Whirlpool-Galaxie
| Galaxie Whirlpool-Galaxie | |
|---|---|
 | |
| Die Whirlpool-Galaxie mit Begleiter, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop | |
| AladinLite | |
| Sternbild | Jagdhunde |
| Position Äquinoktium: J2000.0, Epoche: J2000.0 | |
| Rektaszension | 13h 29m 52,7s[1] |
| Deklination | +47° 11′ 43″[1] |
| Erscheinungsbild | |
| Morphologischer Typ | SA(s)bc pec; HIISy2.5[1] |
| Helligkeit (visuell) | 8,1 mag[2] |
| Helligkeit (B-Band) | 8,9 mag[2] |
| Winkelausdehnung | 11,2′ × 6,9′[1] |
| Positionswinkel | 7°[2] |
| Flächenhelligkeit | 12,7 mag/arcmin²[2] |
| Physikalische Daten | |
| Zugehörigkeit | LGG 347[1][3] |
| Rotverschiebung | 0.001534 ± 0.000007[1] |
| Radialgeschwindigkeit | (460 ± 2) km/s[1] |
| Hubbledistanz H0 = 73 km/(s • Mpc) | (24 ± 2) · 106 Lj (7,50 ± 0,53) Mpc [4] |
| Masse | ca. 160 Mrd. sichtbare M☉[5] |
| Durchmesser | 80.000 Lj[1] |
| Geschichte | |
| Entdeckung | C. Messier |
| Entdeckungsdatum | 13. Oktober 1773[6] |
| Katalogbezeichnungen | |
| M 51 • NGC 5194 • UGC 8493 • PGC 47404 • CGCG 246-008 • MCG +8-25-12 • IRAS 13277+4727 • 2MASX J13295269+4711429 • Arp 85 • VV 403 • GC 3572/3574 • H I 186 • h 1622/1623 • KPG 379 • Bode 25 | |
Die Whirlpool-Galaxie (auch als Strudelgalaxie, Strudelnebel, Messier 51 oder NGC 5194/5195 bezeichnet) ist eine große Spiralgalaxie im Sternbild Jagdhunde. Sie ist vom Hubble-Typ Sc, das heißt mit deutlich ausgeprägter Spiralstruktur. M 51 hat eine scheinbare Helligkeit von 8,4 mag und eine Winkelausdehnung von 11,2′ × 6,9′. Die Distanz zu unserer Milchstraße beträgt nach aktueller Messung D_M51 = 7,50 ±0,24 Mpc (3,2 % Unsicherheit), oder 24,3 ±0,8 Millionen Lichtjahre.[7] Früher wurden Entfernungsangaben zwischen 15 und 37 Millionen Lichtjahren berechnet.
M 51 hat einen nahen, wechselwirkenden Begleiter, der im New General Catalogue als NGC 5195 verzeichnet ist (M 51 selbst hat die Nummer NGC 5194). Die Begleitgalaxie ist von irregulärem Typ, hat eine Winkelausdehnung von 5,9′ × 4,6′ und eine Helligkeit von 9,6 mag.[8] Der Kern des Begleiters hat aber fast die gleiche Flächenhelligkeit wie M 51, sodass beide in kleinen Teleskopen kaum unterscheidbar sind.
Halton Arp gliederte seinen Katalog ungewöhnlicher Galaxien nach rein morphologischen Kriterien in Gruppen. Diese Galaxie gehört zu der Klasse Spiralgalaxien mit einem großen Begleiter hoher Flächenhelligkeit auf einem Arm (Arp-Katalog).
In M 51 findet derzeit eine außergewöhnlich aktive Sternentstehung statt, die vermutlich durch die Gezeitenwechselwirkung mit NGC 5195 verursacht wird. Deswegen hat die Galaxie einen hohen Anteil junger und massereicher Sterne, die aber mit einigen Millionen Jahren nur vergleichsweise kurzlebig sein werden. In M 51 wurden innerhalb von 17 Jahren drei Supernovae beobachtet: SN 1994I im April 1994, SN 2005cs im Juni 2005 und SN 2011dh im Mai/Juni 2011. Zwei Supernovae markierten das Ende solcher massereichen Sterne als Explosionen vom Typ Ic und vom Typ II.
