Stor Magellansk sky Uregelmessig dverggalakse | |
---|---|
Den store magellanske skyen | |
Oppdagelse | |
Oppdager | Abd al-Rahmān al-Sūfi |
Dato | 964 |
Observasjonsdata ( J2000 epoke ) | |
Konstellasjon | Dorado |
Høyre oppstigning | 05 t 23 m 34,5 s |
Deklinasjon | −69 ° 45 ′ 22 ″ |
Avstand | 157 000 til (48 000 stk ) |
Tilsynelatende størrelse (V) | 0,9 |
Tilsynelatende størrelse (V) | 10 °, 75 × 9 °, 17 |
Rødforskyvning | 0,000927 ± 0,000007 [1] |
Posisjonsvinkel | 168 ° 63 ' |
Radiell hastighet | 278 ± 2 [1] km/s |
Fysiske egenskaper | |
Fyr | Uregelmessig dverggalakse |
Klasse | SB (s) m |
Masse | 6,82 × 10 10 M ⊙ |
Dimensjoner | 14 000 [2] al (2 146 stk ) |
Andre betegnelser | |
LMC, ESO 56- G 115, PGC 17223, Nubecula Major | |
Plasseringskart | |
Kategori av uregelmessige dverggalakser |
Den store magellanske skyen er en dverggalakse , sannsynligvis satellitt [3] av Melkeveien , og den største av de to magellanske skyene . Gitt sin relativt korte avstand på bare 48 kpc (160 000 al ) [4] , er den den nærmeste galaksen til Melkeveien etter Canis Major (12,9 kpc (42 000 al)) og Skytten (16 kpc (52 000 al)) ), sistnevnte ligger på motsatt side av det galaktiske senteret i forhold til solsystemet .
Den store magellanske skyen har en masse som tilsvarer omtrent 10 milliarder ganger Solens ( 10 10 solmasser ), lik omtrent en tidel av massen til Melkeveien, eller omtrent 20 milliarder stjerner ; med en diameter på rundt 14 000 lysår [2] er den derfor også den fjerde største galaksen i den lokale gruppen , etter galaksen Andromeda , Melkeveien og Triangelgalaksen . [1]
Selv om den store skyen ofte betraktes som en uregelmessig galakse , inneholder den en tykk stolpe som løper gjennom sentrum, noe som tyder på at den opprinnelig var en spiralgalakse med sperrer som, på grunn av de store tidevannskreftene på grunn av interaksjon med vår galakse og med den lille magellanske galaksen Cloud , har gjennomgått deformasjoner. NASAs database over ekstragalaktiske objekter anser den som klasse SB(s) m, [1] i henhold til Hubble - klassifiseringen .
Den er synlig for det blotte øye som en svak gjenstand på nattehimmelen på jordens sørlige halvkule , på grensen mellom stjernebildene Dorado og Mensa . Den er navngitt til ære for Ferdinand Magellano som observerte den sammen med sin partner (kalt Little Magellanic Cloud ) på sin reise for å omgå jorden.
I skyen er Tarantella-tåken , den mest aktive stjernedannende regionen i den lokale gruppen av galakser. Videre, i 1987 , ble eksplosjonen av det som skulle bli kjent som Supernova 1987a observert i skyen .
Den store magellanske skyen er et objekt på den sørlige halvkule, synlig fra jorden bare fra breddegrader lavere enn den attende breddegrad nord; den svake gløden betyr imidlertid at den er godt observerbar bare fra omtrent 1000 km sør for ekvator . Usynlig på de tempererte boreale breddegrader , er den sirkumpolar på nesten hele den sørlige halvkule, derfor er den alltid synlig fra byer som Sydney (i Australia ), Cape Town (i Sør-Afrika ) og Rio de Janeiro (i Brasil ) av året. Den ligger nesten nøyaktig i retning av ekliptikkens sydpol , et trekk som gjør det slik at det aldri kan observeres i senit på en nattehimmel. [5]
Mye av skyen faller innenfor grensene til Dorado-konstellasjonen . Det vises på en uforurenset himmel som en lett flekk med en vagt ellipsoid form, 7-8 grader i størrelse; det gir ideen om et eget stykke av Melkeveien, synlig rundt tjue grader mot øst. Den kan identifiseres uten store vanskeligheter, omtrent 20 grader sør-sørvest for den klare stjernen Canopus ; den mest bemerkelsesverdige delen av Skyen ligger i det nordøstlige hjørnet, og utgjøres av Tarantel-tåken , hvis vage lys kan skilles ut selv med det blotte øye i de mørkeste og klareste nettene.
