W sierpniu 2024 roku zostało opublikowane zdjęcie galaktyki Messier 106 zrobione przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST; po prawej). Dla porównania zaprezentowano również zdjęcia tej galaktyki z teleskopu naziemnego (po lewej) oraz Kosmicznego Teleskopu Hubble’a (HST; w środku).
Ta galaktyka została odkryta w 1781 roku przez Pierre’a Méchaina – asystenta słynnego astronoma Charlesa Messiera – i nosi oznaczenie-nazwę Messier 106 (M106) oraz NGC 4258. Nie dodano jej jednak do pierwszej wersji katalogu Messiera opublikowanego w 1774 roku. Została dołączona do tego katalogu dopiero w XX wieku wraz z sześcioma innymi obiektami.
Galaktyka M106 jest galaktyką spiralną z naszego galaktycznego sąsiedztwa (odległość – ok. 23 miliony lat świetlnych) widoczną w gwiazdozbiorze Psów Gończych. Jest jedną z najjaśniejszych i najbliższych galaktyk spiralnych, w której zaobserwowano supernowe w latach 1981 i 2014. M106 jest podobnej jasności i wielkości, jak Galaktyka Andromedy (Messier 31). Rozciąga się na ok. 135 tysięcy lat świetlnych, ale dla obserwatora na Ziemi ma rozmiary kątowe 18,6’ × 7,2’ (dla porównania średnica tarczy Księżyca to ok. 30’).
Pomimo spokojnego wyglądu galaktykę M106 posiada niezwykle energetycznego lokatora. W centrum rezyduje bardzo aktywna supermasywna czarna dziura o masie ok. 40 milionów mas Słońca. Dla porównania: supermasywna czarna dziura w centrum naszej Drogi Mlecznej Sagittarius A* jest około 10 razy lżejsza (ok. 4,3 milionów mas słońca), a jej promień to około 30 sekund świetlnych (ok. 13 razy promień Słońca).
Sagittariusa A* tylko okazyjnie pochłania strugi materii gazowej, które powstały w wyniku rozerwania pływowego TDE (tidal disruption event) ciał niebieskich takich jak np. gwiazdy, brązowe karły lub planety. Natomiast „behemot” w centrum M106 cały czas aktywnie pochłania materię gazową. Gaz porusza się po spirali w kierunku czarnej dziury, nagrzewa się i emituje silne promieniowanie elektromagnetyczne.
Część tej emisji w centrum M106 jest wytwarzana podczas zjawiska zwanego maserem (microwave amplification by a stimulated emission of radiation), który jest procesem podobnym jak ten zachodzący w laserach (wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania). Jest to źródło silnego promieniowania w zakresie mikrofalowym, czyli o długościach fali większych niż światło widzialne. Inną różnicą jest to, że masery kosmiczne świecą we wszystkich kierunkach, a używane przez nas lasery wytwarzają wąskie wiązki światła.
Na ilustracji: Zdjęcie centralnego obszaru galaktyki spiralnej Messier 106 (M106) w bliskiej podczerwieni (długość fali: 1,62–4,66 μm; pole widzenia 3,85’ × 4,88’) uzyskane na podstawie obserwacji z JWST i NIRCam. Jądro tej galaktyki jest małym, jasnym punktem emitującym niebieskawo-białe światło. Białe światło jest rozproszone i można przez nie dostrzec wiele punktowych gwiazd w tej galaktyce (a nawet galaktyk tła). Ramiona spiralne M106 widać jako szerokie, wirujące smugi świecącego w kolorze czerwonym i pomarańczowym wypełnione gazem i pyłem. Dwa dodatkowe, nietypowe ramiona galaktyczne są widoczne na zielono. Źródło: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Glenn
Powyższe zdjęcie galaktyki M106 zarejestrowane przez JWST za pomocą kamery Near-Infrared Camera (NIRCam) przedstawia jasny obszar centralny z aktywnym jądrem galaktycznym. Jest on zdominowany przez promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez pył i gaz, które stopniowo opadają na czarną dziurę w procesie zwanym akrecją. Obszary o barwie niebieskiej odpowiadają lokalizacji gwiazd w centralnych rejonach M106, a te o barwie pomarańczowej wskazują na pył o wyższej temperaturze. Natomiast chłodniejszy pył przedstawiono w różnych odcieniach czerwieni (szczególnie wyrazistych w niektórych obszarach tej galaktyki). Różny rozkład materii gazowej w pobliżu jądra galaktyki podkreślono odcieniami barw takich jak turkusowa, zielona i żółta.
