M 87 (galaxia)

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M87
Galaxia

Galaxy M 87. Un chorro relativista
entra en erupción desde el centro de la galaxia
Historia de la investigación
abrelatas Carlos Messier [1]
fecha de apertura 18 de marzo de 1781 [1]
Notación M 87, NGC 4486, Virgo A
Datos observacionales
( época J2000.0 )
Constelación Virgo
ascensión recta 12 h  30 min  49,42 s
declinación +12° 23′ 28.04″
Dimensiones visibles 7.2' × 6.8'
sonido visible magnitud 9.59
Características
Tipo de E+0-1 pectorales
Incluido en Cúmulo de Virgo [2] , [CHM2007] HDC 720 [2] , [CHM2007] LDC 904 [2] , [T2015] nido 100002 [2] y [TSK2008] 1 [ 2]
velocidad radial 1307 ± 7 km/s
z 0,004283 ± 0,00017 [3] , 0,0042 ± 12 [4] y 0,0042 ± 0,00012 [4]
Distancia 53,5 ± 1,63 millones de St. años
Magnitud absoluta (V) −22 [1]
Radio alrededor de 150 kpc [5]
Propiedades Emisión de radio, chorro relativista, sistema enorme (13000) cúmulos globulares
Información en bases de datos
SIMBAD M87
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Messier 87 ( inglés  M 87 , NGC 4486 , Virgo A (Virgo A) , ruso Messier 87 ) es una galaxia elíptica supergigante , la más grande de la constelación de Virgo . Se encuentra a una distancia de unos 16,4 millones de parsecs (53,5 millones de años luz) de la Tierra. M 87 es la segunda galaxia más brillante del Cúmulo de Virgo y una de las galaxias más masivas del Supercúmulo Local de Galaxias (también conocido como Supercúmulo o Supercúmulo de Virgo).

En el centro de la galaxia hay un agujero negro supermasivo , que activa el núcleo de la galaxia . Este objeto es una fuente poderosa de varias radiaciones, especialmente ondas de radio, y también genera un chorro relativista (chorro). Un chorro de plasma energético es expulsado del núcleo y se extiende por al menos 1500 parsecs (4900 años luz). El 10 de abril de 2019 se publicó la primera imagen de este agujero negro. [6] Esta imagen, tomada con el Event Horizon Telescope , es la primera imagen de un agujero negro jamás vista.

A diferencia de las galaxias espirales , M 87 no tiene bandas de polvo pronunciadas y carece de características distintivas, y su brillo, como la mayoría de las galaxias elípticas típicas, disminuye a medida que aumenta la distancia desde el centro. El polvo cósmico que se formó en la galaxia fue dispersado en el transcurso de 46 millones de años por los rayos X que emanaban del núcleo, aunque aún quedan filamentos de polvo visibles. Las estrellas constituyen 1/6 de la masa total de esta galaxia. La densidad de estrellas en M 87 disminuye al aumentar la distancia desde su centro. Hay mucho gas disperso en el espacio entre las estrellas, que se enriquece con elementos creados por estrellas evolucionadas . Tiene una gran cantidad de cúmulos globulares  ; por ejemplo, en M 87 hay alrededor de 12,000, mientras que en la Vía Láctea solo hay 150-200 de esos cúmulos. La envoltura de la galaxia tiene un radio de aproximadamente 150 kiloparsecs (490 000 años luz) y puede estar influenciada por otra galaxia.

Como una de las galaxias elípticas gigantes más masivas y la fuente más brillante de emisión de radio , M 87 es un objetivo frecuente de investigación tanto para astrónomos aficionados como para científicos profesionales.

La supernova SN 1919A explotó en la galaxia en 1919, su magnitud aparente máxima fue de 12,3 [7] .

Investigación

El astrónomo francés Charles Messier descubrió M 87 en 1781 y lo incluyó en el número 87 de su catálogo como un objeto nebuloso que podría confundir a los cazadores de cometas. Todos los objetos en este catálogo tenían el prefijo M (Messier) , dando así a la nebulosa su nombre M 87. En la década de 1880, John Dreyer incluyó a la nebulosa en su Nuevo Catálogo General como NGC 4486.