Det mest tydelige trekk selv for det blotte øye er den store sentrale stangen som krysser den i øst - vest retning , hvor de fleste himmelobjektene er konsentrert, hvorav mange også er synlige med et amatørteleskop ; den nordlige delen av stolpen virker veldig fragmentert og uregelmessig, veldig rik på diffuse tåker og felt med unge stjerner. Den sørlige delen, på den annen side, som faller innenfor stjernebildet Mensa , huser ikke vesentlige objekter og dens dimensjoner er mindre enn den nordlige delen.
Objekter som Taranteltåken og de nordlige stjernefeltene dukker opp i en Newtonsk reflektor fra200 mm rik på detaljer. [6]
Nettopp på grunn av den spesielle posisjonen til den store magellanske skyen, nær sydpolen av ekliptikken, fra middelhavsbreddegradene er den aldri synlig i noen av presesjonsepokene ; det var slik at det forble ukjent for alle klassiske sivilisasjoner.
Selv om det absolutt var kjent for innbyggerne på den sørlige halvkule, da det var tydelig synlig for det blotte øye, har svært få dokumenter om observasjonen kommet ned til oss fra disse folkene. [7] Den første skriftlige dokumentasjonen som har nådd oss er faktisk den av den persiske astronomen Abd al-Rahmān al-Sūfi , i hans verk Book of the fixed stars , datert 964 e.Kr., uttalte han at mens den ikke var synlig fra nord i Arabia og fra byen Bagdad , var det lavt over den sørlige horisonten fra Bab el -Mandeb-stredet , på 12 ° 25 'nord. [8] [9]
Senere ble skyene kjent som "Cape Clouds" , [10] sannsynligvis slik kalt av navigatørene, først portugisiske , deretter nederlandske og danske , som rundet Kapp det gode håp for å nå India . Det bør bemerkes i denne forbindelse at århundrer senere, på det attende århundre , oppfant astronomen Nicolas-Louis de Lacaille stjernebildet Mensa rett under den store skyen, siden sistnevnte minnet ham om skyene som ofte omgir toppen av fjellet . Tabor , nær Cape Town.
I 1503 -04 nevnte den florentinske oppdageren Amerigo Vespucci det i et brev på sin tredje reise; han refererer til "tre baldakiner, to klare og en mørk": de to klare objektene er de to magellanske skyene , mens det mørke objektet er kullsekktåken , som kan observeres i den sørlige Melkeveien. [11] I 1515 ble skyene beskrevet av navigatøren Andrea Corsali på sin reise til Kochi ; samme år er også beskrivelsen av historikeren Pietro Martire d'Angangolo i hans De Rebus Oceanicis et Orbe novo . [10]
Deres nåværende navn ble tildelt i januar 1521 [10] av forfatteren Antonio Pigafetta , som ble begitt seg ut på Magellan - ekspedisjonen . Navnet på Magellan ble imidlertid utbredt først mye senere: i Bayers Uranometri , publisert i 1603 , kalles den store skyen på latin ganske enkelt "Nubecula Major" , [12] mens den i den franske utgaven av 1795 av stjernekatalogen til Flamsteed var kalt på fransk "Le Grand Nuage" (Den store skyen). [1. 3]
Den første som studerte magellanske skyer i detalj var John Herschel , som fra 1834 til 1838 slo seg ned i Cape Town , hvor han bygde et privat observatorium. Herschel identifiserte 278 forskjellige objekter i den store magellanske skyen. [14]
På begynnelsen av det tjuende århundre observerte astronomen Henrietta Swan Leavitt hundrevis av variable stjerner i bildene av de magellanske skyene og la merke til at noen av disse stjernene viste en regelmessighet: de lyseste hadde også en lengre periode. Etter noen studier bekreftet han, i 1912 , [15] at de variable stjernene som i dag kalles Cepheider , har et periode-lysstyrkeforhold. Dette forholdet gjorde Cepheidene til svært viktige avstandsindikatorer i universet, fordi når perioden først er kjent, kan avstanden enkelt oppnås.
