М101
Галактика Вертушка
Степень сложности: 3(5)
Минимальная апертура: 50 мм.
Обозначение: NGC 5457
Тип: Галактика
Класс: Sc
Расстояние: 21.8 млн с.л. (H2000)
24.1 млн с.л. (2006)
23.5 млн с.л. (2001)
21.9 млн с.л. (Cepheids, 1996)
Размер: 184 000 с.л.
Созвездие: Большая Медведица
Прямое восхождение: 14h 3.2min
Склонение: +54° 21'
Звёздная величина: 7,7
Поверхностная яркость: 23.7 mag/arcsec2
Видимый диаметр:28,8'х26,9'
Первооткрыватель: Мешен, 1781
История
М101 была открыта 27 марта 1781 года Пьером Мешеном. Он описал новую находку как: «Туманность без звезды, очень туманная и довольно большая, от 6' до 7' в диаметре.» Эта галактика была обнаружена незадолго до выхода в печать окончательной версии каталога Мессье. В последнюю минуту M101 попала в приложение каталога, вместе с ещё двумя объектами, найденными Мешеном той ночью (M102 и M103).
14 апреля 1789 года, Уильям Гершель наблюдал М101 и обнаружил в её сиянии три туманных пятна. Сейчас они известны как NGC 5461, 5462 и 5447. Уильям Смит был очень вдохновлён этим объектом, хотя и заблуждался относительно его природы, когда писал в 1830-х годах: «Это одна из тех шаровых туманностей, которые, по-видимому, образованы обширным скоплением звёзд, а не массой рассеянной светящейся материи, и хотя идея высокой плотности вещества имеет место быть, всё же низкая яркость говорит о её немыслимом расстоянии и вероятной дискретности.» Лорд Росс, наконец, заметил и нарисовал спиральную структуру М101 с её узлами, и измерил диаметр в 14'.
Для Д'Арре, имевшего в своём распоряжении гораздо меньший телескоп, эта галактика выглядела совсем по-другому: «Внешний край очень слаб и трудно воспринимаем. Туманность не совсем круглая, её ядро рассеянное. Это сложный объект с двумя центрами, связанными друг с другом, однако это нелегко распознать.»
У Кёртиса в 1918 году были хорошие фотографии, характеризующие М101: «Эта необычайно красивая спираль имеет около 16' в диаметре. Присутствует почти звёздное ядро, с двумя яркими конденсациями очень близко, которые формирут трехъядерный вид. На открытых завитках видны множественные звёздные конденсации. 5449, 5450, 5451, 5453, 5455, 5458, 5461, 5462, это просто более яркие узлы в большой туманности.»
Астрофизика
M 101 - это хрестоматийный пример спирали «высшего замысла» типа Sc, которую мы наблюдаем анфас и которая находится в два раза ближе скопления галактик Девы (см. M99). Только внимательное рассмотрение обнаруживает некоторую асимметрию; это говорит о том, что ядро кажется немного смещённым относительно геометрического центра. Арп охарактеризовал M101 как «спираль с одним тяжёлым рукавом» и включил её в свой список взаимодействующих галактик под номером 26.
Эти взаимодействия происходят с ближайшими галактиками-компаньонами NGC 5477, NGC 5474 и Holmberg IV. Близкие встречи вызывают деформации спиральных рукавов и инициируют новые области звездообразования. Другими менее близкими членами группы галактик M101 являются NGC 5204, NGC 5238 и UGC 8882, UGC 8837 и UGC 9405. Кроме того, в конце северного спирального рукава M101 есть небольшая безымянная галактика, которая, вероятно, является фоновым объектом.
М101 является важным объектом при калибровке и сравнении различных методов и индикаторов расстояний. В 1995 году космический телескоп имени Хаббла обнаружил несколько цефеид, на основании данных от которых было получено расстояние в 24 миллиона световых лет. Данные Hipparcos предполагают, что расстояние до галактики составляет 27 миллиона световых лет, а недавняя повторная калибровка цефеид исправила данные Хаббла до 22 миллионов световых лет. Даже это наименьшее значение расстояния для М101 дает очень большой физический диаметр в 184 000 световых лет - почти вдвое больше, чем наш Млечный Путь!
Вдоль спиральных рукавов выделяются многочисленные голубоватые пятна с активным звездообразованием и красные области HII. Десять из этих узлов получили индивидуальные обозначения NGC (5447, 5449, 5450, 5451, 5453, 5455, 5458, 5461, 5462 и 5471). Некоторые из этих узлов содержат массу более 10 миллионов Солнц и конкурируют с массами карликовых галактик. В 1990 году, Ходж каталогизировал 1264 области HII в M101, а Юрчевич с коллегами (2007) обнаружили 3000, вероятно, молодых рассеянных скоплений вдоль спиральных рукавов.