En 1918, el astrónomo estadounidense Geber Curtis del Observatorio Lick descubrió la ausencia de una estructura helicoidal en M 87 y notó "un curioso haz directo... aparentemente asociado con el núcleo por una delgada línea de materia". El haz parecía más brillante en el extremo interior [8] . Al año siguiente, la magnitud fotográfica de la supernova en M87 alcanzó los 21,5 m , aunque esto no se supo hasta 1922 , tras el desarrollo de las placas fotográficas tomadas por el astrónomo soviético I. A. Balanovsky [9] [10] .

8 de junio de 2009  : los astrónomos Karl Gebhardt y Jens Thomas detallaron los resultados de sus estudios de la masa del agujero negro en el centro de la galaxia M 87 en la Conferencia de Astronomía Estadounidense en Pasadena , California . Según los datos presentados, la masa de un agujero negro es 6.400 millones de veces mayor que la del solar [11] [12] .   

En 2010, se descubrió que el agujero negro está desplazado de su centro geométrico (determinado por el centro de intensidad de radiación visible) 22 años luz [13] .

En 2014, científicos estadounidenses descubrieron el cúmulo globular HVGC-1 , alejándose de su galaxia de origen a una velocidad de unos 900 kilómetros por segundo [14] .

El agujero negro en el centro de M87 con una masa de 6600 millones de masas solares experimentó varios estallidos de actividad entre 2003 y 2007 [15] .

Una imagen de un agujero negro supermasivo con una masa de aprox. El proyecto Event Horizon Telescope obtuvo 6.500 millones de masas solares y se publicó en 2019 . Un disco de gas ionizado alrededor de este agujero negro gira a una velocidad de aprox. 1000 km/s, su diámetro es de aproximadamente 0,39 años luz. El tamaño aparente de la sombra del agujero negro M87 es de 42 microsegundos de arco. El horizonte de sucesos es 2,5 veces más pequeño que la sombra [16] .

Visibilidad

M 87 se encuentra en el borde superior de la constelación de Virgo , justo debajo de la constelación de Coma Berenices . Para encontrarlo, debe dibujar una línea imaginaria desde Epsilon Virgo hasta Denebola  : la galaxia estará casi en el medio de esta línea. La magnitud aparente es de 9,59 my se puede observar fácilmente con un pequeño telescopio de 6 cm de apertura M 87. La observación del chorro presenta algunas dificultades sin la ayuda de la fotografía . Hasta 1990, el único que observó visualmente el chorro relativista de la galaxia M 87 fue el astrónomo ruso-estadounidense Otto Struve . Usó un telescopio de 254 cm en el Monte Wilson . Sin embargo, en los años siguientes, en condiciones excelentes, los grandes telescopios de aficionados también lo permiten.

Características

El astrónomo francés Gerard de Vaucouleurs clasificó a M 87 como una galaxia E0p. En la clasificación morfológica de las galaxias , las E0p se describen como galaxias elípticas sin plano - esféricas. El sufijo "p" significa que la galaxia pertenece a los peculiares , es decir, a los que no se pueden atribuir con precisión a ninguna clase. La razón de la peculiaridad de M 87 es la presencia de un chorro relativista desde su centro. M 87 también se refiere a las galaxias de tipo cD (galaxias cD), galaxias supergigantes de clase D. En 1958, el astrónomo estadounidense William Morgan propuso por primera vez introducir una categoría similar para las galaxias elípticas con un núcleo rodeado por una pequeña cantidad de polvo cósmico.

Peso
Masa
M ⊙ 		Radio
kpc
2.4 32
3.0 44
5.7 47
6.0 cincuenta

La distancia a M 87 se determinó utilizando varios métodos independientes. Estos métodos incluían mediciones del brillo de las nebulosas planetarias , comparación con galaxias cercanas distanciadas usando una vela estándar (por ejemplo, usando las variables Cefeidas descubiertas ), dimensiones lineales de cúmulos globulares y gracias a datos en la parte superior de la rama gigante roja . Estas medidas coincidieron entre sí, lo que permitió establecer la distancia de la Tierra a M 87 en 16,4 ± 0,5 megaparsecs (53,5 ± 1,63 millones de años luz).

