M87

M87 (נקראת גם בתולה A או NGC 4486) היא גלקסיה אליפטית ענקית הנמצאת בקבוצת כוכבים בתולה במרחק של כ-55 מיליון שנות אור משביל החלב והיא הגלקסיה המסיבית ביותר והשנייה בבהירותה (אחרי M49) בצביר הבתולה. תכונותיה המיוחדות וקרבתה היחסית לכדור הארץ הופכות אותה כיעד מועדף למחקר.

M87

הגלקסיה הענקית M87 מצביר הבתולה על רקע גלקסיות שכנות, צילום של מצפה הכוכבים בהר למון
נתוני תצפית
קבוצת כוכבים	בתולה
שמות נוספים	NGC 4486, בתולה A
מגלה	שארל מסיה
תאריך גילוי	18 במרץ 1781
בהירות נראית	8.6+[1]
סיווג מורפולוגי	E+0-1 pec, E-E/S0
עלייה ישרה	12ʰ 30ᵐ 49.4ˢ
נטייה	‏28″ ‏23′ ‏12°‏+
מאפיינים פיזיים
בהירות מוחלטת	22.5-
מרחק[2]	1,000,000 ± 55,000,000 שנות אור 306,597.99±16,862,889.38 פארסק
קוטר	130,000[2] שנות אור
מסה	‎6×1012‎‏[3] ☉M
הסחה לאדום	5 ± 1,284[2] ק"מ/שנייה 0.004283 ${\displaystyle z}$

היסטוריה

הסילון היוצא מ-M87 בתמונה של טלסקופ החלל האבל

M87 התגלתה ב-18 במרץ 1781 על ידי האסטרונום הצרפתי שארל מסיה שצירף אותה לקטלוג מסיה ותיאר אותה כ"ערפילית ללא כוכבים" ליד כוכב עם בהירות נראית מדרגה 8 (למעלה וקצת שמאלה בתמונה) וציין שהיא דומה בבהירותה ל-M84 ול-M86, שאותן גילה באותו לילה מעט מוקדם יותר. מסיה חיפש ערפילית שעליה דיווח עוזרו פייר מאשן כשבועיים קודם (M85) וגילה באותו הלילה 7 גלקסיות נוספות על זו שגילה מאשן, כולן מצביר הבתולה. (האחרות הן M88 - M91). ויליאם הרשל צפה ב-M87 בשנת 1784 וזיהה גם את הגלקסיות השכנות NGC 4476 (רחוקה מימין וקצת למעלה בתמונה) ו-NGC 4478 (מימין בתמונה). ג'ון הרשל צפה ב-M87 מספר פעמים בין השנים 1826 ו-1830 ותיאר אותה כערפילית בהירה, גדולה, עגולה ושבהירותה גדלה בפתאומיות במרכזה.

ב-1918 גילה האסטרונום האמריקאי הבר קרטיס שלגלקסיה אין מבנה ספירלי ושיוצאת ממנה "קרן ישרה ומשונה" שנראה שמתחברת לגרעין בקו דק של חומר. בשנת 1919 צולמה ב-M87 סופרנובה שהגיעה לדרגת בהירות 11, אך התגלתה בצילום רק 3 שנים מאוחר יותר. זו הסופרנובה היחידה שנצפתה ב-M87 עד היום. בשנת 1947 התגלה מקור רדיו חזק בקבוצת הכוכבים בתולה שקיבל את השם "בתולה A"^[4] ושנתיים מאוחר יותר זוהה מקור הרדיו עם M87,^[5] שמסווגת בשל כך גם כגלקסיית רדיו. בשנת 1954 הועלתה ההשערה שמקור הרדיו הוא למעשה סילון גז שיוצא מליבת הגלקסיה^[6] והשערה זו קיבלה חיזוק בשנות ה-70 של המאה ה-20 כאשר נמצא מתאם בין מקורות הרדיו ובין מקומות עבים יותר לאורך סילון הגז.^[7] עם תחילת התצפיות בקרני X מהחלל, התגלה ש-M87 פולטת גם קרינת X שמקורה בליבת הגלקסיה.^[7]

