Messier 87

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Messier 87 (M87)
M87 jet.jpg
Megfigyelési adatok
Csillagkép Virgo
Rektaszcenzió 12h 30m 49.42s[1]
Deklináció +12° 23′ 28″[1]
Vöröseltolódás

0,00436

(1307 ± 7 km/s)[2]
Távolság 52,5 ± 3,9 millió fényév
(16,1 ± 1,2 Mpc)[2]
Típus E0[1]
Fizikai tulajdonságok
Abszolút fényesség –20,3m[1]
Más elnevezések Virgo A, NGC 4486, UGC 7654,
PGC 41316, VCC 1316, Arp 152

A Messier 87 (M87, Virgo A, NGC 4486) egy óriási elliptikus galaxis. A Virgo-halmaz legnagyobb és legfényesebb tagja, mely közel esik a halmaz dinamikai középpontjához.[3] A galaxisban található egy figyelemre méltó aktív galaxismag, ami erősen sugároz a spektrum valamennyi tartományában, különösen erősen a rádióhullámok tartományában.[4] Mivel egyike a legnagyobb elliptikus galaxisoknak és egyben a legfényesebb rádióforrás az égbolton, egyaránt kedvelt célpontja az amatőr- és profi csillagászok vizsgálatának. A jet anyaga erős röntgenforrás is, és a galaxis egyike a legjobban tanulmányozott rádiógalaxisoknak. Viszonylagos közelsége és a magra való jó rálátás miatt kézenfekvő célpontja a nagyenergiájú tevékenységek tanulmányozásának.

Átmérője 120 000 fényév körüli, ötödével nagyobb, mint a Tejútrendszer szélessége. Míg galaxisunk inkább korong alakú, addig az M87 közel gömbformájú.
Az M87 tömege 100 000 fényév sugarú gömbön belül (2,6 ± 0,3)×1012 naptömeg, mintegy tízszer nagyobb a Tejútrendszernél.[5]
Fontosabb kísérőgalaxisai: NGC 4476, NGC 4478, NGC 4486A, NGC 4486B

Felfedezésének története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Charles Messier fedezte fel 1781. március 18-án egyetlen éjszaka alatt nyolc másik üstököskómaszerű objektummal együtt, amelyek közül hetet ugyanebben a régióban talált meg.[6]

1918-ban Heber Curtis a Lick Obszervatórium csillagásza fedezte fel azt a galaxisból kinyúló anyagkiáramlást, amit ő „különös egyenes sugárként” írt le.

Walter Baade és Rudolph Minkowski 1954-ben azonosította az M87-et a Virgo A jelű, egyik legerősebb rádióforrással. A rádiómérésekből ismeretes, hogy a kilövellést erős mágneses térben mozgó töltött részecskék – szinkrotronsugárzás – okozzák. Az M87 ezenkívül röntgenforrás is. 1956-ban J.E Baldwin és F.G Smith cambridge-i kutatók egy gyenge rádiófényudvar derengést is találtak a galaxis körül.

A galaxisból kinyúló jet miatt 1966-ban Halton C. Arp 152. objektumként - galaxis poláris anyagkifúvással csoportba - katalogizálja az általa szerkesztett Különleges galaxisok atlaszába. 1977-ben szintén neki sikerül a jet szerkezetét több kisebb felhőre, anyagcsomóra felbontania.

Tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Szupermasszív fekete lyuk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Csillagászok számításai szerint a galaxis közepén egy hozzávetőleg 3,2 milliárd (3,2 ± 0,9)×109 naptömegnyi szupermasszív fekete lyuk található.[7] Ekkora tömegű fekete lyuk eseményhorizontjának sugara: 9,4504×109 km, azaz 63,17 CsE. Tehát az M87 magjának eseményhorizontja nagyobb, mint Naprendszerünk a Plútó pályájáig.[8] Újabb kutatások szerint a központi fekete lyuk tömege a Nap tömegének akár 6,4 milliárdszorosa is lehet.[9] Az M87 az egyik legközelebbi nagy méretű galaxis, melynek a közepén lévő, nagy méretű fekete lyuka viszonylag könnyen vizsgálható, és ennek eredményeiből következtetések vonhatók le a sokkal távolabbi galaxisok és kvazárok fizikai tulajdonságaira. Amennyiben például a fekete lyuk tömege valóban nagyobb a korábban feltételezettnél, akkor az összes többi, galaxis közepén lévő fekete lyuk tömegére vonatkozó becslést felül kell vizsgálni, ez például megoldhatja a kvazárok közepén fekvő fekete lyukakkal kapcsolatos ellentmondásokat, azok energiakibocsátásához ugyanis a jelenleg ismerteknél lényegesen nagyobb, 10 milliárd naptömegű fekete lyukakra van szükség, ami korábban ismeretlen volt, az új számítások szerint azonban már korántsem elképzelhetetlen.[10]

