犬星座中的深空物体。

犬星座包含五个梅西耶天体。其中一个是螺旋星系M51,它包括NGC 5194和不规则星系NGC 5195。后者面向地球,由威廉·帕森思在1845年观测到。它是第一个具有螺旋结构的星系。

大犬座还包括向日葵星系(M63或NGC 5055)、螺旋星系M94和螺旋星系M106。M3(NGC 5272)是一个球状星团,直径为18&: Prime,6.3等。,可以用双筒望远镜看到。著名的旋涡星系M51是查尔斯·梅西耶最先发现的天体之一:1773 10 10月13他在观测一颗彗星时发现了它,并将其描述为“非常暗的星云”,很难观测到。它的伴星系NGC 5195是在1781年被他的朋友——皮耶·梅钦发现的,因此在1784年梅西耶的星表中也提到了它:“这是一个双星云,每个部分都有一个明亮的核心,距离为4'35。两者的“大气”是相互联系的,其中一个比另一个更暗。威廉·赫歇尔也将自己的名字赋给了NGC 5195:H I . 186m 51的真正含义有时会被混淆:它是指这对星系(就像梅西耶提到的两个“星云”)还是仅仅指更大的星系NGC 5194。如果是指这对星系,NGC 5194会被称为“M51A”,而NGC 5195则是“M51B”。M51是一个小星系团的主要成员。它在3700万光年的距离上仍然如此引人注目,以至于它实际上是一个明亮的大星系。M51(以及整个星系群)的距离还很不清楚。我们使用的3700万光年的数据是基于光度测量的结果,肯尼斯·格林·琼斯(Kenneth Glyn Jones)也给出了同样的数值。有些作者给出了小得多的值(不到2000万光年),但最近(2001),STScI公布的结果是31万光年。1845年春天,罗斯爵士发现了旋臂结构,这是首次发现。他还画了一张非常仔细准确的草图。所以M51有时会被引为罗斯银河或罗斯爵士的“问号”——他就是这么描述M51的(参考内德)。根据我们目前的了解,这种显著的旋臂结构是M51与其邻居NGC 5195(梅西耶描述的较暗的一个)最近相遇的结果。由于这种相互作用,星系中某些区域的气体被扰乱和压缩,导致新的年轻恒星的形成。这是星系相遇的普遍现象,旋臂结构更容易出现在较重的星系中。哈尔顿Arp将M51列为他的不规则星系列表中的第85号天体,将其描述为“一个拥有巨大伴星系的螺旋星系,表面亮度很高”。对于业余爱好者来说,如果天空足够暗,M51将是一个很容易观察到的美丽目标,但它对光污染相当敏感,容易淹没在天光背景中。在极好的条件下,你甚至可以用4英寸以上的望远镜瞥见旋臂。低倍放大最适合观测这对星系。哈勃太空望远镜聚焦于M51的中心区域。它的致密核心现在被归类为赛弗特2.5型。最近对HST的研究(发表于2001)主要集中在内部旋臂和尘埃云,大质量明亮恒星在那里形成。欧洲航天局的ISO(红外空间天文台)卫星研究了红外波段的螺旋星系。

螺旋星系M51几乎直接面对地球,是天空中最著名的星系之一,也是最容易观测到螺旋结构的星系。小型望远镜——明亮的星系核心,直径超过20厘米的中型和大型望远镜与较小且不规则的星系NGC 5195——可能会看到旋臂M51与伴星系NGC 5195之间的相互作用。其中一个旋臂与NGC 5195相连。NGC 5195距离地球约2500万光年。这片模糊的云靠近大熊座,被大犬座的星星所环绕。它还有一个编号:M106。现代望远镜观测表明,它是一个宇宙岛(即银河系外的星系),距离我们大约21亿光年。M106的许多年轻的蓝星团和红星苗圃展示了它美丽的旋臂。在这张美丽的图像中,星系明亮的核心在从无线电波到X射线的所有波段都清晰可见,因此它是活动星系中距离最近的一个。一般认为,这类星系会有一个非常明亮的核心,这是物质落入中心的大质量黑洞时受到强烈辐射而产生的。