На данный момент в M101 наблюдались три сверхновые. SN 1909A была открыта 26 января 1909 года Максом Вольфом в Гейдельбергской обсерватории (Германия) и достигла звёздной величины 12,1. SN 1951H последовала за ней в сентябре 1951 года с величиной всего 17,5 m., а SN 1970G достигла 11,5 звёздной величины 30 января 1970 года. Однако многие наблюдатели были введены в заблуждение звездой переднего плана 12,5 звёздной величины, всего в 1,2' севернее от ядра галактики, которая действительно находится в нужном месте и имеет ту же яркость, чтобы быть принятой за сверхновую.
Наблюдения
M 101 - третья по величине галактика из каталога Мессье на небе. Это уже очевидно в бинокль 10х50, который показывает M101 как туманность без ядра. Даже наблюдение невооруженным глазом может быть возможным, но о таких наблюдениях пока не сообщалось.
Небольшой рефрактор показывает M101, как бледное овальное пятно с ярким ядром без какой-либо структуры. Под тёмным небом огромные размеры этой галактики достигают 2/3 лунного диска.
120-миллиметровый рефрактор показывает самые яркие звёздные облака и туманности в M101. Совместное пятно NGC 5447 и NGC 5450 выглядит удлиненным, NGC 5455 звездообразным на бледном фоне, а NGC 5461 и 5462 видны как небольшие пятна. Они указывают на очертания юго-западного спирального рукава.
С 350 миллиметровой апертурой, M101 приобрел столько деталей, что для записи всего этого потребуется целая ночь. Спиральный узор остается слабым и лучше всего выглядит как цепочка узлов, а не четко очерченных рукавов. Восточный спиральный рукав делает полный оборот вокруг галактики. Он начинается в 10' к северо-востоку от ядра, в H 1216 (Ходж, 1990), которое выглядит почти звездообразным, но очень тусклым. Близлежащая NGC 5471 очень похожа на звезду 13,7 звёздной величины. Рукав здесь представляет собой слабое свечение, которое достигает NGC 5462, овальной, комковатой туманности длиной 1' и магнитудой 14,0 m.. Далее по направлению к ядру находится NGC 5461, которое немного меньше, чем NGC 5462, но видна лучше. Оба этих объекта NGC лучше видны при использовании узкополосных фильтров. Отсюда спиральный рукав расширяется и расщепляется: его южная часть отмечена звездообразным HK 60 и изогнутым пятном NGC 5458, где он поворачивает на север. Северная часть кажется испещренной пятнами HK 103. Спиральный рукав соединяется к юго-западу от ядра галактики, проходит его на западе и ведет к HK 309/314, которое выглядит звездообразным объектов. После очередного поворота здесь рукав сливается с более яркой центральной областью, рядом находится звезда переднего плана 12-ой звёздной величины.
Южный спиральный рукав совершает всего пол-оборота. Она начинается с NGC 5455, магнитудой 15,0 m., очень компактной и практически звездообразной. Далее идет HK 371, также похожая на звезду, а затем слегка размытое пятно NGC 5453. Дальше севернее есть две слабые звезды переднего плана и спиральный рукав теперь поворачивает на восток, затем на юг, и наконец, сливается с центральной областью, к востоку от ядра.
Западный спиральный рукав в средней части довольно слабый. Его начало отмечено NGC 5447 и NGC 5450, которые являются крупнейшей супер-ассоциацией в M101 с неравномерно сужающейся структурой, указывающей на юг, и слабой звездой на северном краю. Это пятно разделено примерно посередине тёмной полосой, которая разделяет два объекта NGC, а NGC 5450 находится южнее. Далее, HK 461/465 кажутся маленькими и слабыми. К северу от них находится NGC 5449, которое на фотографиях отчетливо разделено на два узла, но представляет собой овальное пятно в 350 мм. телескоп. NGC 5451 небольшая и слегка удлиненная. Спиральный рукав становится невидимым дальше на север, но продолжается далее от центра галактики, где он поворачивает на юг и становится шире и ярче. HK 70 проявляется исключительно звездообразным. Спиральный рукав теперь отмечает свою южную точку поворота и сливается со светлой центральной областью, недалеко от восточного рукава.
Глубокие фотоснимки демонстрируют ещё большую структуру, а галактика растягивается на 25'.
1. М101. Галактика Вертушка испещрена красными областями HII, самые яркие из которых имеют собственные номера NGC. Жозеф Пёпсел.
2. Негатив М101 с обозначениями объектов.
