跳轉到內容

梅西耶天體列表/M104

Add links
來自華夏公益教科書
 此頁面已從另一個專案遷移，需要進行書籍化.
此頁面需要修改才能成為書籍的主頁，或者需要修改以符合其要包含的書籍的“本地風格手冊”。
書籍化後，請移除{{bookify}}。
草帽星系
哈勃太空望遠鏡 (HST) 拍攝的草帽星系 (M104)。圖片來源：HST/NASA/ESA。
觀測資料 (J2000 曆元)
星座室女座[1]
赤經12h 39m 59.4s[2]
赤緯-11° 37′ 23″[2]
紅移1024 ± 5 km/s[2]
距離29.3 ± 1.6 Mly (9.0 ± 0.5 Mpc)[3][4]a
型別SA(s)a[2]
視直徑 (V)8′.7 × 3′.5[2]
視星等 (V)9.0[2]
其他名稱
梅西耶 104,[2] NGC 4594,[2] PGC 42407,[2] UGCA 293[2]

草帽星系（也稱為M104 或 NGC 4594）是室女座中一個無棒螺旋星系。它有一個明亮的核心、一個異常大的中心隆起，以及一個位於其傾斜盤面上的突出塵埃帶。黑暗的塵埃帶和隆起使這個星系看起來像一頂草帽。該星系的視星等為 9.0，使其成為可以用業餘望遠鏡輕鬆觀測到的星系。大的隆起、中心超大質量黑洞和塵埃帶都吸引著專業天文學家的注意。

歷史

發現

草帽星系於 1767 年 3 月由皮埃爾·梅香發現，他在 1767 年 5 月寫給 J. 貝努利的信中描述了這個天體，該信後來發表在《柏林天文年鑑》上。[5][6] 查爾斯·梅西耶在他的個人天體列表中手寫記錄了這個天體和其他五個天體（現在被統稱為 M104 - M109），但直到 1921 年才“正式”包含在內。[6] 威廉·赫歇爾於 1784 年獨立發現了這個天體，並另外指出該星系盤面上存在一個“黑暗層”，即現在的塵埃帶。[5][6] 後來天文學家能夠將梅香和赫歇爾的觀測結果聯絡起來。[6]

作為梅西耶天體的認定

1921 年，卡米爾·弗拉馬裡翁發現了梅西耶的個人天體列表，其中包括關於草帽星系的手寫記錄。這被認定為新總星表中的天體 4594，弗拉馬裡翁宣佈它應該被包含在梅西耶天體列表中。從那時起，草帽星系就被稱為M104[6]。

歷史上的紅移測量

在 1910 年代，維斯托·斯萊弗發現包括草帽星系在內的幾個星系的頻譜都發生了紅移。從這些紅移計算出的平均速度為 400 km/s。草帽星系本身的紅移計算為 1100 km/s[7]。斯萊弗的頻譜是首次觀測宇宙膨脹的觀測結果之一，這是大爆炸理論的關鍵證據之一。

斯萊弗還在草帽星系的頻譜中探測到旋轉。他對星系旋轉的觀測是史上首批此類觀測結果之一[7]。

斯皮策太空望遠鏡 (SST) 拍攝的草帽星系的近紅外影像。白色代表來自星光的 3.6 和 5.8 微米輻射。紅色代表塵埃環內多環芳烴 (PAH) 的 8.0 微米輻射。[8] 圖片來源：斯皮策紅外近鄰星系巡天/SST/NASA。

塵埃環

如上所述，這個星系最顯著的特徵是穿過星系隆起前方的塵埃帶。這個塵埃帶實際上是一個對稱的環，它包圍著星系的隆起。[8] 大部分冷原子氫氣[9] 和塵埃[8] 都位於這個環內。該環也可能包含草帽星系的大部分冷分子氣體，[8] 儘管這是基於低解析度和弱探測觀測的推斷。[10][11] 需要進行額外的觀測來確認草帽星系的分子氣體是否侷限於該環。根據紅外光譜學，塵埃環是該星系內恆星形成的主要場所。[8]

核心

草帽星系的核心被歸類為低電離核發射區|低電離核發射區 (LINER)。[12] 這些是存在電離氣體的核區，但離子僅被弱電離（即原子缺失的電子相對較少）。LINER 中電離氣體的能量來源一直存在爭議。一些 LINER 核可能由位於恆星形成區的熾熱年輕恆星驅動，而其他 LINER 核可能由活動星系核 (AGN) 驅動（包含超大質量黑洞的高能區域）。紅外光譜學觀測表明，草帽星系的核可能沒有明顯的恆星形成活動。然而，已在核中識別出一個超大質量黑洞（如下面小節所述），因此這個活動星系核可能是弱電離草帽星系中氣體的能量來源。[8]

