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室女A星系

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M 87
星系 星系表
M87 jet.jpg
觀測資料
(曆元 J2000)
星座 室女座
赤經 12h 30m 49.4s[1]
赤緯 +12° 23′ 28″[1]
紅位移 1307 ± 7 公里/秒[1]
 距離 52 ± 4 Mly (16.1 ± 1.2 Mpc)(M=百萬)[2]
分類 E0 pec[1]
視直徑 (V) 8′.3 × 6′.6[1]
視星等 (V) 9.6[1]
附註 來自核心的噴流
其他名稱
室女A[1] NGC 4486,[1] UGC 7654,[1] PGC 41316,[1]
VCC 1316,[1] 阿普 152[1]

梅西爾87(也稱為M87室女ANGC 4486)是一個巨大的橢圓星系,距離地球約5千萬光年,是在室女座北部最大最亮的星系[3]。星系有一個備受注意的活躍星系核,在多個頻率上發射出強烈的電磁波,特別是電波波段[4]。因為它是我們鄰近宇宙最大的巨大橢圓星系之一,因此也成為廣為人知,又備受業餘天文學家和專業天文學者觀測和研究的目標。1997年在德國Ringberg曾以「電波星系M87」為主題舉辦一次學術專門討論會,20年後的2016年,為慶祝「宇宙噴流發現百週年」,天文學家再度會集於臺灣臺北,擴大討論黑洞、噴流、宇宙學相關領域最新研究進展[5]

球狀星團[编辑]

據2006年量測,距離核心25′處,估計有12,000± 800個球狀星團環繞著M87 [6]。與銀河系有150-200個環繞的球狀星團相比,M87有著異常大量的球狀星團成員(可能是已知有最多星團環繞的星系)。以球狀星團數量分布推論估計在M87核心32,000秒差距範圍內的質量約是2.6 ± 0.3 ×1012M[7]

噴流[编辑]

在1918年,利克天文台的天文學家希伯·柯蒂斯首度發現來自M87的物質噴流,被描述為"古怪的直線光束"。這道由黑洞造成的噴流自M87核心向外延伸至少5,000光年,事實上,精確而言,噴流的來源位置是圍繞著M87核心快速旋轉的氣體盤(即其吸積盤)。在1994年時,天文學家認為M87星系核心的超大質量黑洞大約30億個太陽質量(3×109M)。

2009年,美國天文物理學家蓋哈特(Karl Gebhardt)與德國研究夥伴托馬斯(Jens Thomas)在美國加州巴沙迪納的「美國天文學會」(American Astronomical Society)會議發表:位於M87星系(Messier 87 Galaxy)中心的黑洞質量是64億個太陽質量(6.4×109M),兩學者之發現係借助德州大學(University of Texas)「德州先進運算中心」(Texas Advanced Computing Center)使用5,000個運算節點的7,500個CPU小時,大量模擬計算恆星軌道資料庫而得。

2011年,蓋哈特等天文學家使用夏威夷毛納基峰上的 Gemini望遠鏡觀測資料,計算得知M87中心黑洞質量為66億太陽質量[8],這使M87中心黑洞成為當時所知的質量最大黑洞,也成為數十年內人類可望真正“看到”黑洞的頭號最佳人選(因其與地球距離為5千萬光年,相對較近)。天文學家一直仍在努力取得黑洞存在的"直接"證據,計畫用「特長基線干涉」法,在次毫米波段,相連遍佈世界三大洲之許多天文望遠鏡成一巨大望遠鏡,如此則黑洞的事件視界成像力將因而提升,藉環繞M87中心黑洞周圍的一圈明亮氣體盤為其底色映襯,望遠鏡可望拍下黑洞之事件視界完全不發光的陰影(黑洞存在的直接證據)[9][10]。由臺灣中央研究院天文及天文物理研究所主導的格陵蘭望遠鏡(Greenland Telescope)計畫,首要目標就是對黑洞剪影的觀測,可印證黑洞存在,並了解其周圍的物理環境。

M87也被發現是強烈的X-射線源,是鄰近宇宙最值得研究的電波星系

超光速運動[编辑]

哈伯太空望遠鏡於1999年拍攝的圖片中,測出M87噴流的運動速度是光速的4-6倍。這種運動被認為是相對論於速度的一種視覺上的結果,並不是真正的超光速運動。然而,偵測到這樣的運動支持類星體的理論,蠍虎座BL型天體電波星系也有相同的現像,通常認為這是從不同的透視點觀察活躍星系核所見到的現像[11]