Esta galaxia es una de las más grandes del Supercúmulo Local de Galaxias . De diámetro, alcanza los 120 mil St. años, aproximadamente correspondiente a la Vía Láctea en este indicador. Pero M 87 es una esfera, no una espiral plana, por lo que su masa alcanza unos 2,7 billones de masas solares. La masa de M 87 dentro de un radio de 9 a 70 kiloparsecs (29 a 130 mil años luz) desde el núcleo aumenta gradualmente en proporción a r 1,7 , donde r es el radio desde el centro. En un radio de 32 kiloparsecs (100 mil años luz), la masa de la galaxia alcanza dígitos de (2,4 ± 0,6) x 10⋅10 12 masas del sol, que es dos veces mayor que la de la Vía Láctea. En términos de su masa total, M 87 puede superar a la Vía Láctea en 200 veces.

El gas que fluye hacia la galaxia es de aproximadamente 2 o 3 masas solares por año, y gran parte se acumula cerca del núcleo. La envoltura estelar expandida de esta galaxia alcanza un radio de 450.000 al. años, mientras que en la Vía Láctea alcanza los 330 mil sv. años.

El uso del VLT hizo posible observar el movimiento de unas 300 nebulosas planetarias . Estas nebulosas son los restos de una galaxia de tamaño medio que ha sido engullida por M 87 durante los últimos mil millones de años. Las propiedades características del espectro de las nebulosas planetarias también permitieron a los astrónomos detectar una estructura en forma de viga en el halo de M 87, lo que indica el crecimiento continuo de esta galaxia gigante. [17] [18]

Componentes

En el centro de la galaxia hay un agujero negro supermasivo con una masa de aproximadamente 3,5 ± 0,8 mil millones de masas solares [19] . Es uno de los objetos más masivos conocidos por la ciencia. Fue considerado el objeto más masivo de su tipo hasta que su récord fue batido por agujeros negros supermasivos en las galaxias NGC 3842 y NGC 4889 con masas de 9,7 y 27 mil millones de masas solares.

Un disco de gas ionizado gira alrededor del agujero negro , del cual se escapa un chorro a una velocidad relativista casi perpendicularmente . El disco alrededor del agujero negro gira a una velocidad de unos 1000 km/s y alcanza un tamaño de 0,39 años luz. La masa de gas que cae en un agujero negro alcanza aproximadamente una masa solar cada 10 años.

Las observaciones han demostrado que, quizás, el agujero negro supermasivo no está en el centro de M 87, sino al costado, a una distancia de 82 años luz. La base de esta suposición fue la dirección opuesta del chorro unilateral, lo que puede significar que el agujero negro fue desplazado del centro por este mismo chorro. Según otra hipótesis, el motivo del desplazamiento del chorro fue el proceso de fusión con otro agujero negro supermasivo. La investigación no incluye el reconocimiento de la espectroscopia entre un núcleo galáctico estelar y uno activo. Es posible que esto sea solo un destello óptico generado por el chorro. En 2011, los análisis de M 87 no encontraron sesgos estadísticamente significativos.

Las galaxias elípticas activas como M 87 resultan de la fusión de varias galaxias más pequeñas. Queda poco polvo en ellos, a partir del cual podrían formarse nebulosas galácticas, que sirven como lugar de nacimiento de nuevas estrellas. Por lo tanto, tales galaxias están dominadas por estrellas viejas, que tienen un contenido relativamente alto de elementos distintos al hidrógeno y el helio. La forma elíptica de esta galaxia fue establecida por los movimientos orbitales aleatorios de sus estrellas constituyentes, lo que contrasta con las galaxias espirales como la Vía Láctea.

El espacio entre las estrellas en M87 está lleno de gas interestelar, que se enriquece con elementos expulsados ​​por estrellas que han salido de la Secuencia Principal . El carbono y el nitrógeno son sintetizados constantemente por las estrellas que se encuentran en la rama gigante asintótica . Los elementos más pesados, desde el oxígeno hasta el hierro , son creados por explosiones de supernovas . Alrededor del 60% de estos elementos pesados ​​fueron producidos por el colapso de supernovas, mientras que el resto fue producido por supernovas de Tipo Ia . La distribución de estos elementos sugiere que en la historia temprana de la galaxia, el colapso de las supernovas contribuyó más a la saturación del espacio interestelar M 87 con metales . Si bien el material para las estrellas masivas se agotó gradualmente, solo las supernovas de Tipo Ia se convirtieron en las únicas fuentes de elementos pesados ​​en el espacio interestelar de M 87.