Jet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

M87 jetje röntgen- (felül), rádió- (balra) és a látható fény (jobbra) hullámhosszán

A galaxis magjából egy relativisztikus anyagsugár (jet) nyúlik ki északnyugat felé, mintegy 6000 fényév hosszan (A VLA rádióteleszkóp mérései szerint ez a sugár inkább 7-8000 fényév). Az anyagsugár anyaga a fekete lyuk akkréciós korongjából a lyukba hulló és a pólusa irányában távozó szubatomi részecskék közel fénysebességre gyorsult nyalábja, amely a felvételek szerint mindössze néhány tized fényévnyire ered a fekete lyuktól. Az eredet helyét a VLA rádióteleszkóppal igazolták, amely a fekete lyuk néhány század fényévnyi környezetét is láthatóvá tette. Ez az első eset, hogy ennyire szűk részecskenyalábnak megtalálták a kiindulópontját. A nyaláb 60°-os szögben indul, de a forgó fekete lyuk szorosan felcsavarja forgástengelye körül a mágneses erővonalakat és ezt követve néhány fényévnyi távolságban már 6°-osra szűkül, azután még több ezer fényév távolságig közel egyenesen halad.[11]

A jet különlegessége, hogy sokáig csak egy (nem pontosan) felénk mutató kilövellést láttak. Ellenpárját sokáig nem találták. Már az a gondolat is felmerült, hogy az M87 valamiféle különleges objektum, amely fizikailag különbözik a szupermasszív fekete lyuk középpontú galaxisoktól. 1992-ben a Hubble űrtávcső egyik felvételén felfedezték az anyagkiáramlás ellenpárját a galaxis másik oldalán. Pontosabban a végét, ahol beleütközik az intersztelláris anyagba. Az ív alakú lökésfront távolsága a centrumtól ugyanúgy 6000 fényév körüli, mint a másik, felénk mutató kilövellés hossza. A jelenség úgy értelmezhető, hogy az ellenirányú kilövellés „alagutat vágott” a galaxis anyagába és az ebben végighaladó részecskék nem látszanak, de a végén az intersztelláris anyagba ütközve sugárzást keltenek.[12]

Az anyagsugárban 1999-ben egy fényes csomót fedeztek fel a Hubble űrtávcső segítségével ultraibolya tartományban, mely a megfigyelés évei alatt folyamatosan változtatta fényességét, időnként a galaxismagot is túlragyogta.[13]

Szuperluminális mozgás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Hubble űrtávcsővel készült képekből 1999-re világossá vált, hogy az M87 jetjének anyagcsomói mozgásában 4−6x−os fénysebességet mérnek. Erről a jelenségről úgy vélik, hogy a sugár relativisztikus sebességének vizuális következménye (optikai csalódás), és nem valódi, fénysebességet meghaladó sebesség. Az ilyen jelenségek észlelése alátámasztja a kvazárok, a BL Lacertae objektumok (blazárok) és rádiógalaxisok elméletét, melyek mind ugyanannak a jelenségnek következményei, melyet aktív galaxismagként ismernek, csak épp különböző szögekből látunk rájuk.[14]