M 51 ist auch interessant, weil sie eine der nächsten Galaxien mit aktivem galaktischen Kern ist, eine Seyfert-Galaxie vom Typ II. In ihrem Zentrum verbirgt sich ein supermassereiches Schwarzes Loch.
Entdeckung
Die Galaxie wurde am 13. Oktober 1773 vom französischen Astronomen Charles Messier entdeckt und mit der Nummer 51 in seinen Katalog diffuser Objekte aufgenommen. 1845 erkannte der irische Astronom William Parsons (Lord Rosse) mit seinem gerade in Betrieb genommenen Riesenteleskop Leviathan als erster die spiralförmige Struktur des Objektes.
Die Galaxie in verschiedenen Spektralbereichen
Die Galaxie wurde aufgrund ihrer Helligkeit und der Vielzahl der interessanten Phänomene mit verschiedenen Methoden eingehend untersucht. Im Röntgenbereich kann man deutlich die Begleitgalaxie sehen, wogegen von M 51 selbst nur der Kern ebenso hell ist. Dafür sind verschiedene Mechanismen verantwortlich. Der Kern von M 51 ist hell, weil in ihm als aktivem galaktischen Kern zahlreiche Kollisionen zwischen Gasen stattfinden, etwa Sternwinden, expandierenden Supernovaüberresten und der Akkretion der Materie in das zentrale Schwarze Loch. Die Röntgenstrahlung des Begleiters dagegen stammt wohl von den Koronae der zahlreichen Sterne vom Spektraltyp der Sonne und späteren Spektraltypen. Der ultraviolette Spektralbereich wird dagegen von den Spiralarmen von M 51 dominiert. Das liegt daran, dass dort aktive Sternentstehungsgebiete liegen und somit viele junge Sterne früher Typen, also besonders heiße Sterne, existieren, die im Ultraviolett stark strahlen. Das Sternentstehungsgebiet im Spiralarm zwischen M 51 und dem Begleiter ist besonders deutlich zu sehen. Die Sterne der Begleitgalaxie sind in diesem Spektralbereich dagegen so gut wie unsichtbar.
Im sichtbaren Licht sind die Beiträge der verschiedenen Sterne ausgewogen, man erkennt aber auch hier an der eher rötlichen Farbe des Begleiters, dass dort kaum frühe Spektraltypen existieren. Die Gasnebel, normalerweise H-II-Gebiete, die vom rosa Licht der Wasserstofflinien Hα bis Hδ dominiert werden, sind im Kontrast deutlich verstärkt, sie wären für das Auge nicht so hervorstechend. Diese Nebel stimmen sehr gut mit den helleren Ultraviolettgebieten überein, was daran liegt, dass die Wasserstofflinien der Balmer-Serie leuchten, weil die Nebel durch das ultraviolette Licht der jungen Sterne zum Leuchten angeregt werden. Im nahen Infrarot ist dagegen die Verteilung der Sterne späterer Spektraltypen zu sehen, die nur wenige 1000 Kelvin heiß sind. Sie sind einzeln zwar nicht so hell wie die Sterne früherer Typen, aber sehr viel zahlreicher vertreten. Im mittleren Infrarot ist schließlich die Verteilung des interstellaren Staubes in der galaktischen Scheibe bei verschiedenen Temperaturen von wenigen hundert Kelvin zu sehen. So erscheint zum Beispiel das Staubband im Spiralarm links unten, das das sichtbare Licht absorbiert, dunkel vor dem Spiralarm, während es im mittleren Infrarot selbst leuchtet. Das dort gelegene kleine Sternentstehungsgebiet, deutlich sichtbar im Ultaviolett und im Visuellen am Nebel, zeichnet sich auch im Staub als etwas wärmer als die Umgebung ab.
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Im Radiobereich, der hier nicht abgebildet ist, bestimmen dann wieder Gaswolken das Bild, allerdings solche mit neutralem Gas und Molekülen, wobei die Strahlung unterschiedlicher Emissionslinien ebenfalls stark unterschiedlich verteilt ist, und dadurch Rückschlüsse auf Temperatur und Dichte des Gases erlaubt. Außerdem tritt dort der aktive Kern deutlich hervor. Der Begleiter ist im Radioband wiederum deutlich dunkler als M 51 selbst, da Radiostrahlung kaum von den dort vorkommenden Sternen späten Typs, abgesehen vom Wind einzelner AGB-Sterne, oder dem Staub emittiert wird.
