Messier 82 (también conocida como NGC 3034 , Galaxia del Cigarro o M82 ) es una galaxia con brotes de formación estelar a aproximadamente 12 millones de años luz de distancia en la constelación de la Osa Mayor . Es el segundo miembro más grande del Grupo M81 , con un diámetro isofotal D 25 de 12,52 kiloparsecs (40.800 años luz ). [1] [5] Es aproximadamente cinco veces más luminosa que la Vía Láctea y su región central es aproximadamente cien veces más luminosa. [7] Se cree que la actividad de brotes de formación estelar se desencadenó por la interacción con la galaxia vecina M81 . Como una de las galaxias con brotes de formación estelar más cercanas a la Tierra, M82 es el ejemplo prototípico de este tipo de galaxia. [7] [a] SN 2014J , una supernova de tipo Ia , fue descubierta en la galaxia el 21 de enero de 2014. [8] [9] [10] En 2014, al estudiar M82, los científicos descubrieron el púlsar más brillante conocido hasta ahora, designado M82 X-2 . [11] [12] [13]
En noviembre de 2023, se observó un estallido de rayos gamma en M82, que se determinó que provenía de un magnetar , el primer evento de este tipo detectado fuera de la Vía Láctea (y solo el cuarto evento de este tipo detectado alguna vez). [14] [15]
M82, junto con M81 , fue descubierto por Johann Elert Bode en 1774; lo describió como una «mancha nebulosa», esta vez a unos 3 ⁄ 4 grados de distancia de la otra, «muy pálida y de forma alargada». En 1779, Pierre Méchain redescubrió de forma independiente ambos objetos y se los comunicó a Charles Messier , quien los añadió a su catálogo. [16]
Se creía que M82 era una galaxia irregular . Sin embargo, en 2005 se descubrieron dos brazos espirales simétricos en imágenes de infrarrojo cercano (NIR) de M82. Los brazos se detectaron restando un disco exponencial axisimétrico de las imágenes NIR. Aunque se detectaron los brazos en las imágenes NIR, son más azules que el disco. Los brazos se habían pasado por alto debido al alto brillo de la superficie del disco de M82 , la vista casi de canto de esta galaxia (~80°), [7] y la oscurecimiento por una red compleja de filamentos polvorientos en sus imágenes ópticas. Estos brazos emanan de los extremos de la barra NIR y se pueden seguir a lo largo de 3 escalas de disco . Suponiendo que la parte norte de M82 está más cerca de nosotros, como lo hace la mayor parte de la literatura, el sentido de rotación observado implica brazos de arrastre. [17]
En 2005, el telescopio espacial Hubble reveló 197 cúmulos masivos jóvenes en el núcleo de la galaxia. [7] La masa promedio de estos cúmulos es de alrededor de 200.000 masas solares , por lo que el núcleo de la galaxia es un entorno muy energético y de alta densidad. [7] En todo el centro de la galaxia, están naciendo estrellas jóvenes 10 veces más rápido que dentro de toda la Vía Láctea . [18]
En el núcleo de M82, la región activa de brotes estelares abarca un diámetro de 500 pc . En esta región se pueden detectar cuatro regiones o cúmulos de alto brillo superficial (designados A, C, D y E) en longitudes de onda visibles. [7] Estos cúmulos corresponden a fuentes conocidas en frecuencias de rayos X , infrarrojos y radio . [7] En consecuencia, se cree que son los cúmulos de brotes estelares menos oscurecidos desde nuestro punto de vista. [7] El flujo de salida bipolar único de M82 (o " superviento ") parece estar concentrado en los cúmulos A y C, y está alimentado por la energía liberada por las supernovas dentro de los cúmulos que ocurren a un ritmo de aproximadamente una cada diez años. [7]
El Observatorio de rayos X Chandra detectó emisiones de rayos X fluctuantes a unos 600 años luz del centro de M82. Los astrónomos han postulado que esto proviene del primer agujero negro de masa intermedia conocido , de aproximadamente 200 a 5000 masas solares . [19] M82, como la mayoría de las galaxias, alberga un agujero negro supermasivo en su centro. [20] Este tiene una masa de aproximadamente 3 × 10 7 masas solares, según se mide a partir de la dinámica estelar. [20]
En abril de 2010, los radioastrónomos que trabajaban en el Observatorio Jodrell Bank de la Universidad de Manchester en el Reino Unido informaron sobre un objeto en M82 que había comenzado a enviar ondas de radio, y cuya emisión no se parecía a nada visto antes en cualquier parte del universo. [21]
Existen varias teorías sobre la naturaleza de este objeto, pero actualmente ninguna teoría se ajusta completamente a los datos observados. [21] Se ha sugerido que el objeto podría ser un "micro cuásar" inusual, con una luminosidad de radio muy alta pero una luminosidad de rayos X baja, y siendo bastante estable, podría ser un análogo del micro cuásar galáctico de baja luminosidad de rayos X SS 433. [22] Sin embargo, todos los micro cuásares conocidos producen grandes cantidades de rayos X, mientras que el flujo de rayos X del objeto está por debajo del umbral de medición. [21] El objeto está ubicado a varios segundos de arco del centro de M82, lo que hace poco probable que esté asociado con un agujero negro supermasivo. Tiene un movimiento superlumínico aparente de cuatro veces la velocidad de la luz en relación con el centro de la galaxia. [23] [24] El movimiento superlumínico aparente es consistente con los chorros relativistas en los agujeros negros masivos y no indica que la fuente en sí se esté moviendo por encima de la velocidad de la luz. [23]
M82 está siendo afectada físicamente por su vecina más grande, la espiral M81 . Las fuerzas de marea causadas por la gravedad han deformado M82, un proceso que comenzó hace unos 100 millones de años. Esta interacción ha provocado que la formación de estrellas se multiplique por diez en comparación con las galaxias "normales".
