Um aniversário de Herschel - NGC 891 por Ken Crawford

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Nesta noite - 6 de outubro - em 1784, Sir William Herschel estava ocupado na ocular de seu telescópio com uma nova galáxia que ele acabara de descobrir. Herschel o marcou em seu quinto catálogo como descoberta 19, mas quando se empolgou ao falar sobre as descobertas de sua irmã Caroline, ele cometeu um erro. Vamos aprender…

Embora William Herschel tenha confundido mais tarde o NGC 891 com a descoberta independente de Caroline do NGC 205 (M110), você pode entender como a equipe de astronomia irmão / irmã pode honestamente cometer um erro. Nas palavras de Caroline Herschel; “Eu conhecia muito pouco o céu real para poder apontar todos os objetos para encontrá-los novamente sem perder muito tempo consultando o Atlas. Mas todos esses problemas foram removidos quando eu sabia que meu irmão não estava muito longe fazendo observações com seus vários instrumentos sobre estrelas duplas, planetas etc., e eu poderia ter sua assistência imediatamente quando encontrasse uma nebulosa ou aglomerado de estrelas, dos quais pretendia dar um catálogo; mas no final de 1783 eu tinha apenas catorze anos, quando minha varredura foi interrompida ao ser contratada para escrever as observações de meu irmão com os seis metros. "

Curiosamente, o erro de Herschel foi perpetuado pelo almirante William Henry Smyth - que, quando se aposentou da Marinha Real, passou seu tempo em seu observatório particular equipado com um refrator de 15 cm. Lá, ele observou uma variedade de objetos do céu profundo, incluindo estrelas duplas, aglomerados e nebulosas, e manteve registros cuidadosos de suas observações, publicando seu trabalho como o "Ciclo de Objetos Celestes" - incluindo o erro de Herschel. Mas no final, realmente importa o que Herschel descobriu? É o que está por aí que conta ...

Localizado a cerca de trinta milhões de anos-luz de distância no Super Cluster Local, o NGC 891 é envolvido por uma auréola fria e gasosa. De acordo com Tom Oosterloo (et al); “As observações HI estão entre as mais profundas já realizadas em uma galáxia externa. Eles revelam um enorme halo gasoso, muito mais extenso do que o visto anteriormente e contendo quase 30% do HI. Este halo HI mostra estruturas em várias escalas. Por um lado, há um filamento que se estende (em projeção) até 22 kpc verticalmente do disco. Pequenas nuvens halo, algumas com velocidades proibidas (aparentemente contra-rotativas), também são detectadas. A cinemática geral do gás halo é caracterizada pelo atraso na rotação diferencial em relação à do disco. O atraso, mais pronunciado em pequenos raios, aumenta com a altura do avião. Há evidências de que uma fração significativa do halo se deve a uma fonte galáctica. A acreção do espaço intergalático também pode desempenhar um papel na construção do halo e no fornecimento de material de baixo momento angular necessário para explicar o atraso de rotação observado. O longo filamento HI e as nuvens contra-rotativas podem ser evidências diretas de tal acréscimo. ”

Acreção? Acréscimo de onde? O NGC 891 está coletando material de outro lugar? Aparentemente sim. De acordo com o trabalho de Mapelli (et al): “Sabe-se há muito tempo que uma grande fração de galáxias de disco é desigual. Simulamos três mecanismos diferentes que podem induzir a desequilíbrio: interações de sobrevôo, acúmulo de gases de filamentos cosmológicos e pressão de aríete do meio intergalático. Comparando as morfologias, espectro HI, cinemática e m = 1 componentes de Fourier, descobrimos que todos esses mecanismos podem induzir desequilíbrio nas galáxias, embora em graus diferentes e com consequências observáveis. A escala de tempo durante a qual a desequilíbrio persiste sugere que os flybys podem contribuir para ~ 20% das galáxias desequilibradas. Concentramos nossa comparação detalhada no caso da NGC 891, uma galáxia inclinada e de ponta com um companheiro próximo (UGC 1807). Descobrimos que as principais propriedades do NGC 891 (morfologia, espectro HI, curva de rotação, existência de um filamento gasoso apontando para o UGC 1807) favorecem um evento de sobrevôo para a origem de desequilíbrio nesta galáxia. ”