תכונות

סילון הגז היוצא מליבת M87 בתמונה של טלסקופ החלל האבל

M87 היא אחת הגלקסיות המסיביות ביותר שמוכרות כיום עם מסה של פי 10 ממסת שביל החלב או ‎6×10¹²‎ מסות שמש. צורתה אליפטית וקוטרה כ-130,000 שנות אור, כ-30% יותר משביל החלב, אך מכיוון שהיא לא גלקסיה ספירלית, היא עבה בהרבה משביל החלב כך שנפחה, מספר הכוכבים שבה, מסתה ועוצמת ההארה הכוללת שלה גדולים בהרבה משל שביל החלב. ל-M87 מערכת מורכבת של כ-12 אלף צבירים כדוריים (לעומת 150 עד 200 בלבד בשביל החלב) החגים סביבה במרחק שמגיע עד ל-400,000 שנות אור ממרכזה.^[8] את הגלקסיה מקיפה הילה דלילה של כוכבים ותווך בין-כוכבי שמשתרעת עד למרחק של כחצי מיליון שנות אור.^[9]

הסילון והחור השחור *M87

החור שחור העל-מסיבי שבמרכז M87, שמסתו שקולה כ־6–7.4 מיליארד מסות השמש (מכונה פאווהי (אנ'), מהוואית).
החור השחור, המקיים סינגולריות כבידתית, יוצר "צל" (העיגול השחור) התחום באופק אירועים וגודלו נקבע על־פי רדיוס שוורצשילד, בו מתקיימת כבידה כה חזקה עד שאפילו אור אינו יכול לברוח. במקרה זה, גודל הצל הוא פי 2.6 (בקרוב) מגודל מסת החור עצמה.
סביב העיגול דיסקת ספיחה, שצורתה (כעין סהר) היא תוצאה של סיבוב החור השחור, של עידוש כבידתי (תופעה הנובעת מתורת היחסות הכללית) שנגרם לפוטונים ושל כיוון התצפית. קוטרה הממוצע הוא כ־350 יחידות אסטרונומיות (כ־50 מיליארד ק"מ, כ־48.5 שעות אור) – יותר מפי עשרה ממסלול נפטון סביב השמש.
זוהי "תמונת" החור השחור הראשונה בתולדות האנושות: צולמה באמצעות גלי מיקרו בתדר של כ־2 טרה־הרץ (1.3 מ"מ) על ידי רשת הרדיו-טלסקופים "אופק האירועים" (EHT (אנ')) ב־2017, עובדה ופורסמה ב־10 באפריל 2019.

סילון הגז שיוצא ממרכז M87 נע במהירות עצומה של למעלה מ-95% ממהירות האור^[10] ומגיע למרחק של 5,000 שנות אור. הסילון מרוכז מאוד וכמעט שלא מתפזר עם ההתרחקות ממקורו. בשנת 1966 התגלה סילון דומה בכיוון השני של M87. בשלהי 1978 פרסם צוות אסטרונומים מן המצפה שבהר קיט באריזונה נתונים שמהם עלה כי מדובר בסילוני חומר שנזרק לחלל על ידי דיסקת ספיחה של חור שחור על-מסיבי הנמצא^[11] במרכזה של M87 ומהווה גרעין גלקטי פעיל. החומר בדיסקת הספיחה נע במהירות שמגיעה לכ-1,300 קילומטר בשנייה^[12] והחור השחור צובר ממנה חומר בקצב של כמסת שמש בעשר שנים.^[13] כיום מעריכים את מסתו של החור השחור ב-‎3.5×10⁹‎ מסות שמש.^[14] בשנת 2019 צולם החור השחור שבמרכז הגלקסיה. זו הפעם הראשונה שצולם חור שחור.^[15]