M82 ha sufrido al menos un encuentro de marea con M81, lo que ha provocado que una gran cantidad de gas se canalice hacia el núcleo de la galaxia durante los últimos 200 millones de años. [7] Se cree que el encuentro más reciente de este tipo ocurrió hace alrededor de 2–5 × 10Hace 8 años y resultó en una erupción estelar concentrada junto con un pico marcado correspondiente en la distribución de la edad del cúmulo. [7] Esta erupción estelar duró hasta ~50 millones de años a una velocidad de ~10 M ⊙ por año. [7] Le siguieron dos erupciónes estelares posteriores, la última (hace ~4–6 millones de años) de las cuales puede haber formado los cúmulos centrales, ambos supercúmulos estelares (SSCs) y sus contrapartes más ligeras. [7]
Las estrellas en el disco de M82 parecen haberse formado en un estallido hace 500 millones de años, dejando su disco lleno de cientos de cúmulos con propiedades similares a los cúmulos globulares (pero más jóvenes), y se detuvieron hace 100 millones de años sin que se produjera formación estelar en esta galaxia fuera del estallido estelar central y, en niveles bajos desde hace 1.000 millones de años, en su halo . Una sugerencia para explicar esas características es que M82 era anteriormente una galaxia de bajo brillo superficial donde la formación estelar se desencadenó debido a las interacciones con su vecina gigante. [25]
Ignorando cualquier diferencia en sus respectivas distancias de la Tierra, los centros de M81 y M82 están visualmente separados por unos 130.000 años luz. [26] La separación real es300+300
−200 kly . [27] [2]
Como galaxia con brotes de formación estelar, Messier 82 es propensa a la formación frecuente de supernovas, causadas por el colapso de estrellas jóvenes y masivas. La primera candidata a supernova (aunque falsa) de la que se informó fue SN 1986D, que inicialmente se creyó que era una supernova dentro de la galaxia hasta que se descubrió que era una fuente infrarroja de longitud de onda corta variable. [28]
La primera supernova confirmada registrada en la galaxia fue SN 2004am, descubierta en marzo de 2004 a partir de imágenes tomadas en noviembre de 2003 por el Observatorio Lick Supernova Search. Más tarde se determinó que era una supernova de tipo II . [29] En 2008, se detectó un transitorio de radio en la galaxia, designado SN 2008iz y se pensó que era una posible supernova de solo radio, al estar demasiado oscurecida en la luz visible por nubes de polvo y gas para ser detectable. [30] Un transitorio de solo radio similar se informó en 2009, aunque nunca recibió una designación formal y tampoco fue confirmado. [28]
Antes de que se realizaran estudios precisos y exhaustivos de las supernovas, es probable que se produjeran muchas otras supernovas en décadas anteriores. La red europea VLBI estudió varios remanentes de supernovas potenciales en la galaxia en los años 1980 y 1990. Un remanente de supernova mostró una clara expansión entre 1986 y 1997 que sugería que originalmente se convirtió en supernova a principios de los años 1960, y otros dos remanentes muestran una posible expansión que podría indicar una edad casi tan joven, pero que no se pudo confirmar en ese momento. [31]
El 21 de enero de 2014 a las 19.20 UT, el profesor de astrofísica Steve Fossey y cuatro de sus estudiantes observaron una nueva estrella distinta en M82, con una magnitud aparente de +11,7, en el Observatorio de la Universidad de Londres . Había aumentado su brillo hasta una magnitud de +10,9 dos días después. El examen de observaciones anteriores de M82 encontró que la supernova apareció el día intermedio, así como entre el 15 y el 20 de enero, aumentando su brillo de magnitud de +14,4 a +11,3; no se pudo encontrar, con una magnitud límite de +17, en las imágenes tomadas el 14 de enero. Inicialmente se sugirió que podría llegar a tener una magnitud de +8,5, dentro del rango visual de telescopios pequeños y binoculares grandes, [32] pero alcanzó un máximo de +10,5, más débil, el último día del mes. [33] El análisis preliminar la clasificó como "una supernova joven, enrojecida, de tipo Ia ". La Unión Astronómica Internacional (UAI) la ha designado como SN 2014J. [34] SN 1993J también estaba a una distancia relativamente cercana, en la galaxia compañera más grande de M82, M81 . SN 1987A en la Gran Nube de Magallanes estaba mucho más cerca. 2014J es la supernova de tipo Ia más cercana desde SN 1972E . [8] [9] [10]