Ah ha! Portanto, temos uma galáxia companheira próxima. Aprendemos recentemente que a combinação de galáxias produz atividade de explosão estelar e o caso também é verdadeiro no NGC 891. Estudos realizados em junho de 2008 indicam atividade de explosão estelar com base na resistência das características do hidrocarboneto aromático policíclico (HAP). E onde estão esses PAHs? Por que, no halo, é claro. De acordo com o trabalho de Rand (et al): “Apresentamos a espectroscopia de infravermelho do Telescópio Espacial Spitzer em uma posição de disco e duas posições a uma altura de 1 kpc do disco na espiral de borda NGC 891, com o objetivo principal de estudar ionização de halo. Nosso principal resultado é que a razão [Ne III] / [Ne II], que fornece uma medida da dureza do espectro ionizante livre dos principais problemas que afetam as taxas de linhas ópticas, é aprimorada nos pontos extraplanares em relação ao apontamento do disco. Usando um código 2D de fotoionização baseado em Monte Carlo que explica os efeitos do endurecimento do campo de radiação, descobrimos que essa tendência não pode ser reproduzida por nenhum modelo plausível de fotoionização e que uma fonte secundária de ionização deve, portanto, operar em halos gasosos. Também apresentamos as primeiras detecções espectroscópicas de características extra-planares de HAP em uma galáxia normal externa. Se eles estiverem em uma camada exponencial, implícitas alturas de escala de emissão de 330-530 pc são implícitas para os vários recursos. A extinção pode não ser desprezível no plano intermediário e reduzir significativamente essas alturas da escala. Há pouca variação significativa na emissão relativa dos vários recursos entre o disco e o ambiente extraplanar. Somente o recurso de 17,4 m é significativamente aprimorado no gás extraplanar em comparação com os outros recursos, possivelmente indicando uma preferência por HAPs maiores no halo. ”

Então, para onde está indo tudo isso? A pesquisa atual mostra uma correlação entre a abundância de HAP e a idade galáctica. Quando o ramo gigante assintótico tosse seu pó de carbono de volta ao meio interestelar no final de sua evolução, eles se tornam a fonte primária de HAP e pó de carbono nas galáxias. Como sabemos, uma galáxia é uma grande usina de reciclagem e o ejecta é devolvido ao meio interestelar depois de algumas centenas de milhões de anos ao longo da linha da evolução da sequência principal. Mas, o padrão filamentar que se estende para longe do disco galáctico do NGC 891 pode muito bem apontar para explosões estelares de supernovas. Por outro lado, essas estrelas enormes e enormes que acabam como supernovas do Tipo II são as que explodem poeira e metais em todos os lugares no momento em que se formam.

Então, este é o resultado de uma atividade antiga ou nova? De acordo com Popescu (et al): “Descrevemos uma nova ferramenta para a análise da distribuição de energia espectral (SED) sub-milimétrica (sub-mm) das galáxias espirais. Utilizamos um tratamento consistente do aquecimento e emissão de grãos, resolvemos o problema de transferência de radiação para um disco e abaulamento finito e calculamos autoconsistentemente o aquecimento estocástico dos grãos colocados no campo de radiação resultante. Usamos essa ferramenta para analisar a galáxia espiral NGC 891 bem estudada nas proximidades. Primeiro, investigamos se a antiga população estelar da NGC 891, juntamente com uma suposição razoável sobre a jovem população estelar, pode explicar o aquecimento da poeira. e a emissão de infravermelho distante e sub-mm observada. A distribuição de poeira é obtida a partir do modelo de Xilouris et al. (1999), que utilizaram apenas observações ópticas e de infravermelho próximo para determiná-lo. Descobrimos que um modelo tão simples não pode reproduzir o SED do NGC 891, especialmente na faixa sub-mm. Subestima por um fator de 2-4 o fluxo sub-mm observado. Existem várias explicações possíveis para o fluxo sub-mm ausente. Investigamos alguns deles e demonstramos que é possível reproduzir muito bem o SED observado no infravermelho distante e no sub-mm, bem como o perfil radial observado a 850 µm. Para os modelos calculados, fornecemos a proporção relativa da radiação de poeira fornecida pelas populações estelares antigas e jovens em função do comprimento de onda FIR / sub-mm. Em todos os modelos, descobrimos que o pó é predominantemente aquecido pela população estelar jovem. ”

Embora possa ter sido ocupado ao mesmo tempo, o NGC 891 está silencioso agora. De acordo com Rowan Temple, “Usando uma amostra de outras galáxias locais, comparamos as propriedades de raios-X e infravermelho do NGC 891 com as das galáxias espiral normais e de explosão de estrelas e concluímos que o NGC 891 é provavelmente uma galáxia de explosão de estrelas. estado de repouso. " Então dê uma olhada quando tiver tempo. Essa beleza de magnitude 10 está localizada em (RA 2: 22.6 Dez +42: 21) em é frequentemente considerada um dos melhores objetos do céu profundo que Messier nunca catalogou.

Não importa qual Herchel a tenha descoberto.

Muito obrigado ao membro da AORAIA Ken Crawford pelo uso de sua excelente imagem!

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