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Galaxia remolino

La Galaxia del Remolino , también conocida como Messier 51a ( M51a ) o NGC 5194 , es una galaxia espiral de gran diseño en interacción con un núcleo galáctico activo Seyfert 2. [ 6] [7] [8] Se encuentra en la constelación de Canes Venatici , y fue la primera galaxia en ser clasificada como una galaxia espiral. [9] Está a 7,22 megaparsecs (23,5 millones de años luz) de distancia y 23,58 kiloparsecs (76.900 años luz) de diámetro. [2] [10]

La galaxia y su compañera, NGC 5195 , [11] son ​​fácilmente observables por astrónomos aficionados , y las dos galaxias pueden verse con binoculares . [12] La Galaxia del Remolino ha sido ampliamente observada por astrónomos profesionales, quienes la estudian y su par con NGC 5195 para comprender la estructura de las galaxias (particularmente la estructura asociada con los brazos espirales ) y las interacciones entre galaxias. Su par con NGC 5195 se encuentra entre los sistemas de interacción más famosos y relativamente cercanos, y por lo tanto es un tema favorito de los modelos de interacción de galaxias.

Descubrimiento

Boceto de la M51 realizado por Lord Rosse en 1845

[13] William Parsons, tercer conde de Rosse , utilizando un telescopio reflector de 1,8 m (72 pulgadas) en el castillo de Birr , Irlanda, descubrió que el Remolino poseía una estructura espiral , la primera "nebulosa" conocida por tener una. [14] Estas " nebulosas espirales " no fueron reconocidas como galaxias hasta que Edwin Hubble pudo observar variables Cefeidas en algunas de estas nebulosas espirales, lo que proporcionó evidencia de que estaban tan lejos que debían ser galaxias completamente separadas. La galaxia del Remolino fue descubierta el 13 de octubre de 1773 por Charles Messier mientras buscaba objetos que pudieran confundir a los cazadores de cometas. Más tarde fue catalogada como M51 en la lista de objetos astronómicos de Messier . [15]

La aparición de la radioastronomía y las imágenes de radio de M51 obtenidas posteriormente demostraron de forma inequívoca que el Remolino y su galaxia compañera efectivamente están interactuando. A veces se utiliza la designación M51 para referirse al par de galaxias, en cuyo caso las galaxias individuales pueden denominarse M51a (NGC 5194) y M51b (NGC 5195).

Apariencia visual

La imagen de la Galaxia del Remolino en luz visible (izquierda) y luz infrarroja (derecha)

En lo profundo de la constelación de Canes Venatici , M51 se encuentra a menudo al encontrar la estrella más oriental de la Osa Mayor , Alkaid , y yendo 3,5° al suroeste. Su declinación es, redondeada, +47°, lo que lo convierte en circumpolar (nunca se pone) para los observadores por encima del paralelo 43 norte ; [a] alcanza una gran altitud en todo este hemisferio, lo que lo convierte en un objeto accesible desde las primeras horas de noviembre hasta fines de mayo, después de lo cual la observación es más coincidente en latitudes modestas con el sol naciente (debido a que el Sol se acerca y se aleja de su ascensión recta , específicamente figurando en Géminis , justo al norte).

M51 es visible a través de binoculares en condiciones de cielo oscuro, y se puede resolver en detalle con telescopios amateur modernos. [12] Cuando se ve a través de un telescopio de 100 mm, los contornos básicos de M51 (limitado a 5×6') y su compañero son visibles. En cielos oscuros, y con un ocular moderado a través de un telescopio de 150 mm, se puede detectar la estructura espiral intrínseca de M51. Con instrumentos más grandes (>300 mm) en condiciones de cielo oscuro, las diversas bandas espirales son evidentes con regiones HII visibles, y se puede ver que M51 está unido a M51B .