X-射線發射圈和環[编辑]

錢卓望遠鏡的觀測顯示M87輻射出熱X-射線的氣體圈和環,這些圈和環是滲入星系團和環繞著M87的氣體因壓力波而引起的。壓力波則是由超重質量黑洞噴流拋出物質的速率變化造成的。圈的分佈建議大約每600萬年發生一次小的爆發,有一個環繞著黑洞,直徑85,000光年的激震波環是由一次主要的噴發所造成。其他被觀察到的明顯特徵還有長達10萬光年,散發出X-射線的狹窄細絲,和在7000萬年前爆發的熱氣體中的一個巨大空洞。規律的爆發阻礙了大量氣體的儲存和冷卻成為恆星,暗示著M87的演化受到的嚴重的影響,使它不能成為巨大的螺旋星系

觀測也暗示著聲波的出現:較小的爆發發出比中央C低56個八度音的聲音,主要的爆發則產生比中央C低58-59個八度音的聲音[12]

伽瑪射線發射[编辑]

M87也是一個非常良好的伽瑪射線γ射線源,伽瑪射線是電磁波頻譜中能量最高的,能量是可見光的百萬倍。從1990年的後期就觀測到γ射線,但到最近才使用HESS契倫可夫望遠鏡觀測。科學家測量到來自M87的γ射線有如潮汐般的變動,並且發現只要幾天就會變動一次。

M87中心的超大質量黑洞,約有66億太陽的質量,其黑洞事件視界的角直徑為8μas[13],或為「海王星軌道的4倍」[14]

相關條目[编辑]

  • NGC 1316:在中心有超重質量黑洞的相似星系。
  • "新地球":在影集異世奇人2006年的劇情中,存在於M87內的一顆行星。

外部連結[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 NASA/IPAC Extragalactic Database. Results for NGC 4486. [2006-10-22]. 
  2. ^ J. L. Tonry, A. Dressler, J. P. Blakeslee, E. A. Ajhar, A. B. Fletcher, G. A. Luppino, M. R. Metzger, C. B. Moore. The SBF Survey of Galaxy Distances. IV. SBF Magnitudes, Colors, and Distances. Astrophysical Journal. 2001, 546 (2): 681–693. 
  3. ^ B. Binggeli, Bruno, G. A. Tammann, and A. Sandage, Astron. J. 94, 251 (1987).
  4. ^ W. Baade, R. Minkowski. On the Identification of Radio Sources. Astrophysical Journal. 1954, 119: 215–231. 
  5. ^ Towards the 100th Anniversary of the Discovery of Cosmic Jets. Academia Sinica, Institute of Astronomy & Astrophysics. [2016-04-14]. 
  6. ^ Tamura, Naoyuki; Sharples, Ray M.; Arimoto, Nobuo; Onodera, Masato; Ohta, Kouji; Yamada, Yoshihiko. A Subaru/Suprime-Cam wide-field survey of globular cluster populations around M87 - I. Observation, data analysis and luminosity function. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2006,. Online Early. 
  7. ^ Wu, Xiaoan; Tremaine, Scott. Deriving the Mass Distribution of M87 from Globular Clusters. The Astrophysical Journal. 2006, 643 (1): 210–221. 
  8. ^ Karl Gebhardt et. al. THE BLACK HOLE MASS IN M87 FROM GEMINI/NIFS ADAPTIVE OPTICS OBSERVATIONS. The Astrophysical Journal. 
  9. ^ Astronomers 'Weigh' Heaviest Known Black Hole in our Cosmic Neighborhood. Gemini Observatory/McDonald Observatory Press Release. January 14, 2011 [April 14, 2016]. 
  10. ^ ASIAA, GLT Team. 格陵蘭望遠鏡*與次毫米波特長基線干涉儀計畫. Academia Sinica, Institute of Astronomy and Astrophysics. [April 14, 2016]. 
  11. ^ J. A. Biretta, W. B. Sparks, and F. Macchetto, Astrophys. J. 520, 621 (1999).; John Biretta. Hubble detects faster-than-light motion in Galaxy M87. Baltimore, Maryland: Space Telecsope Science Institute. 1999-01-06. 
  12. ^ "Chandra Reviews Black Hole Musical: Epic But Off-Key", October 2006
  13. ^ 卜宏毅. 格陵蘭望遠鏡計畫 (PDF). 臺北市立天文館. 2015/8 [2016-04-14]. 
  14. ^ 张梦然. 科学家确认人类观测史上最大最重黑洞. 科学日报. 2011-01-18 [2011-01-18].