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Der aktive Kern
Die helle Region umgibt den aktiven Kern der Galaxie. Auf den Bildern der ganzen Galaxie oben ist diese Region nur wenige Pixel groß im Zentrum der Spirale. Bei einer Distanz von 30 Millionen Lichtjahren hat diese Region einen Durchmesser von etwa 120 Lichtjahren. Das auf dem Bild zu sehende dunkle Band ist ein Torus aus Staub, den wir fast genau von der Seite betrachten. Auf immer besseren Bildern wurde schließlich ein heller Kern unmittelbar neben dem dunklen Band sichtbar. Man vermutete den Kern ursprünglich hinter dem Torus, nimmt aber heute an, mit diesem Punkt den eigentlichen Kern lokalisiert zu haben. Dieser Punkt, der einen Durchmesser von weniger als 5 Lichtjahren hat, hat etwa eine Million Sonnenleuchtkräfte, das gesamte Zentrum etwa hundert Millionen. Einige hundert Lichtjahre vom Kern entfernt, außerhalb des Bildes, befindet sich eine Sternentstehungsregion, die in einer solchen Nähe zum Kern unüblich ist und auch auf den Einfluss des Begleiters zurückgeführt wird.
Beobachtung
M 51 ist ein interessantes Objekt für Amateurastronomen. Für die Beobachtung der Galaxie ist auf jeden Fall ein Teleskop notwendig, oder wenigstens ein Großfernglas mit überdimensionierter Öffnung. Eine Beobachtung in der Stadt ist so gut wie unmöglich, am besten sucht man sich einen Standort ohne Lichtverschmutzung. Sofern die Öffnung des Teleskops kleiner als 10 cm ist, lässt sich lediglich ein länglicher Fleck erkennen. Erst bei Öffnungen von 20 cm und mehr lassen sich die Spiralarme beobachten. Mit Hilfe der Astrofotografie ist es möglich, sogar die H-II-Regionen abzulichten und dunkle Staubfahnen zu sehen.
2020 wurden Belege für den möglicherweise ersten Fund – oder die erste direkte Messung – eines extragalaktischen Planeten (Extroplaneten) vorab veröffentlicht: M51-ULS-1b in der Whirlpool-Galaxie via einer Röntgenquelle in dessen Hintergrund.[9][10][11]
Weblinks
- Spektrum.de: Amateurfotos von Jens Zippel und Herbert Wallner
- M 51 bei SEDS
- Seligman Arp
- ARP ATLAS OF PECULIAR GALAXIES
- M 51: Calar Alto Sternwarte. (Memento vom 17. Juni 2010 im Internet Archive).
Literatur
- König, Michael & Binnewies, Stefan (2019): Bildatlas der Galaxien: Die Astrophysik hinter den Astrofotografien, Stuttgart: Kosmos, S. 260
- Jeff Kanipe und Dennis Webb: The Arp Atlas of Peculiar Galaxies. A Chronicle and Observer’s Guide. Richmond 2006, ISBN 978-0-943396-76-7.
Einzelnachweise
- ↑ a b c d e f NASA/IPAC EXTRAGALACTIC DATABASE
- ↑ a b c d SEDS NGC 5194
- ↑ VizieR
- ↑ K. Takáts, J. Vinkó: Distance estimate and progenitor characteristics of SN 2005cs in M51. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bd. 372, Nr. 4, S. 1735 ff. (2006), bibcode:2006MNRAS.372.1735T.
- ↑ ESO
- ↑ Seligman
- ↑ Csörnyei, G., Anderson, R. I., Vogl, C., Taubenberger, S., Blondin, S., Leibundgut, B., Hillebrandt, W.: Reeling in the Whirlpool: the distance to M 51 clarified by Cepheids and the Type IIP SN 2005cs. In: arXiv. 2023 doi:10.48550/arXiv.2305.13943.
- ↑ SEDS NGC 5195
- ↑ Michelle Starr: In an Astonishing Feat, Astronomers Present Evidence of an Extra-Galactic Planet. Auf: sciencealert. 25. Oktober 2021, abgerufen am 26. Oktober 2021 (freier Artikel).
- ↑ Leah Crane: Astronomers may have found the first planet in another galaxy. In: NewScientist.com. 23. September 2020, abgerufen am 12. Januar 2021.