Como es habitual en el caso de las galaxias, la verdadera extensión de su estructura sólo puede obtenerse mediante la inspección de fotografías; las exposiciones prolongadas revelan una gran nebulosa que se extiende más allá de la apariencia circular visible. En 1984, gracias al detector de alta velocidad (el llamado sistema de conteo de fotones de imagen o IPCS, por sus siglas en inglés) desarrollado conjuntamente por el Laboratorio de Astronomía Espacial del CNRS (LAS-CNRS) y el Observatorio de Haute Provence (OHP), junto con la visibilidad particularmente agradable que ofrecía el foco Cassegrain de 3,60 m del Canada-France-Hawaii-Telescope (CFHT) en la cima de Mauna Kea en Hawai, Hua et al. detectaron el componente doble del núcleo mismo de la Galaxia del Remolino. [16] [ cita completa requerida ]

En enero de 2005, el Hubble Heritage Project construyó una imagen compuesta de 11.477 × 7.965 píxeles (que se muestra en el cuadro de información anterior) de M51 utilizando el instrumento ACS del Hubble . La imagen resalta los brazos espirales de la galaxia y muestra detalles de algunas de las estructuras en el interior de los brazos. [17]

Galaxia del Remolino: observada con diferentes niveles de luz:
a) 0,4 y 0,7 μm; b) azul/verde visible e infrarrojo rojo; c) 3,6, 4,5 y 8 μm; d) 24 μm

Propiedades

La Galaxia del Remolino se encuentra a una distancia de 23 [2] a 31 millones de años luz de la Tierra. [18] Según la medición de 1991 del Tercer Catálogo de Referencia de Galaxias Brillantes usando la isofota D 25 en la banda B, la Galaxia del Remolino tiene un diámetro de 23,58 kiloparsecs (76.900 años luz ). [2] [5] En general, la galaxia tiene aproximadamente el 88% del tamaño de la Vía Láctea . [19] [20] [21] Se estima que su masa es de 160 mil millones de masas solares, [22] o alrededor del 10,3% de la masa de la Vía Láctea.

Una imagen del Hubble de 1992 que muestra un nódulo de polvo que rodea el agujero negro en el centro de M51 [ dudoso – discutir ]

En el centro de la espiral existe un agujero negro , que se creía rodeado por un anillo de polvo, pero que ahora se cree que está parcialmente oculto por el polvo. Un par de conos de ionización se extienden desde el núcleo galáctico activo. [23]

Estructura espiral

La Galaxia del Remolino tiene dos brazos espirales muy prominentes que giran en el sentido de las agujas del reloj. Uno de los brazos se desvía significativamente de un ángulo constante. [24] Se cree que la pronunciada estructura espiral de la Galaxia del Remolino es el resultado de la estrecha interacción entre ella y su galaxia compañera NGC 5195 , que puede haber pasado por el disco principal de M51 hace unos 500 a 600 millones de años. En este escenario propuesto, NGC 5195 vino desde detrás de M51 a través del disco hacia el observador y realizó otro cruce del disco tan recientemente como hace 50 a 100 millones de años hasta que está donde la observamos ahora, ligeramente detrás de M51. [25]

Características de las mareas

Como resultado de la interacción de la Galaxia del Remolino con NGC 5195, se han creado una variedad de características de marea. La más grande de estas características es la llamada columna del Noroeste, que se extiende hasta 43 kiloparsecs (140.000 años luz ) desde el centro de la galaxia. Esta columna es de color uniforme y probablemente se originó en la propia Galaxia del Remolino debido a que tiene gas difuso. Adyacente a ella hay otras dos columnas que tienen un color ligeramente más azul, conocidas como columnas occidentales debido a su ubicación. [26]

En 2015, un estudio descubrió dos nuevas características de marea causadas por la interacción entre la Galaxia del Remolino y NGC 5195, la "pluma del noreste" y la "pluma del sur". El estudio señala que una simulación que tenga en cuenta solo un paso de NGC 5195 hacia la Galaxia del Remolino no producirá un análogo de la cola del noreste. [26] En contraste, las simulaciones de múltiples pasos realizadas por Salo y Laurikainen et.al reproducen la pluma del noreste. [25] [26]