Inntil oppdagelsen av den elliptiske dverggalaksen til Skytten i 1994 ble den store magellanske skyen ansett som den nærmeste galaksen til Melkeveien; i 2003 , med oppdagelsen av den elliptiske dverggalaksen Canis Major , ble tittelen nærmeste galakse overført til sistnevnte. [16]
Metoden til Cepheid-variabler var en av de viktigste for å bestemme avstanden til den store magellanske skyen; denne klassen av stjerner viser faktisk et forhold mellom deres absolutte størrelse og perioden med variasjon i lysstyrke. Imidlertid er forholdet mellom størrelsesorden og periode modifisert av faktorer internt i selve stjernen, først og fremst graden av metallisitet . Dessverre ville Cepheidene i Melkeveien som vanligvis brukes som en målestokk for å måle forholdet være rikere på metaller enn de fra den store skyen. Nylig har den absolutte lysstyrken til Cepheidene blitt rekalibrert ved å ta som modell de som ble oppdaget i galaksen M106 , som har en større variasjon av grader av metallisitet. [4]
Ved bruk av den nye måleenheten vil en verdi på ca48 kpc , lik ca157 000 al . Denne avstanden, litt mindre enn den tidligere aksepterte avstanden på 50 kpc, har blitt bekreftet av andre forskere. [4]
I løpet av det tjuende århundre, siden galaksenes sanne natur ble fastslått, ble det alltid antatt at den store skyen var en satellittgalakse i vår galakse; en studie fra 2008 som tar i betraktning de nye målingene av skyens egen bevegelse oppnådd gjennom Hubble-romteleskopet, risikerer imidlertid å så tvil om denne teorien: faktisk viser disse nye målingene at hastigheten til galaksen er for høy til at den kan være en ekte galakse-satellitt, mens det ser ut til at både de store og små skyene faktisk nærmer seg Melkeveien for første gang. Det ser også ut til at de to skyene ikke er et binært system av galakser, så vel som at den magellanske strømmen kan ha forskjellig opprinnelse. [3]
Den store magellanske skyen er klassifisert, i henhold til NASAs database over ekstragalaktiske objekter , av typen SB(s)m, dvs. en sperret spiralgalakse (SB) uten ringstruktur(er) med uregelmessig form og uten bule (m). [1]
Skyen ble lenge ansett som en plan galakse, det vil si av en flat form, som spiralgalaksene der delene er like langt fra Melkeveien. Imidlertid oppdaget astronomene Caldwell og Coulson [17] i 1986 en variabel Cepheid -stjerne i den nordøstlige delen av galaksen, hvis posisjon var mye nærmere Melkeveien enn alle de gjenværende Cepheid-stjernene i CML. Nylig er det forskjellige arrangementet av stjernefeltene i Skyen blitt bekreftet gjennom studiet av andre Cepheider [18] og arrangementet av grenen til de røde kjempene ; [19] alle resultatene viser at disse feltene har en helning på omtrent 35° i forhold til skyens plan. Ytterligere studier av galaksens struktur ved å bruke kinematikken til karbonstjerner viser at skiven er like tykk på begge sider. [19] [20]
Når det gjelder fordelingen av stjernehoper , målte Schommer og andre forskere [21] den radielle hastigheten til over 80 objekter, og oppdaget at Big Cloud-hopsystemet har en kinematikk som kan sammenlignes med objekter fordelt på en normal galaktisk skive. Disse resultatene ble bekreftet av Grocholskis team, [22] som regnet ut avstandene mellom klyngene og fant ut at de er ordnet i samme plan som stjernefeltene.
