2020. április 17-én, egy Zalaegerszeg-közeli megfigyelőhelyről készült felvételeimet szeretném megosztani veletek, mely a Messier 51 és a Messier 101 katalógusszámú galaxisokról készült. A kép Skywatcher HEQ-5 mechanikára rögzített 200/800-as Newton-tubussal, átalakított Nikon D5300 fényképezőgéppel és TS Maxfield kómakorrektorral készült,  35×240 s objektum (light, M101), 40×240 s objektum (light, M51), 20 sötét (dark), 20 mezősimító (flat), 20 flatdark, ISO 800 kép összegzéséből. A vezetést és a felvételek rögzítését egy Asiair vezérlőegység végezte. A feldolgozás Astro Pixel Processor, Startools, és Photoshop szoftverek segítségével történt.

Ágoston Zsolt - M101 - VCSE
Ágoston Zsolt – Messier 101 – VCSE
Ágoston Zsolt - Messier 51 - VCSE
Ágoston Zsolt – Messier 51 – VCSE

A Messier 101, népszerű megnevezésén “Szélkerék-galaxis”, egy spirálgalaxis, jellegzetes spirális karszerkezettel, melyet kísérőgalaxisai, azon belül főként az NGC 5474 kísérőgalaxis tömegvonzása aszimmetrikusan eltorzított: a felvételen a jobboldali, alsó kar látványosan kinyúlik és megtörik. Magja és karjai kifejezetten fényesek, csak a kihajló karja halványodik el látványosan.

Pierre Méchain fedezte fel 1781. március 27-én, Charles Messier megerősítette a felfedezést és katalógusába vette az objektumot. Átmérője 170 000 fényév, közel ezermilliárd csillag alkotja, így közel kétszer akkora, mint a Tejútrendszer. Mintegy huszonegymillió fényévre található tőlünk. Számos emissziós ködöt figyeltek meg benne, ezek intenzív csillagkeletkezést jeleznek, amit valószínűleg a kísérőgalaxisok tömegvonzása indított el. (Egy 1990-es tanulmány 1264 db HII-régiót azonosított benne.)

Az M101-ben négy szupernóvát figyeltek meg. Közülük az egyiket, az SN 1970G-t Lovas Miklós fedezte fel a piszkéstetői 60 cm-es Schmidt távcsővel (elnevezésében a felfedezés évszáma szerepel). A 11,5 magnitúdós szupernóva volt az első, amelyet rádiótávcsövekkel is megfigyeltek. A szupernóvamaradványt 2004-ben pl. a Chandra röntgenűrtávcsővel figyelték meg, 35 évvel a robbanása után.

Az M101-et sokszor fotózzák az amatőrcsillagászok (pl. itt, itt és itt láthatók róla további képek).

A Messier 51, melynek gyakori megnevezése az “Örvény-galaxis”, szintén spirálgalaxis, két spirálkarral. Az egyik spirálkar az NGC 5194 galaxisban végződik, melynek külső rétegeit szétszórja, feloszlatja a vele összeolvadó M51. A külső rétegek halványan körülveszik az NGC 5194 magját, míg az M51 egyelőre megőrizte szerkezeti jellegét. Látványos, fényes, kék színű spirálkarjai körbeveszik a magot.

Charles Messier fedezte fel 1773. október 13-án, majd felvette katalógusába. Kísérőgalaxisát, az NGC 5194-et Pierre Méchain fedezte fel 1781 során. Mintegy huszonhárommillió fényévre található tőlünk, becsült átmérője 76 000 fényév, tömege százhatvanmilliárd naptömeget tesz ki. Átmérője fele, becsült tömege tizede a Tejúténak. Kísérőgalaxisával a becslések szerint félmilliárd évvel ezelőtt került kapcsolatba, összeolvadásuk azóta is tart.

Az M51 centrumában egy közepes tömegű fekete lyuk rejtőzhet. Ezt is fotózták már tagtársaink (pl. itt), és külön érdekes összehasonlítani a mostani képet a szerző néhány évvel ezelőtti tesztelésével.