Formación de estrellas

La región central de M51 parece estar atravesando un período de formación estelar acelerada. La eficiencia actual de la formación estelar, definida como la relación entre la masa de las nuevas estrellas y la masa del gas formador de estrellas, es de sólo un 1%, bastante comparable al valor global para la Vía Láctea y otras galaxias. Se estima que la alta tasa actual de formación estelar no puede durar más de otros 100 millones de años aproximadamente. [27] De manera similar, los brazos espirales están experimentando altos niveles de formación estelar, así como el espacio a lo largo de los brazos. [28]

Eventos transitorios

Se han observado tres supernovas en la Galaxia del Remolino: [29]

En 1994 se observó la SN 1994I en la Galaxia del Remolino. Se la clasificó como de tipo Ic , lo que indica que su estrella progenitora era muy masiva y ya había perdido gran parte de su masa, y su brillo alcanzó un máximo de magnitud aparente de 12,91. [30]

En junio de 2005 se observó la supernova tipo II SN 2005cs en la Galaxia del Remolino, alcanzando un pico de magnitud aparente de 14. [31] [32]

El 31 de mayo de 2011 se detectó una supernova de tipo II en la Galaxia del Remolino, con una magnitud máxima de 12,1. [33] Esta supernova, designada SN 2011dh , mostró un espectro mucho más azul que el promedio, con perfiles P Cygni , que indican material en rápida expansión, en sus líneas de hidrógeno-Balmer . [34] El progenitor fue probablemente una supergigante amarilla [35] y no una supergigante roja o azul , que se cree que son los progenitores de supernovas más comunes.

La impostora supernova AT2019abn, fotografiada por el telescopio espacial Hubble

El 22 de enero de 2019, se descubrió una impostora de supernova , designada AT 2019abn, en Messier 51. [36] La supernova transitoria fue identificada más tarde como una nova roja luminosa . La estrella progenitora fue detectada en imágenes infrarrojas de archivo del Telescopio Espacial Spitzer . No se pudo ver ningún objeto en la posición de la supernova transitoria en las imágenes de archivo del Hubble , lo que indica que la estrella progenitora estaba muy obstruida por polvo interestelar . 2019abn alcanzó un pico de magnitud 17, alcanzando un brillo intrínseco de . [37]

Candidato a planeta

En septiembre de 2020, se anunció la detección por el Observatorio de rayos X Chandra [38] de un candidato a exoplaneta , llamado M51-ULS-1b , orbitando el binario de rayos X de alta masa M51-ULS-1 en esta galaxia. De confirmarse, sería el primer caso conocido de un planeta extragaláctico , un planeta fuera de la Vía Láctea . El candidato a planeta fue detectado por eclipses de la fuente de rayos X (XRS), que consiste en un remanente estelar (ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro ) y una estrella masiva, probablemente una supergigante de tipo B. El planeta sería ligeramente más pequeño que Saturno y orbitaría a una distancia de algunas decenas de unidades astronómicas . [39] [40]

Compañero

NGC 5195 (también conocida como Messier 51b o M51b) es una galaxia enana que interactúa con la Galaxia del Remolino (también conocida como M51a o NGC 5194). Ambas galaxias se encuentran a unos 25 millones de años luz de distancia, en la constelación de Canes Venatici. Juntas, las dos galaxias forman uno de los pares de galaxias en interacción más estudiados.

Información sobre el grupo de galaxias

La Galaxia del Remolino es la galaxia más brillante del Grupo M51 , un pequeño grupo de galaxias que también incluye a M63 (la Galaxia del Girasol ), NGC 5023 y NGC 5229. [ 41] [42] [43] [44] Este pequeño grupo puede ser en realidad un subgrupo en el extremo sureste de un grupo grande y alargado que incluye al Grupo M101 y al Grupo NGC 5866 , aunque la mayoría de los métodos de identificación de grupos y catálogos identifican a los tres grupos como entidades separadas. [45]

Véase también

Notas

  1. ^ 47 de los 90 grados al norte del ecuador celeste . Por lo tanto, su luz se emite tan al sur como sea posible, hasta una buena acumulación mínima de 15° sobre el horizonte, una vez al día, en el paralelo 28 sur .

Referencias

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