中心超大質量黑洞

在 1990 年代，由約翰·科曼迪領導的一個研究小組證明了草帽星系記憶體在一個超大質量黑洞。[13] 該小組利用來自 CFHT 和哈勃太空望遠鏡的光譜資料，表明該星系中心恆星的旋轉速度無法維持，除非在中心存在一個質量為太陽質量的 10 億倍，或 109M☉ 的質量。[13] 這是在所有附近星系中測得的最巨大的黑洞之一。

同步輻射

在無線電和 X 射線波長下，星系核是強烈的同步輻射源。[14][15][16][17][18][19][20] 當高速電子穿過強w:磁場區域時，它們會振盪，從而產生同步輻射。這種輻射實際上在w:活動星系核中很常見。雖然某些活動星系核的無線電同步輻射可能會隨著時間的推移而變化，但來自草帽星系的無線電輻射的光度僅變化 10-20%。[14]

未識別的亞毫米波發射

2006 年，兩組研究人員發表了對草帽星系核在 850 微米波長下亞毫米波輻射的測量結果。[20][8] 發現這種亞毫米波輻射並非來自塵埃的熱輻射（這在紅外和亞毫米波長下很常見）、同步輻射（這在無線電波長下很常見）、熱氣體的軔致輻射（這在毫米波長下很少見）或分子氣體（這通常會產生亞毫米波譜線）。[8] 亞毫米波輻射的來源仍然未知。

球狀星團

草帽星系擁有相當數量的球狀星團。對草帽星系中球狀星團的觀測研究估計，其數量在 1200 到 2000 個之間。[21][22][23] 與銀河系和其他具有小型核球的類似星系相比，球狀星團數量與星系總光度的比率很高，但與其他具有大型核球的星系相當。這些結果被反覆用來證明，星系中球狀星團的數量被認為與星系核球的大小有關。球狀星團的表面密度通常遵循核球的光度分佈，但在星系中心附近除外。[21][23][24]

距離

至少兩種方法被用來測量草帽星系到地球的距離。

第一種方法依賴於將草帽星系中行星狀星雲的測量通量與銀河系中已知的行星狀星雲的光度進行比較。這種方法得出的草帽星系到地球的距離為 29.0 ± 2.0 Mly (8.9 ± 0.6 Mpc)。[3]

另一種方法是表面亮度波動法。這種方法利用星系核球的顆粒狀外觀來估計到它的距離。附近的星系核球看起來會非常顆粒狀，而更遠的星系核球看起來會很平滑。早期使用這種技術進行的測量得出的距離為 30.6 ± 1.3 Mly (9.4 ± 0.4 Mpc)。[25] 後來，在對該技術進行了一些改進後，測得的距離為 32 ± 3 Mly (9.8 ± 0.8 Mpc)。[26] 2003 年，這一結果進一步被改進為 29.6 ± 2.5 Mly (9.1 ± 0.8 Mpc)。[4]

透過這兩種技術測得的平均距離為 29.3 Mly (9.0 Mpc)，不確定度為 1.6 Mly (0.5 Mpc)。b

附近星系和星系群資訊

草帽星系位於一個複雜的絲狀星系雲中，該星系雲延伸至室女座星系團的南部。[27] 然而，尚不清楚草帽星系是否屬於正式的星系群。用於識別星系群的層次結構方法通常會得出草帽星系屬於一個星系群的結果，該星系群包括 NGC 4487、NGC 4504、NGC 4802、UGCA 289，以及可能的其他幾個星系。[27][28][29] 然而，依賴於滲透方法（即“朋友的朋友”方法）的結果表明，要麼草帽星系不屬於任何星系群[30]，要麼它可能只與 UGCA 287 構成一個星系對。[29]

業餘天文學觀測資訊

草帽星系位於角宿一西側 11.5°[6] 和烏鴉座 η 星東北側 5.5°。[31] 雖然該星系可以用 7x35 雙筒望遠鏡或 4 英寸業餘望遠鏡看到，[31] 但需要 8 英寸望遠鏡才能區分核球和盤面，[6] 10 或 12 英寸望遠鏡才能看到暗色的塵埃帶。[6]

註釋

^ ^ 平均值 (29.6 ± 2.5, 29.0 ± 2) = ((29.6 + 29.0) / 2) ± ((2.52 + 2.02)0.5 / 2) = 29.3 ± 1.6