Som de fleste uregelmessige galakser , er den store magellanske skyen svært rik på gass og støv inni der intense og kraftige fenomener med stjernedannelse ofte finner sted . [23] Det mest åpenbare eksemplet er gitt av Taranteltåken , den største stjernedannende regionen i hele den lokale gruppen . [24]
Den store skyen er rik på himmelobjekter og fenomener av alle slag, noe som gir forskere muligheten til å analysere og studere kosmiske reaksjoner, inkludert stjernenes evolusjon ; et eksempel er gitt av supernovaen SN 1987a , som eksploderte nær Taranteltåken i februar 1987 : objektet som ga opphav til eksplosjonen var ikke, som man kunne forvente, en rød kjempe , men tvert imot en supermassiv blå superkjempe . [25] Denne supernovaen var også den nærmeste observert de siste århundrene, så vel som den første siden oppfinnelsen av teleskopet .
Den klareste stjernen i den store skyen er plassert langs den sentrale linjen, og er variabelen S Doradus : usynlig for det blotte øye, når den tilsynelatende styrke 8,6 i sin fase med maksimal lysstyrke . Gitt dens enorme avstand, er dens absolutte størrelse maksimalt omtrent −10, noe som betyr at hvis den ble plassert i en avstand på32,6 al fra jorden, ville være i stand til å kaste objektskygger.
To andre hypergigantiske stjerner har nylig blitt observert inne i galaksen , katalogisert som R 66 og R 126 ; de tilhører klasse O , det vil si at de er ekstremt massive og klare stjerner, blå i fargen og med svært høy overflatetemperatur. Merkelig nok er det en støvskive rundt dem . [26]
Hele galaksen fremstår internt nedsenket og utvendig omgitt av store komplekser av diffus tåke , som er tydelig tydelig i de infrarøde bildene (som det til høyre), og viser et granulært aspekt og rikt på "kokonger", der det er mange åpne klynger. På bildet er blåfargen gitt av lyset som kommer fra de eldste stjernene (mest i den sentrale linjen); de lysere områdene utenfor er overfylt med massive varme stjerner dekket av tykke lag av støv; det røde nær de lyse områdene er støv som varmes opp av stjernene, mens de spredte røde prikkene i bildet enten er gamle stjerner dekket av støv eller fjerne galakser. Til slutt inneholder de grønne områdene kald interstellar gass opplyst av omgivende lys. [27] [28] [29] Disse infrarøde bildene spiller en grunnleggende rolle i oppdagelsen, inne i kokongene av støv og gass, av stjerneutbrudd , dvs. intense fenomener med dannelse av hypergigantiske stjerner, som raskt utvikler seg og eksploderer som supernovaer; faktisk de interstellare skyene, en gang oppvarmet av nyfødte stjerner, sender ut infrarød stråling, noe som gjør det mulig å oppdage unge stjerner og nye åpne klynger som er usynlige for observasjon i det synlige båndet .
Totalt sett er rundt 60 kulehoper (litt under halvparten av de i Melkeveien), så mange som 400 planetariske tåker og over 700 åpne klynger , samt hundretusenvis av gigantiske og supergigantiske stjerner også blitt registrert inne i den store skyen . [30]
To store åpne klynger, kjent som Hodge 301 og R136 , skinner i Tarantel-tåken , som er ansvarlig for dens store lysstyrke. Andre mindre tåker er synlige i den nordlige sektoren av galaksen, mens blant de åpne klyngene er de mest bemerkelsesverdige NGC 1850 og NGC 1872 ; av stor interesse for astronomer og forskere er også N44 -tåken , som inneholder et stort gassfritt område, innenfor hvilket det er en strålende klynge av unge stjerner. [31]
Den 8. desember 2011 ble en stjerne oppdaget i Tarantula-tåken VFTS 102 , som snurrer på seg selv med en hastighet på600 km/s . [32] I 2022 ble det kunngjort oppdagelsen, igjen i samme tåke, av et sort hull med stjernemasse hvis genererende stjerne ville ha forsvunnet uten energiutslipp i X-båndet , en vanlig egenskap ved disse fenomenene og som av denne grunn er oppdaget. Funnet ble gjort etter noen år med observasjoner takket være FLAMES- instrumentet installert ved ESOs VLT . [33]
Utenfor galaksen forbinder en stor strøm av nøytralt hydrogen og stjerner, kjent som Magellansk strøm , de to skyene til Melkeveien; denne lange broen av materie ville ha dannet seg som et resultat av de forskjellige nære transitter med vår galakse. [34] Dens tilsynelatende dimensjoner når 180 grader av himmelhvelv.