- ↑ R. Di Stefano u. a.: M51-ULS-1b: The First Candidate for a Planet in an External Galaxy. In: ArXiv.org. 18. September 2020, abgerufen am 12. Januar 2021.
Auf dieser Seite verwendete Medien
Autor/Urheber: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and The Hubble Heritage Team STScI/AURA), Lizenz: CC BY 3.0
The Whirlpool Galaxy (Spiral Galaxy M51, NGC 5194) is a classic spiral galaxy located in the Canes Venatici constellation.
Out of this whirl: The Whirlpool Galaxy (M51) and companion galaxy
The graceful, winding arms of the majestic spiral galaxy M51 (NGC 5194) appear like a grand spiral staircase sweeping through space. They are actually long lanes of stars and gas laced with dust.
This sharpest-ever image, taken in January 2005 with the Advanced Camera for Surveys aboard the NASA/ESA Hubble Space Telescope, illustrates a spiral galaxy's grand design, from its curving spiral arms, where young stars reside, to its yellowish central core, a home of older stars. The galaxy is nicknamed the Whirlpool because of its swirling structure.
The Whirlpool's most striking feature is its two curving arms, a hallmark of so-called grand-design spiral galaxies. Many spiral galaxies possess numerous, loosely shaped arms that make their spiral structure less pronounced. These arms serve an important purpose in spiral galaxies. They are star-formation factories, compressing hydrogen gas and creating clusters of new stars. In the Whirlpool, the assembly line begins with the dark clouds of gas on the inner edge, then moves to bright pink star-forming regions, and ends with the brilliant blue star clusters along the outer edge.
Some astronomers believe that the Whirlpool's arms are so prominent because of the effects of a close encounter with NGC 5195, the small, yellowish galaxy at the outermost tip of one of the Whirlpool's arms. At first glance, the compact galaxy appears to be tugging on the arm. Hubble's clear view, however, shows that NGC 5195 is passing behind the Whirlpool. The small galaxy has been gliding past the Whirlpool for hundreds of millions of years.
As NGC 5195 drifts by, its gravitational muscle pumps up waves within the Whirlpool's pancake-shaped disk. The waves are like ripples in a pond generated when a rock is thrown in the water. When the waves pass through orbiting gas clouds within the disk, they squeeze the gaseous material along each arm's inner edge. The dark dusty material looks like gathering storm clouds. These dense clouds collapse, creating a wake of star birth, as seen in the bright pink star-forming regions. The largest stars eventually sweep away the dusty cocoons with a torrent of radiation, hurricane-like stellar winds, and shock waves from supernova blasts. Bright blue star clusters emerge from the mayhem, illuminating the Whirlpool's arms like city streetlights.
The Whirlpool is one of astronomy's galactic darlings. Located 31 million light-years away in the constellation Canes Venatici (the Hunting Dogs), the Whirlpool's beautiful face-on view and closeness to Earth allow astronomers to study a classic spiral galaxy's structure and star-forming processes.
Credit:
NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and The Hubble Heritage Team STScI/AURA)
About the Image
NASA caption Id: heic0506a Type: Observation Release date: 25 April 2005, 06:00 Related releases: heic0506 Size: 11477 x 7965 px
About the Object
Name: Messier 51, Whirlpool Galaxy Type: • Local Universe : Galaxy : Type : Spiral • Galaxies Images/Videos Distance: 25 million light years
Colours & filters
Band Wavelength Telescope Optical B 435 nm Hubble Space Telescope ACS Optical V 555 nm Hubble Space Telescope ACS Optical H-alpha + Nii 658 nm Hubble Space Telescope ACS Infrared I 814 nm Hubble Space Telescope ACS.
Autor/Urheber:
diverse
, Lizenz: CC-by 3.0Bildtafel der 110 Messier-Objekte.
First sketch of a spiral "nebula" (i.e., galaxy), as published in 1850 by Lord Rosse
Three-color far-infrared image of M51, the Whirlpool Galaxy.
Red, green and blue correspond to the 160-micron, 100-micron and 70-micron wavelength bands of the Herschel’s Photoconductor Array Camera and Spectrometer, PACS instruments.