參考文獻

  1. ↑ R. W. Sinnott, editor (1988). The Complete New General Catalogue and Index Catalogue of Nebulae and Star Clusters by J. L. E. Dreyer. Sky Publishing Corporation and Cambridge University Press. ISBN 0-933-34651-4. {{cite book}}: |author= has generic name (help)
  2. ↑ a b c d e f g h i j "NASA/IPAC Extragalactic Database". Results for NGC 4594. Retrieved 2006-11-22.
  3. ↑ a b H. C. Ford、X. Hui、R. Ciardullo、G. H. Jacoby、K. C. Freeman (1996). "M104 星系暈的恆星。 I. 行星狀星雲調查以及行星狀星雲光度函式距離". Astrophysical Journal. 458: 455–466. doi:10.1086/176828.{{cite journal}}: CS1 維護: 多個名字: 作者列表 (link)
  4. ↑ a b Jensen, Joseph B.；Tonry, John L.；Barris, Brian J.；Thompson, Rodger I.；Liu, Michael C.；Rieke, Marcia J.；Ajhar, Edward A.；Blakeslee, John P. (2003 年 2 月). "使用紅外表面亮度波動測量距離和探測星系的未解析恆星群". Astrophysical Journal. 583 (2): 712–726. doi:10.1086/345430.{{cite journal}}: CS1 維護: 日期和年份 (link) CS1 維護: 多個名字: 作者列表 (link)
  5. ↑ a b G. R. Kepple、G. W. Sanner (1998). 夜空觀測指南，第 2 卷. Willmann-Bell, Inc. 第 451 頁. ISBN 0-943396-60-3.
  6. ↑ a b c d e f g h K. G. Jones (1991). 梅西耶星雲和星團 (第二版). 劍橋: 劍橋大學出版社. ISBN 0-521-37079-5. {{cite book}}: |edition= has extra text (help)
  7. ↑ a b V. M. Slipher (1915). "星雲的光譜觀測". Popular Astronomy. 23: 21–24.
  8. ↑ a b c d e f g h G. J. Bendo、B. A. Buckalew、D. A. Dale、B. T. Draine、R. D. Joseph、R. C. Kennicutt Jr.、K. Sheth、J.-D. T. Smith、F. Walter、D. Calzetti、J. M. Cannon、C. W. Engelbracht、K. D. Gordon、G. Helou、D. Hollenbach、E. J. Murphy、H. Roussel (2006). "斯皮策和 JCMT 對草帽星系 (NGC 4594) 中活動星系核的觀測". Astrophysical Journal. 645: 134–147. doi:10.1086/504033.{{cite journal}}: CS1 維護: 多個名字: 作者列表 (link)
  9. ↑ E. Bajaja、G. van der Burg、S. M.；Faber、J. S. Gallagher、G. R. Knapp、W. W. Shane (1984). "草帽星系（NGC 4594）中中性氫的分佈". Astronomy and Astrophysics. 141: 309–317.{{cite journal}}: CS1 維護: 多個名字: 作者列表 (link)
  10. ↑ E. Bajaja、E. Hummel、R. Wielebinski、R.-J. Dettmar (1988). "草帽星系 (NGC 4594) 的大尺度射電連續譜結構". Astronomy and Astrophysics. 202: 35–40.{{cite journal}}: CS1 維護: 多個名字: 作者列表 (link)
  11. ↑ J. S. Young、S. Xie、L. Tacconi、P. Knezek、P. Viscuso、L. Tacconi-Garman、N. Scoville、S. Schneider、F. P. Schloerb、S. Lord、A. Lesser、J. Kenney、Y.-L. Huang、N. Devereux、M. Claussen、J. Case、J. Carpenter、M. Berry、L. Allen (1995). "FCRAO 星系外 CO 調查。 I. 資料". Astrophysical Journal Supplement. 98: 219–257. doi:10.1086/192159.{{cite journal}}: CS1 維護: 多個名字: 作者列表 (link)
  12. ↑ L. C. Ho、A. V. Filippenko、W. L. W. Sargent (1997). "對“矮”賽弗特核的搜尋。 III. 主星系的光譜引數和性質". Astrophysical Journal Supplement. 112: 315–390. doi:10.1086/313041.{{cite journal}}: CS1 維護: 多個名字: 作者列表 (link)
  13. ↑ a b J. Kormendy、R. Bender、E. A. Ajhar、A. Dressler、S. M. Faber、K. Gebhardt、C. Grillmair、T. R. Lauer、D. Richstone、S. Tremaine (1996). "哈勃太空望遠鏡光譜證據表明NGC 4594中存在一個1 × 10 9 M☉黑洞". 天體物理學雜誌快報. 473: L91–L94.{{cite journal}}: CS1 maint: 多個名稱：作者列表 (link)
  14. ↑ a b A. G. de Bruyn、P. C. Crane、R. M. Price、J. B. Carlson (1976). "NGC 3031 和 NGC 4594 核心的射電源". 天文學和天體物理學. 46: 243–251.{{cite journal}}: CS1 maint: 多個名稱：作者列表 (link)