螺旋星系M106的核心隐藏着什么?M106是由恒星和气体组成的螺旋盘星系。其外观的主要特征是两条明亮的旋臂和核心区域附近的一条黑暗的尘埃带。在下面的照片中,靠近其旋臂顶部的一颗新星使其旋臂非常突出。M106的核心会发出强烈的无线电波和X射线辐射,而在不久前,天文学家还发现它有两个几乎和一个星系大小一样长的喷流。M106的内核非常亮。天文学家认为M106中心存在一个超级大黑洞。当物质落入大黑洞时,会相互剧烈摩擦,因此会激发其核心附近的气团发出明亮的光芒。M106也常被称为NGC4258。M106位于北极星的犬星座。它的大小约为30000光年,可以用小型望远镜看到。

马里兰大学的天文学家利用四台太空望远镜,可能已经解开了一个45年的谜团,那就是星系M106的两条朦胧旋臂。由杨宇轩领导的马里兰团队使用了美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台、美国国家航空航天局斯皮策太空望远镜、欧洲航天局XMM- Newton X射线天文台的独特能力,以及美国国家航空航天局哈勃太空望远镜在近65,438+00年前获得的数据。

在这张螺旋星系M106(NGC 4258)的合成图中,甚大天线阵的射电数据显示为蓝色,钱德拉的X射线数据显示为红色,斯皮策太空望远镜的红外数据显示为绿色。异常的旋臂发出紫色和蓝色的光。

M106 (NGC 4258)位于犬星座,一个宏伟的螺旋星系,距离我们2350万光年。在可见光照片中,两条突出的旋臂从明亮的星系核出发,向外盘旋。旋臂的主体是年轻明亮的恒星,它们照亮了旋臂中的气体。研究小组成员之一、马里兰大学的安德鲁·威尔逊说:“但是在无线电和X射线图像中,这幅图片被另外两条旋臂占据了,它们在两条主旋臂之间呈现为一个朦胧的幻影。”这些所谓的“异常旋臂”的主要成分是气体。

杨说:“异常旋臂的性质是天文学中长期存在的问题。自1960年代早期被发现以来,它们一直是个谜。”

通过分析、Spitzer和Chandra的数据,马里兰大学学院公园分校的杨、、Wilson和Christopher Reynolds证实了早先的猜测,即朦胧的旋臂代表被激波剧烈加热的气体区域。

一些天文学家此前提出,异常旋臂是M106核心超大质量黑洞喷出的粒子喷流。然而,国家射电天文台的甚长基线射电望远镜阵列和新墨西哥州的甚大天线阵列的未来观测确定了另一对来自银河系核心的喷流。杨说:“拥有一对以上的活动星系核是非常不可能的。”

2001年,的Wilson、Yang和Gerald Cecil观测到这两股喷流相对于银盘倾斜了30度。但如果喷流垂直投射在盘面上,将与异常旋臂完美重合。威尔逊、杨和塞西尔认为这种排列不仅仅是一种巧合,并提出喷流沿着行进方向增加气体,形成一种不断膨胀的茧状结构。由于喷流非常接近M106的银盘,茧会加热盘中的气体,产生冲击波,将气体加热到几百万度,使其发出X射线和其他波段的明亮辐射。

为了验证这一观点,杨和他的同事们研究了的光谱观测档案。借助XMM- Newton出色的灵敏度,团队测量了异常旋臂中气体的温度,还了解到气体发出的强X射线辐射在旅途中被介质吸收的情况。

杨说:“这张图的预测之一是,异常旋臂会被喷流加热的气体逐渐推离银盘。”XMM- Newton光谱数据显示,西北旋臂的X射线吸收强于东南旋臂。这个结果有力地说明了东南旋臂位于M106星系的盘面近端,而西北旋臂在一定程度上位于盘面远端。

科学家们注意到,这些观察结果显然与他们的描述一致。最近,美国国家航空航天局·斯皮策太空望远镜的观测档案证实了这一解释,其红外观测清楚地表明,西北旋臂的X射线辐射正在被银盘中的热气和尘埃吸收。此外,钱德拉出色的图像分辨率也提供了明确的证据,表明与两股喷流相互作用的气体受到了冲击波的影响。

除了研究异常旋臂之谜,该团队还可以利用这些观测结果来确定喷流的能量,并测量其与M106中央黑洞的关系。