 

 

VCSE - röntgenfényben megfigyelhető szuperbuborékok az NGC 3079 galaxisban a Chandra röntgenműhold felvételén - APOD, NASA
VCSE – Röntgenfényben megfigyelhető szuperbuborékok az NGC 3079 galaxisban a Chandra röntgenműhold felvételén – APOD, NASA

A fenti kép a Chandra műhold röntgentartományban működő távcsövével készült, és 2019. március 5-én volt a Nap Csillagászati Képe. A tőlünk kb. 50 millió fényévre elhelyezkedő, a Nagygöncöl (Ursa Maior, UMa) csillagképben látható NGC 3079 rudas (horgas) spirálgalaxist mutatja, de nem a látható fényben, hanem röntgentartományban. A 11,5 magnitúdós galaxis közepes amatőrcsillagászati távcsövekkel is látható, különösen áprilisban, amikor az UMa magasan a fejünk felett jár. A kép érdekessége, hogy ún. szuperbuborékok láthatók rajta, amiket az alábbi képen külön is bejelöltek:

VCSE - Szuperbuborékok (supperbubbles) az NGC 3079 extragalxisban - APOD, NASA, CHandra
VCSE – Szuperbuborékok (supperbubbles) az NGC 3079 extragalxisban – APOD, NASA, Chandra

A képen a “supermassive black hole” felirat a két szuperbuborék között az NGC 3079 extragalaxis közepén található, kb. 2,4 millió naptömegű, nagyon nagytömegű fekete lyuk helyét mutatja. A szuperbuborék létrejötte ehhez a központi fekete lyukhoz kapcsolható. Az itt megfigyelhető szuperbuborékok 3000-3500 fényév méretűek lehetnek. Az NGC 3079-ben jelenleg láthatók talán egymillió évvel ezelőtt jöttek létre. Azt gyanítják, hogy kb. minden 10 millió évben egyszer aktívvá válik e fekete lyuk, és nagysebességű részecskéket lövell bele a csillagközi anyagba. Ezzel a csillagközi anyagot összesöpri, annak sűrűsége megnő, és nagy csillagkeletkezési hullám indul be.

A szuperbuborékok és a buborékok a csillagközi anyag olyan tartományai, amelyek belsejében a csillagközi anyag sokkal ritkább, mint a buborék/szuperbuborék határán, Pont, mint egy szappanbuborékban… A buborékok és szuperbuborékok idővel eloszlanak, így eltűnnek a galaxisok csillagközi anyagában.

A buborékok létrejötte. A buborékokat szupernóva-robbanások lökéshullámai hozzák létre: a lökéshullám maga előtt összesöpri a csillagközi anyagot, ez lesz a buborék fala. A belső, üreges rész maga a buborék.

Egy szupernóvarobbanásban tipikusan 1045 J energia szabadul fel. Az OB-asszociációkban (vagyis ilyen csillagokból álló nyílthalmazokban) nagyon sok nagytömegű, akár 15-120 naptömegű csillag is van, ezek mind forrók és fiatalok. Nem is lehetnek öregek, mert egy ilyen nagytömegű csillag tömegétől függően négy-öt millió, néhány tízmillió vagy pár százmillió év alatt II-es típusú szupernóvarobbanásban felrobban. A csillag helyén fekete lyuk, neutroncsillag vagy semmi sem marad, attól függően, hogy a csillag magja összeroskadt kompakt objektummá vagy teljesen szétrepült. Természetesen a csillag külső maradványai szupernóvamaradványként: szétrepülő gázfelhőként tágulnak.

Egy-egy ilyen OB-asszociációban csak egy-két tucat csillag van, másokban akár 100 darab is, de ennél több nemigen. (Egyszerűen a csillagközi felhők tömege nem elég nagy, hogy ennél több ilyen nagytömegű csillagot egy csoportban létrehozzanak.) Mivel mindegyik rövid időn belül egymás után szupernóvaként robban fel, az asszociáció létrejötte után néhány tízmillió-százmillió éven belül a halmaztagok szupernóvarobbanások sorozatát hozzák létre: igazi tűzijátékot látunk, ha ki tudjuk várni.

A szupernóvarobbanásokban a csillag külső rétegei nagyságrendileg 15 000 km/s körüli sebességgel hagyják el a csillagot, és gyorsan tágulnak. Nagy energiát visznek magukkal a táguló csillagmaradvány gázrészecskéi, mert nagy kezdősebességgel indultak el. Az OB-asszociáció anyagába és a környező csillagközi anyagba is beleütköznek és magukkal ragadják. A lökéshullámok elkezdik az anyagot kifelé söpörni. Mivel – csillagászati skálán mérve – gyors egymásutánban több szupernóva is erős lökéshullámot indít el kis belső, központi helyről, egy hatalmas méretű buborékot hoznak létre, amin belül az anyagot a lökéshullámok kifelé söprik.