Notas

  1. ↑ 1 2 3 Frommert H. Messier 87
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Base de datos astronómica SIMBAD
  3. ↑ Más desordenado 87
  4. ↑ 1 2 ADELMAN-McCARTHY JK , et al. Catálogo Fotométrico SDSS, Edición 7 - 2009. - Vol. 2294. - Pág. 0.
  5. ↑ Doherty M., Arnaboldi M. , Das P. , Gerhard O., Aguerri J. A. L., Ciardullo R., Feldmeier J. J., Freeman K. C., Jacoby G. H., Murante G. El borde del halo M 87 y la cinemática de la luz difusa en el núcleo del cúmulo de Virgo  (inglés) // Astron. Astrofias. / T. Forveille - EDP Ciencias , 2009. - Vol. 502, edición. 3.- Pág. 771-786. — ISSN 0004-6361 ; 0365-0138 ; 1432-0746 ; 1286-4846 - doi:10.1051/0004-6361/200811532 - arXiv:0905.1958
  6. ↑ Los científicos revelan la primera imagen del agujero negro . TASS . Consultado el 10 de abril de 2019. Archivado desde el original el 10 de abril de 2019.
  7. ↑ Lista de supernovas . www.cbat.eps.harvard.edu. Consultado el 16 de julio de 2020. Archivado desde el original el 6 de abril de 2020.
  8. ↑ Curtis, HeberDoust. Descripciones de 762 nebulosas y cúmulos fotografiados con el reflector Crossley  //  Publicaciones del Observatorio Lick: diario. - Prensa de la Universidad de California, 1918. - Vol. 13 _ — Pág. 31 .
  9. ↑ Hubble, E. Messier 87 y Nova de Belanowsky  // Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico  . - 1923. - Octubre ( vol. 35 , núm. 207 ). — Pág. 261 . -doi : 10.1086/ 123332 . - .
  10. ↑ Shklovskii, IS Supernovae in Multiple Systems // Astronomía soviética. - 1980. - T. 24 . - S. 387 . - .
  11. ↑ Una computadora del tamaño de Texas encuentra el agujero negro más masivo en la galaxia M  87 . Archivado desde el original el 1 de junio de 2012.
  12. ↑ Recálculo de masa: Agujero negro más grande de lo que se pensaba anteriormente . Archivado desde el original el 1 de junio de 2012.
  13. ↑ Las maravillas de los agujeros negros revelaron un revoltijo en el centro de las galaxias . Archivado desde el original el 12 de junio de 2010.
  14. ↑ HVGC-1: Astronomers Discover Hypervelocity Star Cluster  , Sci-News.com (1 de mayo de 2014) . Archivado desde el original el 5 de mayo de 2014. Consultado el 5 de mayo de 2014.
  15. ↑ Los astrónomos descubren por qué algunos agujeros negros "danzan" . Consultado el 25 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 25 de agosto de 2018.
  16. ↑ Conferencia de prensa de la NSF . Archivado desde el original el 11 de abril de 2019.
  17. ↑ La galaxia gigante sigue creciendo . Observatorio Europeo Austral . Consultado el 25 de junio de 2015. Archivado desde el original el 25 de junio de 2015.
  18. ↑ Longobardi, A; Arnobaldi, M; Gerardo, O; Mihos, JC La acumulación del halo cD de M87: evidencia de acreción en el último Gyr . arXiv.org . Biblioteca de la Universidad de Cornell. Consultado el 25 de junio de 2015. Archivado desde el original el 7 de noviembre de 2015.
  19. ↑ La masa del agujero negro M87 de los modelos dinámicos de gas de las observaciones del espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial . arXiv.org . La Universidad de Texas en Austin. Consultado el 26 de abril de 2013. Archivado desde el original el 11 de enero de 2017.

Literatura

Enlaces

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