Röntgensugárzó hurkok és gyűrűk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Chandra űrtávcső forró, röntgensugárzó gázokból álló hurkok és gyűrűk jelenlétét figyelte meg, melyek beterítik a galaxis környezetét. Ezeket a hurkokat és gyűrűket lökéshullámok hozzák létre, melynek intenzitásbeli különbségeit az okozza, amennyi anyagot éppen kidob a szupermasszív fekete lyuk a jetbe. A hurkok eloszlása feltételezi, hogy a kisebb kitörések hatmillió évenként következnek be. A gyűrűk egyike egy igen nagy kitörés eredménye, mely 85 000 fényév átmérőjű lökéshullámot rajzol ki a fekete lyuk körül. A másik figyelemre méltó jelenség egy keskeny, röntgensugárzó, szálas szerkezetű, gázokból álló hatalmas buborék a forró gázban, mely 100 000 fényév hosszan ível át és amit 70 millió évvel ezelőtt okozott egy jelentős kitörés. A rendszeres kitörések megakadályozták, hogy a mag körüli hatalmas gáztömegek lehűljenek és csillagok keletkezzenek. Ez arra utal, hogy az M87 fejlődésére komolyan hatottak és megakadályozta, hogy nagy spirálgalaxissá váljon.[15]

Gammasugárzás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az M87 nagyon erős gammasugár forrás, melyek az elektromágneses spektrum legnagyobb energiájú sugarai. Ebben a tartományban több mint egymilliószor erősebben sugároz, mint látható fényben. Az M87-ből jövő gammasugarakat 1966-ban észlelték először, de napjainkban már a HESS Cserenkov Teleszkópot használják. Mérések alapján úgy találják, hogy az M87-ből jövő gammasugárzás intenzitása az idő függvényében változik. Mindez igazolja a szupernehéz fekete lyuk jelenlétét, melynek akkréciós korongjából a lyukba hulló anyag a legvalószínűbb forrása a gammasugaraknak. Általában a kisebb átmérő gyorsabb változásokra utal, a nagyobb lassabbakra.[16]

Gömbhalmazok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az M87 körül szokatlanul nagy a gömbhalmazok száma – talán a legnagyobb, amit bármely más galaxis körül ismernek. Derengő fényudvarként veszik körül az óriási galaxist. 1998-ban a Hubble űrtávcső WFPC2-es kamerája 1057 gömbhalmazt számlált a galaxis belső régiójában. Egy 2006-os felmérés az M87 magja körüli 25'-es sugarú körben a gömbhalmazok számát 12 000 ± 800 darabra becsüli.[17]

Összehasonlítva a Tejútrendszer körül "csak" 158-at ismerünk.[18] Az M87 halója az itt lévő planetáris ködök ESO VLT FLAMES spektrográfjával végzett megfigyelései alapján mintegy egymillió fényév átmérőjű.[7] Ez a méret azonban sokkal kisebb, mint amit a számítógépes modellek előrejeleztek, így a haló külső részét valamilyen eddig ismeretlen hatás elfújta. A Virgo-halmaz közepén, ahol az M87 van, nem ritkák a galaxisok közötti gravitációs kölcsönhatások, egy közeli, nagy galaxis (feltehetően a Messier 84) elhaladása okozhatja a hiányt. A galaxis a nem túl távoli jövőben valószínűleg ütközik és egyesül a Messier 86-tal.[19] Kísérőgalaxisai és gömbhalmazai nemcsak fő galaxisukkal vannak kapcsolatban, hanem egymással is.[20] A halóban található cefeida változócsillagokkal megmérték a galaxis távolságát és közel ugyanazt az értéket kapták, mint kontroll módszerekkel.

A galaxis körül fényes vörös óriásokat, valamint diffúz fényléseket sikerült megfigyelni, amelyek valószínűleg planetáris ködök. A megfigyelt égitestek nem túl szignifikáns sűrűsödést mutatnak az M87 felé haladva. Össztömegüket megbecsülve 10%-a a galaxisba tömörült anyagnak. Ez részben magyarázza csak a hiányzó tömeget, amit a galaxisok rotációs görbéje alapján – Rubin–Ford effektus – sejtenek.[21]

Keresőtérkép az M87-hez

Megfigyelési lehetőség[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Május-június hónapban ideális az észlelése. Az ε Virginistől (Vindemiatrix) nyugat felé a β Leonis (Denebola) irányában 7,75°–ra található. A hozzávezető út felénél – 3,75°-ra – található a 34 Virginis csillag. Az elliptikus galaxisok jellegzetességeit mutatja. Képe egyenletes, nem láthatók rajta részletek, fényessége egyenletesen csökken a középponttól az égi háttérbe.