Szuperbuborékok létrejötte. Az egyes galaxisokban megfigyelhető ilyen szuperbuborékokat a csillagkeletkezési hullámok szupernóvarobbanásai hozzák létre. Egyesek szerint sok-sok buborék egyesülése adja ki a szuperbuborékokat, mások reálisabbnak tűnő elképzelése szerint sok, egymáshoz közelebbi violens esemény együttes hatása hozza létre. (Vagyis pl. sok, egymáshoz térben és időben közeli szupernóva-robbanás.)

Amikor a központi fekete lyuk aktív, akkor egyszerre nagyon sok OB-asszociáció keletkezik, és a szuperbuborékok száma és mérete is megnőhet.

A Lokális Buborék. A Nap és vele együtt a Naprendszer is egy ilyen buborékban van. Itt a csillagközi anyag sűrűsége nagyságrenddel kisebb, mint másutt. Ezt a szuperbuborékot 1-es huroknak (Loop 1) hívják, és a legutóbbi 10-20 millió évben robbant szupernóvák hozták létre, mi pedig most haladunk keresztül rajta. A lenti kép mutatja néhány fényes, közeli csillag és a Nap helyzetét, hogy mi merre haladunk és a csillagközi anyag merre mozog.

A következő kép pedig az ezen belüli Lokális buborék határait mutatja – ezen a buborékon éppen keresztülhaladunk.

Egy buborék belsejében a hőmérséklet akár millió fokos is lehet, a falában pedig emissziós sugárzás okoz fénylést.

A csillagközi anyagban előforduló kisebb buborékok és a nagyobb szuperbuborékok nem is olyan ritkák a Tejútrendszerben sem. Oldalról nézve egy ilyen buborék vetületben látszik: kör, ív, hurok, vagy az anyageloszlástól függően gyűrűszerű alakot mutat. Az idősebb buborékok hűlnek, és kölcsön is hathatnak a galaxisok poranyagával, amit felmelegíthetnek. Ezeknek a gyűrűszerű alakzatoknak egyik fontos katalógusát Dr. Könyves Vera és munkatársai állították össze 2006-ban: 462 darab ilyen gyűrűszerű, távoli infravörösben látszó alakzatot találtak. Ezeket részben a nagytömegű csillagok erős csillagszele, részben a szupernóvarobbanások lökéshulláma, részben a Galaxisunkban kavargó anyag turbulens áramlása hozza létre és alakítja. (Forrás: https://arxiv.org/abs/astro-ph/0610465)

Más galaxisokban is találtak szuperbuborékokat. A fenti kép a kb. 160 ezer fényévre lévő Nagy Magellán-felhő-beli N44 jelű szuperbuborékról készült, aminek fala kékesben szépen világít. Az N44-et először Karl Henize vette fel egy katalógusba (1956-ban), átmérőjét 1000 fényévben határozták meg. A közepén lévő “lyuk” átmérője kb. 250 fényév. Kb. negyven csillagból álló asszociáció van a belsejében, közte egy csillagnak rendkívül erős a csillagszele, ami nagyon erősen hozzájárul a köd alakjának alakításához: a csillagszele összesöpri maga előtt a köd anyagát. A képen is látni, hogy a köd sűrűsége nagyon erősen változik: az asszociáció-beli szupernóvák lökéshulláma alakította ilyenre. A múltbéli szupernóvarobbanásokra a ködből érkező röntgensugárzás is bizonyíték. A köd a valóságban inkább rózsaszínes vöröses színű, amit a hidrogén, és az egyszeresen, illetve kétszeresen ionizált oxigén emissziós sugárzása okoz. A mellékelt kép azonban a déli féltekén található 8 méteres Gemini-dél teleszkóppal készült, három nagyon specifikus szűrővel: H-alfa 656 nm-en, [OIII] (kétszeresen ionizált oxigén egyik hullámhossza) és [SII] (egyszeresen ionizált kén egyik vonala), ezt színezték meg sorra lilával, ciánkékkel és naranccsal, ezért lett ilyen színű a kép.

A szerző köszönetet mond Dr. Könyves Verának (Jeremiah Horrocks Institute, University of Lancashire) a cikk első változatának kommentálásáért. Ha valami hiba vagy téves fogalmazás benne maradt mégis, az csakis a szerző hibája.