Oprócz silnych emisji mikrofalowych z jądra galaktyka M106 ma jeszcze jedną zaskakującą cechę – wydaje się, że posiada cztery ramiona spiralne zamiast dwóch. Dodatkowa para nietypowych ramion galaktycznych jest bardzo dobrze widoczna w zakresie rentgenowskim i radiowym (patrz ostatnia ilustracja niniejszego materiału). Jest raczej słabo widoczna w świetle widzialnym – np. jako smugi gazu (patrz poniższe zdjęcie uzyskane za pomocą 4-metrowego teleskopu Nicholasa U. Mayalla w Kitt Peak National Observatory w Arizonie.
Na powyższym zdjęciu M106 z JWST dodatkowe, nietypowe ramiona galaktyczne są widoczne na zielono. Natomiast szerokie, wirujące pasma gazu i pyłu świecącego na czerwono i pomarańczowo reprezentują ramiona spiralne wypełnione gwiazdami. Astronomowie sądzą, że dodatkowe ramiona są rezultatem intensywnej aktywności supermasywnej czarnej dziury i zostały uformowane przez wypływającą materię wyrzucaną z ekstremalne turbulentnego otoczenia czarnej dziury (zjawisko analogiczne do fal morskich rozbijających się o skałę w pobliżu brzegu).
Na ilustracji: Opublikowane w 2013 roku zdjęcie galaktyki spiralnej Messier 106 (M106) w zakresie widzialnym (długość fali: 0,435–0,814 μm; pole widzenia 6,59’ × 5,15’) opracowane na podstawie obserwacji za pomocą HST oraz dodatkowych obserwacji uzupełniających miłośników astronomii Roberta Gendlera i Jaya GaBany’a z użyciem amatorskich teleskopów o aperturach 12,5” i 20” pod ciemnym niebem Nowego Meksyku. Źródło: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), and R. Gendler (for the Hubble Heritage Team). Acknowledgment: J. GaBany
Na ilustracji: Zdjęcie galaktyki spiralnej Messier 106 (M106) w zakresie widzialnym, opracowane na podstawie obserwacji z 4-metrowego teleskopu Nicholasa U. Mayalla w Kitt Peak National Observatory. M106 towarzyszy para karłowatych galaktyk – nieregularna galaktyka NGC 4248 (na dole po prawej) i UGC 7358 (przy lewym brzegu zdjęcia mniej więcej w połowie wysokości). Źródło: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA
Na ilustracji: U góry – połączony widok z 2007 roku (pole widzenia: 9,2’ × 7,5’) z teleskopów naziemnych i kosmicznych, którego celem jest wyeksponowanie nietypowych ramion w galaktyce Messier 106. Jasne jądro galaktyki oraz zapełnione młodymi, jasnymi gwiazdami normalne ramiona spiralne są pokazane w kolorze złotym (światło widzialne) oraz czerwonym (promieniowanie podczerwone). Natomiast dwa nietypowe ramiona najlepiej widać w zakresie radiowym (kolor fioletowy) i rentgenowskim (kolor niebieski).
Na dole – widok nietypowych ramion w galaktyce Messier 106 uzyskany tylko na podstawie obserwacji rentgenowskich z satelity Chandra.
Źródło: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Maryland/A.S. Wilson et al.; Optical: Pal.Obs. DSS; IR: NASA/JPL-Caltech; VLA: NRAO/AUI/NSF
Opracowanie: Ryszard Biernikowicz
Więcej informacji:
• Messier 106 viewed by Hubble and Webb
• The hidden intricacies of Messier 106
• James Webb Telescope Unveils Hidden Details of Neighboring Galaxy M 106
• A spiral galaxy with a secret
• Striking new image of the stately spiral galaxy taken with the Nicholas U. Mayall 4-meter Telescope
• NGC 4258: Mysterious Arms Revealed
Źródło: ESA/Webb, NASA & CSA
Na ilustracji: Trzy zdjęcia galaktyki Messier 106 (M106 / NGC 4258). Obraz po lewej przedstawia M106 sfotografowaną przez teleskop naziemny w zakresie widzialnym (obserwatorium KPNO), zaś obraz w środku oraz po prawej – centralną część M106 sfotografowaną z nadzwyczajną szczegółowością odpowiednio przez HST (zakres widzialny) oraz JWST (bliska podczerwień). Jest to galaktyka spiralna z naszego galaktycznego sąsiedztwa (odległość ok. 23 miliony lat świetlnych) widoczna w gwiazdozbiorze Psów Gończych – to jedna z najjaśniejszych i najbliższych galaktyk spiralnych, w której zaobserwowano supernowe w latach 1981 i 2014.
Źródło: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Glenn, KPNO/NOIRLab/NSF/AURA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), R. Gendler, M.T. Patterso, T.A. Rector, D. de Martin & M. Zamani