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b c d NASA/IPAC Extragalactic Database. (Hozzáférés: 2008. március 13.)
  2. ^ a b J. L. Tonry, A. Dressler, J. P. Blakeslee, E. A. Ajhar, A. B. Fletcher, G. A. Luppino, M. R. Metzger, C. B. Moore (2001.). „The SBF Survey of Galaxy Distances. IV. SBF Magnitudes, Colors, and Distances”. Astrophysical Journal 546 (2), 681-693. o.  
  3. B. Binggeli, Bruno, G. A. Tammann, and A. Sandage, Astron. J. 94, 251 (1987).
  4. W. Baade, R. Minkowski (1954.). „On the Identification of Radio Sources”. Astrophysical Journal 119, 215-231. o.  
  5. Wu, Xiaoan; Tremaine, Scott (2006.). „Deriving the Mass Distribution of M87 from Globular Clusters”. The Astrophysical Journal 643 (1), 210-221. o.  
  6. ifj. Bartha Lajos - Nagy Zoltán A. - Schmidt Zoltán. „Charles Messier”.  
  7. ^ a b Acciari V.A. et al. (2008. február 14.). „Observation of gamma-ray emission from the galaxy M87 above”, 397-403. o, Kiadó: The Astrophysical Journal 679 (2008. május 20.). Hozzáférés ideje: 2009. június 10.  
  8. BBC Horizon: Szupermasszív fekete lyukak dinamikája (YouTube, 3:56, angol)
  9. Gebhardt, Karl; Thomas, Jens: The Black Hole Mass, Stellar M/L, and Dark Halo in M87. arXiv.org, Cornell University Library, 2009. június 8. (Hozzáférés: 2009. június 10.)
  10. Kovács, József: Újdonságok a legközelebbi óriásgalaxisról III.: a központi fekete lyuk tömege. Hírek.csillagászat.hu, 2009. június 11. (Hozzáférés: 2009. június 12.)
  11. Válas György. „Nagyon szűk részecskeáram kiindulópontját tárták fel egy fekete lyuk környezetéből”.  
  12. Patkós László. „Csillagászati évkönyv 1994, 141.o, Megtalálták az M87 ellenirányú kilövellését”.  
  13. Molnár, Péter: Újdonságok a legközelebbi óriásgalaxisról II.: a központi fekete lyuk anyagkidobása. Hírek.csillagászat.hu, 2009. május 27. (Hozzáférés: 2009. május 27.)
  14. J. A. Biretta, W. B. Sparks, and F. Macchetto, Astrophys. J. 520, 621 (1999).; John Biretta: Hubble detects faster-than-light motion in Galaxy M87. Space Telecsope Science Institute, 1999. január 6
  15. "Chandra Reviews Black Hole Musical: Epic But Off-Key"
  16. Universe Today, Gamma Rays Pour From the Edge of a Supermassive Black Hole
  17. Tamura, Naoyuki; Sharples, Ray M.; Arimoto, Nobuo; Onodera, Masato; Ohta, Kouji; Yamada, Yoshihiko (2006-09-04.). „A Subaru/Suprime-Cam wide-field survey of globular cluster populations around M87 - I. Observation, data analysis and luminosity function - side 14”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Online Early.  
  18. William E. Harris (2007 august.). „Milky Way Globular Clusters”. [2002. július 5-i dátummal az eredetiből archiválva].  
  19. Kovács, József: Újdonságok a legközelebbi óriásgalaxisról I.: az M87 mérete. Hírek.csillagászat.hu, 2009. május 26. (Hozzáférés: 2009. május 27.)
  20. Hasegan, Monica et al.: The ACS Virgo Cluster Survey. VII. Resolving the Connection Between Globular Clusters and Ultra-Compact Dwarf Galaxies pp. 203-223. Astrophysical Journal #627, 2005. május 25. (Hozzáférés: 2009. június 10.)
  21. Barcza Szabolcs. „Csillagászati évkönyv 2000, 171.o, Intergalaktikus csillagok a Virgo galaxishalmazban”. Nature, 1998. január.  

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Messier 87 témájú médiaállományokat.

Jet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Szuperluminális mozgás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Röntgensugárzó hurkok és gyűrűk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Gammasugárzás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Gömbhalmazok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]


Science.jpg    NGC 4484  •  NGC 4485  •  NGC 4486  •  NGC 4487  •  NGC 4488