VCSE - Az LDN 1622 sötétköd hosszú expozíciós idjeű felvételen - APOD, T. Lahtinen
VCSE – Az LDN 1622 sötétköd hosszú expozíciós idejű felvételen – APOD, T. Lahtinen

A Nap Csillagászati Képe 2019. február 2-án T. Lahtinen nagyon hosszú expozíciós idejű felvétele volt. Bár egyesek esztétikája szerint ízléstelenül rózsaszínes a felvétel, a valóságban számos asztrofizikai érdekesség látszik rajta (a természet színeiről pedig nem tehet senki).

Sajnos, az APOD nem adja meg a felvétel adatait, és csak nagyon nehezen találta meg a magyar változat szerzője (Cs. Sz.) a kép adatait, de itt elérhetők: https://www.taivaanvahti.fi/observations/show/81033. Eszerint a felvétel – finnből fordítva a jelen bejegyzés szerzője által, aki nem tud finnül – Sky-Watcher Esprit 100ED 100/550-es műszerrel készült, a mechanika 10 Micron GM 1000 HPS volt, a kamera Atik 460EX. Ezek Magyarországon kevésbé ismert, alig használt eszközök. A képhez 75 db 10 perces szűrő nélküli (light), 62 db 5 perces  RGB szűrőkkel (vörös, zöld, kék), és 40 db 10 perces hidrogén-alfa szűrővel készült felvételt használt fel.

A kép közepén lévő sötét folt az LDN 1622 sötétköd sziluettje. A sötétköd halványan fénylő hidrogénfelhő előtt látszik, annak a fényét, és a mögötte lévő csillagok fényét is eltakarja. Ez a hidrogénfénylés csak hosszú expozíciós idejű felvételeken látszik.

Az LDN 1622 a Barnard-ívtől nem messze van az égen. Az LDN 1622 csak kb. 500 fényévre van tőlünk, átmérőjét 10 fényévre becsülik. A fenti kép 1°-os égi területet ábrázol, tehát a ködösség az égen is igen nagy látszó kiterjedésű. Az ilyen sötétködöket néha abszorpciós ködöknek is nevezik, lévén, hogy elnyelik a mögöttük lévő objektumok fényét. Többnyire nagyon hidegek, és csillagközi porból állnak, amelyek jól összegyűltek ezeken a helyeken. Gyakran van bennük gáz, néha bonyolultabb molekulákkal együtt (pl. szén-monoxid, ammónia, formaldehid stb.). Az ilyen ködök legsűrűbb magjainak összehúzódásából lesznek majd a csillagok magjai később, ahogy azt manapság elképzelik a csillagászok.

Az LDN a Lynds’ Catalogue of Dark Nebulae c. munka rövidítése. (Párja, a Lynds’ Catalogue of Bright Nebulae szintén sokat idézett munka.) Beverly Turner Lynds (1929-) amerikai csillagásznő állította össze ezeket a katalógusokat. 1949-ben szerezte meg diplomáját, 1955-ben doktori címét. Meglehetősen hosszú karriert mondhat magáénak. Dolgozott a Green Bank Obszervatóriumban, az Arizonai Egyetemen, a CfA-ban stb., és a Kitt Peak-i Nemzeti Csillagvizsgálóban is, ahol 1971-1975 között igazgatóhelyettes is volt.

2019. január 8-án a nap csillagászati képe, vagy inkább videója volt a HESS távcsőrendszert bemutató rövidke kis film.

Az égboltot távcsöveink nem csak a látható fény tartományában vizsgálják. Mára már az elektromágneses spektrum minden részén: gamma- és röntgentartományban, láthatóban, ultraibolyában és infravörösben, rádió-hullámhosszakon ugyanúgy figyelik a csillagászok kisebb-nagyobb megszakításokkal (mostanában pl. nincsen ultraibolya műholdunk), mint ahogy neutrínókat és gravitációs hullámokat is detektálunk az űrből.

A HESS: High-Energy Stereoscopic System Observatory (Nagyenergiájú Sztereoszkópikus-rendszerű Obszervatórium) 12-28 méteres távcsövekből áll, de nem a fényt fogja fel. Ehelyett a légkörünket a világűrből eltaláló részecskék keltette Cserenkov-sugárzásra vadászik.  A HESS teraelektronvolt nagyságrendű részecskék keltette ilyen sugárzásokra érzékeny. A távcsőrendszer Namíbiában található.

Ilyen Cserenkov-sugárzást olyan kozmikus események kelthetnek, mint pl. szupernóva-robbanások, szupernóva-maradványok, fekete lyukak körüli akkréciós korongok (akár más galaxisok centrális fekete lyukai) stb.

A videón a különleges távcsövek mögött feltűnik a Tejút, a két Magellán felhő, csillagvárosunk tagjai hangulatos zene kíséretében.