  15. ↑ E. Hummel、J. M. van der Hulst、J. M. Dickey (1984). "螺旋星系中央的射電源 - 星暴或吸積". 天文學和天體物理學. 134: 207–221.{{cite journal}}: CS1 maint: 多個名稱：作者列表 (link)
  16. ↑ A. Thean、A. Pedlar、M. J. Kukula、S. A. Baum、C. P. O'Dea (2000). "擴充套件12μm樣本中賽弗特星系的高解析度射電觀測 - I. 觀測結果". 皇家天文學會月刊. 314: 573–588. doi:10.1046/j.1365-8711.2000.03401.x.{{cite journal}}: CS1 maint: 多個名稱：作者列表 (link)
  17. ↑ T. Di Matteo、C. L. Carilli、A. C. Fabian (2001). "對附近星系中巨大黑洞吸積率的限制". 天體物理學雜誌. 547: 731–739.{{cite journal}}: CS1 maint: 多個名稱：作者列表 (link)
  18. ↑ S. Pellegrini、G. Fabbiano、F. Fiore、G. Trinchieri、A. Antonelli (2002). "LINER星系的核和整體X射線性質：錢德拉和貝波薩克斯關於墨西哥帽星系和NGC 4736的結果". 天文學和天體物理學. 383: 1–13. doi:10.1051/0004-6361:20011482.{{cite journal}}: CS1 maint: 多個名稱：作者列表 (link)
  19. ↑ S. Pellegrini、A. Baldi、G. Fabbiano、D.-W. Kim (2003). "XMM-牛頓和錢德拉對墨西哥帽星系（NGC 4594）核吸積的調查". 天體物理學雜誌. 597: 175–185. doi:10.1086/378235.{{cite journal}}: CS1 maint: 多個名稱：作者列表 (link)
  20. ↑ a b M. Krause、R. Wielebinski、M. Dumke (2006). "墨西哥帽星系（NGC 4594）的射電偏振和亞毫米觀測。大尺度磁場配置和塵埃輻射". 天文學和天體物理學. 448: 133–142.{{cite journal}}: CS1 maint: 多個名稱：作者列表 (link)
  21. ↑ a b K.-I. Wakamatsu (1977). "M104中球狀星團的徑向分佈和總數". 太平洋天文學會出版物. 89: 267–270.
  22. ↑ W. E. Harris、H. C. Harris、G. L. H. Harris (1984). "本地星系群之外星系的球狀星團。III NGC 4594（墨西哥帽星系）". 天文學雜誌. 89: 216–223. doi:10.1086/113504.{{cite journal}}: CS1 maint: 多個名稱：作者列表 (link)
  23. ↑ a b T. J. Bridges、D. A. Hanes (1992). "NGC 4594（墨西哥帽星系）的球狀星團系統". 天文學雜誌. 103: 800–814. doi:10.1086/116102.
  24. ↑ S. S. Larsen, D. A. Forbes, J. P. Brodie (2001). "哈勃太空望遠鏡對星系草帽星系球狀星團的光度測量". 英國皇家天文學會月刊. 327: 1116–1126. doi:10.1046/j.1365-8711.2001.04797.x.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  25. ↑ E. A. Ajhar, T. R. Lauer, J. L. Tonry, J. P. Blakeslee, A. Dressler, J. A. Holtzman, M. Postman (1997). "用於哈勃太空望遠鏡的表面亮度漲落方法校準". 天文學雜誌. 114: 626–634. doi:10.1086/118498.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  26. ↑ J. L. Tonry, A. Dressler, J. P. Blakeslee, E. A. Ajhar, A. B. Fletcher, G. A. Luppino, M. R. Metzger, C. B. Moore (2001). "SBF星系距離調查. IV. SBF 星等、顏色和距離". 天體物理學雜誌. 546 (2): 681–693. doi:10.1086/318301.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  27. ↑ a b R. B. Tully (1988). 附近的星系目錄. 劍橋: 劍橋大學出版社. ISBN 0-521-35299-1.
  28. ↑ P. Fouque, E. Gourgoulhon, P. Chamaraux, G. Paturel (1992). "80 Mpc內星系群. II - 星系群和星系群成員目錄". 天文學和天體物理學補充. 93: 211–233.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  29. ↑ a b G. Giuricin, C. Marinoni, L. Ceriani, A. Pisani (2000). "附近的視星系：樣本的選擇和星系群的識別". 天體物理學雜誌. 543: 178–194. doi:10.1086/317070.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  30. ↑ A. Garcia (1993). "星系群成員關係的一般研究. II - 附近星系群的確定". 天文學和天體物理學補充. 100: 47–90.
  31. ↑ a b S. J. O'Meara (1998). 梅西耶天體. 劍橋: 劍橋大學. ISBN 0-521-55332-6.
來自 "https://wikibook.tw/w/index.php?title=Messier_Index/M104&oldid=3269845"
華夏公益教科書