Messier 87 (M87, NGC 4486) — елиптична галактика с първата снимка на черна дупка

Messier 87 (известна също като M87, Virgo A или NGC 4486) е свръхгигантска елиптична галактика, една от най-изследваните и емблематични галактики в близката Вселена. Открита е през 1781 г. от френския астроном Шарл Месие, който я каталогизира като мъглявина. M87 е ярка централна галактика в куп на Дева, намираща се на разстояние приблизително 16,4 милиона парсека (≈53,5 милиона светлинни години) от Земята. Разположението ѝ в центъра на купа Дева я прави дом на огромна система от спътници и звезди, а самата тя влияе динамично върху околната среда на купа Дева.

Обща морфология и характеристики

За разлика от спиралните галактики с форма на диск, Messier 87 няма видими спирални структури или прашни ивици; нейният светлинен профил е плавно намаляващ и галактиката има почти сферична, елипсовидна форма. M87 е класически пример за гигантска елиптична (често класифицирана като cD) галактика — съставена предимно от възрастни звезди, с относително малко междузвезден газ и прах и с ниска сегашна звездообразуваща активност. Нейната видима яркост намалява с отдалечаването от центъра, което е типично за елиптичните галактики.

Свръхмасивната черна дупка и изображението от Event Horizon Telescope

В центъра на M87 се намира мощна и много масивна свръхмасивна черна дупка, която е източник на силна активност и широк диапазон електромагнитно излъчване. Тази черна дупка е първата, за която астрономите успяха да получат директно изображение. Наблюденията бяха извършени от международния проект Event Horizon Telescope (EHT) през 2017 г. и резултатът беше публикуван на 10 април 2019 г. На това радиоизображение се вижда сянката на черната дупка, заобиколена от ярък емисионен пръстен с диаметър ~3,36×10-3 парсека (≈0,0110 светлинни години). Радионаблюденията на EHT бяха направени при дължина на вълната ~1,3 mm (≈230 GHz), а ъгловият диаметър на структурата е от порядъка на десетки микроарсекунди (≈40–42 μas), което на разстоянието на M87 съответства на няколкостотин до около 700 астрономически единици. Анализът на данните от EHT доведе до оценка за масата на черната дупка от порядъка на ≈6,5 милиарда слънчеви маси (≈6,5×10^9 M☉), с относителна несигурност в рамките на няколко десетки процента.

Активност, лъчение и джет

M87 е силен източник на лъчение с много дължини на вълните, особено на радиовълни, и е известна под радионазванието Virgo A. От централната черна дупка излиза мощна, колимирана струя плазма, която се движи с релативистични скорости. Тази струя често се описва в литературата чрез терминология, свързана с активните галактични ядра и джетове; самата галактика не е типичен блазар (блазърите са джет-активни галактики, чиито струи са насочени почти директно към наблюдателя), а по-скоро мощна радио галактика от клас FR I. Скоростите в струята са много високи — близки до тази на светлината — и на по-големи разстояния струята се простира най-малко до ≈1500 парсека (≈5000 светлинни години). Наблюденията с космическия телескоп Хъбъл откриха явление на видимо „свръхсветлинно“ движение (apparent superluminal motion) в отделни структури на струята — до около четири до шест пъти по-голяма видима скорост от тази на светлината — което се обяснява като оптична илюзия, резултат от почти релативистичната скорост и ъгъла на наблюдение.

Околна среда и сателити

M87 е централна галактика на своя куп и притежава много голяма популация от глобуларни звездни купове — порядък от десетки хиляди (оценките варират, често около 10 000–15 000), което е далеч повече от типичните галактики като Млечния път. Това е знак за интензивна ранна история на сливане и натрупване на маса в ранните етапи на формиране. Големите елиптични галактики като M87 също често имат обширни атмосфери от горещ йонизиран газ, видими в рентгенов диапазон, които взаимодействат с джета и с околния междугалактичен газ в купа Дева.

Защо M87 привлича вниманието

• Първо директно изображение на хоризонта на събитията: EHT образът от 2019 г. е научен пробив, даващ пряк поглед към регионите непосредствено около черната дупка.
• Ярък и дълъг джет: струята на M87 е подходящо лабораторно място за изучаване на акреция, релативистични потоци и взаимодействие с междупланетната среда.
• Ключов обект за изследване на еволюцията на галактиките: като масивна централна галактика в куп, M87 предоставя информация за процесите на сливане, натрупване на маса и формирането на глобуларни купове.

Messier 87 остава един от най-важните обекти в съвременната астрофизика — както за теоретичните модели на свръхмасивни черни дупки и релативистични джетове, така и за наблюдателните техники от радиовълнови до оптически и рентгенови дължини на вълните.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява Месие 87?

В: Кога е открита?

В: На какво разстояние от Земята се намира?

В: Как изглежда?

В: Какво може да се открие в нейното ядро?

В: Какво изображение е направено от телескопа Event Horizon през 2017 г.?

Въпрос: С каква скорост се движи струята ѝ?

Търсене по буква