 

VCSE - A Sombrero-galaxis (M104) a Spitzer-űrtávcső infravörös felvételén - APOD, Spitzer
VCSE – A Sombrero-galaxis (M104) a Spitzer-űrtávcső infravörös felvételén. A képre kattintva a képméret megnő és rengeteg érdekes részlet között kalandozhatunk- APOD, Spitzer

Az M104 jelű extragalaxist Pierre Méchain francia csillagász fedezte fel 1781. május 11-én. A Messier-katalógus 103 objektumot tartalmazott a 18. században, és bár Charles Messier tervezte az M104-et és más objektumokat hozzáadni listájához és a bővítettet publikálni, de erre az 1789-ben kirobbant francia forradalom és az azt követő napóleoni háborúk, majd Messier balesete és öregkora miatt nem került sor.

Camille Flammarion 1921-ben nevezte el az objektumot M104-nek. Néhány más, Messier vagy Méchain által talált objektumot, amiket hasonló okok miatt nem tudtak ők akkoriban publikálni, az 1960-as évekig adták hozzá a Messier-katalógushoz 105-110 számokon.

William Herschel Méchaintől függetlenül szintén felfedezte 1784-ben. Már ő észrevette a galaxis közepén keresztülhúzódó sötét sávot. Ezt a vizuálisan vagy a látható fény tartományában sötét sávként látható porgyűrűt a Spitzer-űrtávcső is lefényképezte, ez látható a fenti képen. A por hideg, ezért a Wien-törvény értelmében a sugárzási maximuma – a csillagoktól felvett hő visszasugárzása – az infravörösbe esik. Ezért fényes a láthatóban sötét porsáv infravörösben.

A Sombrero-becenevet arról kapta, hogy vizuálisan mexikói kalapnak (szombrérónak) látszik a porsávja miatt.

A porsáv valószínűleg az M104 molekuláris gázanyagának legnagyobb részét magában foglalja. Jobbára atomos hidrogénből és porból áll. A spektroszkópiai észlelések szerint ebben a porgyűrűben – ami vizuálisan csak sávnak látszik – keletkeznek ma is a Sombrero-galaxis újonnan született csillagai.

A John Kormendy amerikai csillagász által vezetett kutatócsoport az 1990-es években egy kb. egymilliárd naptömegű nagyon nagy tömegű fekete lyuk létezésére talált bizonyítékot, ami az M104 centrumában foglal helyet. A legközelebbi galaxisokban ez majdnem a legnagyobb ismert központi fekete lyuk. Másik érdekessége a Sombreronak, hogy 1200-2000 gömbhalmaza is lehet – a Tejútrendszernek mindössze 200 körüli van.

2006-ban 850 mikrométeren érkező sugárzást fogtak ebből a galaxisból. Eredetét kutatva megállapították, hogy nem a galaxisbeli porból jön (ami egyébként infravörösben és szubmilliméteres hullámhosszakon átlagos lenne), nem is molekuláris gázból, és nem is gyorsan mozgó gázmolekulák lefékeződéséből. Ennek a terahertzes sugárzásnak az eredet egyelőre nincs megmagyarázva.

Az M104 a Virgo-galaxishalmaz tagja. Néhány közeli galaxissal kisebb alcsoportot alkot (NGC 4487, 4504, 4802, UGCA 289, és más kisebb galaxisok). Természetesen az egy vitatható kérdés, hogy egy gazdag galaxishalmazon belül ki hogy definiálja, mi alkot egy alcsoportot, mennyire közel kell lenniük egymáshoz a tagoknak.

Az M104 11,5 fokkal van délebbre, mint a Spica, így Magyarországról sosem emelkedik nagyon magasra, mégis könnyen látható tőlünk. Már 7×35-ös binokulárral is látható fénypamacsa. Nagyobb távcsövekkel nagyobbnak látszik, 10 cm feletti műszerekkel előtűnik a központi dudor az elnyúlt alakból, de legalább 25 cm-es kell a porsáv érzékeléséhez.

A fenti kép montázs: a porgyűrűről és egyéb jellegzetességekről  tehát a Spitzer űrtávcső alkotta az objektumról az egyik képet infravörös tartományban. Erre rámásolták a Hubble Űrtávcső optikai (látható) tartományban készített M104 képét. A 28 millió fényévre lévő M104 meglepően kicsi, csak 50 ezer fényév átmérőjű – a mi Tejútrendszerünk legalább 100 000 fényéves méretet mutat.