Glowing light from clouds of dust and gas around and between the stars is visible clearly. These clouds are a reservoir of raw material for ongoing star formation in this galaxy. Blue indicates regions of warm dust that is heated by young stars, while the colder dust shows up in red.(c) ESA/Webb, NASA & CSA, A. Adamo (Stockholm University) and the FEAST JWST team, CC BY 4.0
The graceful winding arms of the grand-design spiral galaxy M51 stretch across this image from the NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope. Unlike the menagerie of weird and wonderful spiral galaxies with ragged or disrupted spiral arms, grand-design spiral galaxies boast prominent, well-developed spiral arms like the ones showcased in this image. This galactic portrait was captured by Webb’s Mid-InfraRed Instrument (MIRI).In this image the reprocessed stellar light by dust grains and molecules in the medium of the galaxy illuminate a dramatic filamentary medium. Empty cavities and bright filaments alternate and give the impression of ripples propagating from the spiral arms. The yellow compact regions indicate the newly formed star clusters in the galaxy.M51 — also known as NGC 5194 — lies about 27 million light-years away from Earth in the constellation Canes Venatici, and is trapped in a tumultuous relationship with its near neighbour, the dwarf galaxy NGC 5195. The interaction between these two galaxies has made these galactic neighbours one of the better-studied galaxy pairs in the night sky. The gravitational influence of M51’s smaller companion is thought to be partially responsible for the stately nature of the galaxy’s prominent and distinct spiral arms. If you would like to learn more about this squabbling pair of galactic neighbours, you can explore earlier observations of M51 by the NASA/ESA Hubble Space Telescope here. This Webb observation of M51 is one of a series of observations collectively titled Feedback in Emerging extrAgalactic Star clusTers, or FEAST. The FEAST observations were designed to shed light on the interplay between stellar feedback and star formation in environments outside of our own galaxy, the Milky Way. Stellar feedback is the term used to describe the outpouring of energy from stars into the environments which form them, and is a crucial process in determining the rates at which stars form. Understanding stellar feedback is vital to building accurate universal models of star formation.The aim of the FEAST observations is to discover and study stellar nurseries in galaxies beyond our own Milky Way. Before Webb became operative, other observatories such as the Atacama Large Millimetre Array in the Chilean desert and Hubble have given us a glimpse of star formation either at the onset (tracing the dense gas and dust clouds where stars will form) or after the stars have destroyed with their energy their natal gas and dust clouds. Webb is opening a new window into the early stages of star formation and stellar light, as well as the energy reprocessing of gas and dust. Scientists are seeing star clusters emerging from their natal cloud in galaxies beyond our local group for the first time. They will also be able to measure how long it takes for these stars to pollute with newly formed metals and to clean out the gas (these time scales are different from galaxy to galaxy). By studying these processes, we will better understand how the star formation cycle and metal enrichment are regulated within galaxies as well as what are the time scales for planets and brown dwarfs to form. Once dust and gas is removed from the newly formed stars, there is no material left to form planets.[Image Description: A large spiral galaxy takes up the entirety of the image. The core is mostly bright white, but there are also swirling, detailed structures that resemble water circling a drain. There is white and pale blue light that emanates from stars and dust at the core’s centre, but it is tightly limited to the core. The detailed rings feature bands of deep orange and cloudy grey, which are interspersed by darker empty regions throughout.]Links
Aktiver Kern der Galaxie Messier 51. Komposit selbst erstellt aus HST HLSP-FITS Dateien von
http://archive.stsci.edu/prepds/m51/Autor/Urheber: Bautsch, Lizenz: CC0
Fotografische Aufnahme mit Beschriftung einiger prägnanter Himmelsobjekte in der Umgebung der Galaxie M 101. Unten rechts ist das Ende der Deichsel des Großen Wagens im Sternbild Großer Bär mit den Sternen Mizar, Alkor und Alkaid zu sehen. Links unten befindet sich das Sternbild Bärenhüter (Bootes), und im oberen Bildteil grenzt das Sternbild Drache an.
Autor/Urheber: Giuseppe Donatiello from Oria (Brindisi), Italy, Lizenz: CC0
Messier 51 stellar streams and tidal tails + HI emission Credit: SDSS/PanSTARRS-1/Giuseppe Donatiello
This is a more ordinary processed version than the previous one with inset.
RA center: 202.481° DEC center: 47.225°
Messier 51 also called The Whirlpool Galaxy (NGC 5194) is an interacting spiral galaxy in the constellation Canes Venatici. It was the first to be classified as a spiral galaxy. It is estimated to be 23 ± 4 million light-years from us.