En annen struktur, kalt Magellansk bro , forbinder den store skyen med den lille skyen; i tillegg til hydrogen, er en liten prosentandel av andre metaller tilstede , som opprinnelig tilhører begge skyene, i tillegg til en god del isolerte stjerner og små assosiasjoner. [35]
Utover bakgrunnskildene, under den første flyvningen med Nike-Tomahawk- sondraketten i 1966, ble ingen røntgenkilde registrert ; [36] ikke engang i det andre oppdraget ble X-kilder identifisert i området 8-80 KeV. [37]
I påfølgende oppskytinger var det planlagt å studere den store magellanske skyen i detalj på leting etter kilder, hvorav den første var lokalisert ved koordinatene 05 h 20 m :; −69 °: og absolutt en del av galaksen. [38] Denne kilden strekker seg i omtrent 12° og dens utslipp er mellom 1,5 og10,5 keV , som i en avstand på163 000 stk tilsvarer4 × 10 38 erg/s . [39] I 1970 ble et instrument for å oppdage kosmiske røntgenkilder skutt opp med et Thor-missil , for å undersøke den lille magellanske skyen for første gang og for å utdype studiene på den store skyen; det ble dermed bemerket at den tidligere identifiserte kilden inneholdt stjernen ε Doradus . [40]
LMC X-1-kilden faller sammen med en stormasse -røntgen-binærstjerne , samt de påfølgende kildene som ble oppdaget, kalt LMC X3, X4 og A 0538-66; unntaket er LMC X2, som har blitt funnet å være en lavmasse binær røntgenstjerne , den eneste kjente i Big Cloud assosiert med X-utslipp [41]
En annen røntgenkilde er objektet DEM L 316 , dannet av to supernova-rester; spekteret til dette objektet oppnådd gjennom røntgenobservasjoner avslører at gasskonvolutten til en av de to restene inneholder en høy prosentandel av jern , forenlig med en type Ia supernovaeksplosjon , mens den nedre mengden av den andre resten involverer eksplosjonen av en type II supernova . [42]
Pulsarer er assosiert med andre supernova-rester , som i tilfellet med SNR 0538-69.1, som inneholder en pulsar med en periode på 16 millisekunder, [ 43] og SNR 0540-697. [44]
Fra en hypotetisk observatør lokalisert i den store skyen, ville Melkeveien være et skue som ikke kan gå glipp av: den integrerte tilsynelatende størrelsen på vår galakse ville faktisk være lik -2, det vil si 14 ganger lysere enn LMC ser ut til oss fra jorden, og ville okkupere omtrent 36° av buen i himmelhvelvet , det vil si over 70 ganger diameteren til fullmånen .
På grunn av den relativt høye galaktiske breddegraden til Skyen, ville denne observatøren ha en "skrå" utsikt over Melkeveien, som derfor ville være fullt synlig uten forstyrrelsen fra interstellart støv , noe som gjør det bemerkelsesverdig vanskelig å studere galaksen fra Jorden. [45]
Den lille magellanske skyen vil i stedet fremstå som en klar flekk med en tilsynelatende størrelsesorden 0,6, større enn den ser ut til for oss, og ville være synlig over 90 ° fra Melkeveien; størrelsen og lysstyrken vil se ut som den store skyen sett fra jorden.