanjutnya oleh kehadiran gas dan habuk, yang menyerap sebahagian daripada sinaran dan memancarkannya semula pada panjang gelombang lain.
Di dalamnya ultraungu dan cahaya yang boleh dilihatPemerhatian Hubble mendedahkan kecerahan teras, gugusan biru bintang muda, dan awan debu yang melingkar di antara lengan lingkaran. Cahaya merah daripada hidrogen terion, yang sangat jelas dalam beberapa komposit warna, menonjolkan kawasan pembentukan bintang yang paling aktif.
En inframerahTeleskop seperti VLT dan instrumen lain mendedahkan taburan habuk panas dan struktur yang sangat terlindung dalam cahaya yang boleh dilihat. Pada panjang gelombang inilah bar dalam dan kawasan galaksi yang lebih dalam paling jelas kelihatan.
En radioSelain sumber Cetus A pusat, maser air yang berkaitan dengan cakera yang mengorbit lubang hitam telah dikesan. Maser ini membolehkan pengukuran halaju gas yang sangat tepat dan anggaran langsung jisim objek pusat, yang merupakan asas untuk mengesahkan model teori.
M77 dalam persekitaran kosmiknya: Kumpulan M77
Messier 77 tidak terpencil di angkasa lepas, tetapi merupakan ahli dominan bagi sekumpulan kecil galaksiKumpulan ini, yang dikenali tepat sebagai Kumpulan M77, merangkumi objek seperti NGC 1055, NGC 1073, UGC 2161, UGC 2275, UGC 2302, UGCA 44 dan Markarian 600.
Menjadi galaksi utama kumpulan itu bermakna M77 mengenakan pengaruh graviti ke atas jiran-jirannyadan sebaliknya. Interaksi masa lalu atau sekarang, walaupun tidak selalunya jelas dengan mata kasar, mungkin telah memainkan peranan dalam pengagihan semula gas dan dalam pengaktifan kedua-dua teras dan kawasan pecahan bintang.
Dengan mengkaji M77 dalam konteks kumpulannya, ahli astronomi boleh membandingkan tahap pembentukan bintang, jenis nukleus dan morfologi antara galaksi yang berbeza. Ini membantu memahami sama ada aktiviti M77 adalah luar biasa atau sama ada ia bertindak balas terhadap corak yang lebih umum yang dikaitkan dengan evolusi kumpulan galaksi.
Buruj Cetus dan hubungan mitologi
Kawasan langit di mana M77, buruj CetusIa mempunyai latar belakang mitologi yang sangat kaya. Dalam kisah Perseus dan Andromeda, Cetus mewakili raksasa laut yang akan membaham puteri itu, yang dirantai pada batu sebagai korban, sehingga Perseus campur tangan dengan kepala Medusa.
Di langit malam, mitos ini tercermin dalam beberapa buruj berdekatanPerseus, Andromeda, Cassiopeia, Cepheus, dan kuda bersayap Pegasus. Cetus menduduki kawasan yang lebih selatan, lebih dekat dengan kawasan yang dikaitkan oleh orang dahulu kala dengan perairan, kedudukan yang sesuai dengan sifatnya sebagai makhluk laut.
Dalam Cetus, M77 dianggap salah satu objek langit dalam yang paling menarikBukan sahaja ia menakjubkan, malah ia juga boleh diperhatikan dengan teleskop amatur dari lokasi yang agak gelap. Walau bagaimanapun, sesiapa yang melihat melalui kanta mata hanya akan melihat awan yang meresap; butiran halus yang kita ketahui hasil daripada Hubble, VLT dan instrumen lain kekal di luar julat visual langsung.
Gabungan tradisi mitologi dan kosmologi moden Ini menjadikan M77 objek yang sangat menarik untuk sains popular. Ia membolehkan kita beralih daripada sejarah klasik kepada fizik lubang hitam supermasif tanpa meninggalkan kawasan langit yang sama.
Secara keseluruhannya, galaksi pilin dengan pusat aktif M77 menunjukkan dirinya sebagai gabungan keindahan visual, kerumitan dinamik dan keganasan bertenaga yang ekstrem yang menarikDimensinya yang sangat besar, palang berganda, cakera luar yang samar, ledakan bintang, lubang hitam supermasif, gugusan padat, dan pancaran merentasi keseluruhan spektrum menjadikannya "semua-dalam-satu" yang sebenar untuk memahami bagaimana galaksi aktif berkembang dan peranan nukleus jenis Seyfert di alam semesta berdekatan.