תצפית

M87 נמצאת במרכז צביר הבתולה והיא מהגלקסיות הכי בהירות שבו. עם דרגת בהירות נראית 8.6 היא ניתנת לצפייה בקלות באמצעות משקפת או טלסקופ חובבים כ-3.5 מעלות מצפון-מערב לכוכב ρ (רו) בבתולה וכ-7.75 מעלות ממערב-צפון-מערב לכוכב וינדמיאטריקס (ε בבתולה) שבהירותו מדרגה 2.8. עם טלסקופ בינוני ניתן להבחין ב-NGC 4478 כ-8.5 דקות קשת ממערב-דרום-מערב ל-M87 וב-NGC 4476 כ-5 דקות קשת ממערב-צפון-מערב ל-NGC 4478, לשתיהן דרגות בהירות סביב 12. סביב M87 נמצאות מספר גלקסיות נוספות מקטלוג מסיה: כמעלה ורבע ממזרח נמצאת M89, כ-1.6 מעלות ממזרח-צפון-מזרח נמצאת M90 ו-M58 נמצאת כ-1.8 מעלות ממזרח-דרום-מזרח. M84 ו-M86 נמצאות 1.4 מעלות ממערב-צפון מערב, M88 נמצאת כ-2 מעלות מצפון ו-M91 כ-2.3 מעלות מצפון-צפון-מערב.

ראו גם

קשת A* - חור שחור שתועד במרכז גלקסיית שביל החלב

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא M87 בוויקישיתוף

• M87 בדפי מסיה של SEDS
• ניב ליליאן‏, התיעוד הראשון של חור שחור עבר שיפור עם בינה מלאכותית, באתר וואלה, 16 באפריל 2023
• M87, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• M87, בבסיס הנתונים SIMBAD לגרמי שמיים אסטרונומיים

הערות שוליים

1. SIMBAD: M87
2. NED: M87
3. D. Merritt & B. Tremblay: The distribution of dark matter in the halo of M87, The Astronomical Journal, vol. 106, no. 6, p. 2229
4. G. J. Stanley & O. B. Slee: Galactic Radiation at Radio Frequencies. II. The Discrete Sources, Australian Journal of Scientific Research A, vol. 3, p.238
5. J. G. Bolton, G. J. Stanley & O. B. Slee: Positions of Three Discrete Sources of Galactic Radio-Frequency Radiation, Nature 164, 101-102 (1949)
6. W. Baade & R. Minkowski: On the Identification of Radio Sources, Astrophysical Journal, vol. 119, p.221
7. B. D. Turland: Observations of M87 at 5 GHz with the 5-km telescope, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 170, Feb. 1975, p. 281
8. N. Tamura, R. M. Sharples, N. Arimoto, M. Onodera, K. Ohta & Y. Yamada: A Subaru/Suprime-Cam wide-field survey of globular cluster populations around M87
9. M. Doherty, M. Arnaboldi, P. Das, O. Gerhard, J. Alfonso L. Aguerri, R. Ciardullo, J. J. Feldmeier, K. C. Freeman, G. H. Jacoby, G. Murante: The Edge of the M87 Halo and the Kinematics of the Diffuse Ligh t in the Virgo Cluster Core
10. J. A. Biretta, W. B. Sparks & F. Macchetto: Hubble Space Telescope Observations of Superluminal Motion in the M87 Jet, The Astrophysical Journal, Volume 520, Issue 2, pp. 621-626
11. ראו תמונה
12. F. Macchetto, A. Marconi, D.J. Axon, A. Capetti, W. Sparks & P. Crane: The supermassive black hole of M87 and the kinematics of its a ssociated gaseous disk
13. T. Di Matteo, S. W. Allen, A. C. Fabian, A. S. Wilson & A. J. Young: Accretion onto the Supermassive Black Hole in M87
14. J. L. Walsh, A. J. Barth, L. C. Ho & M. Sarzi: The M87 Black Hole Mass from Gas-dynamical Models of Space Telescope Imaging Spectrograph Observations
15. [e-mail], Astronomers Capture First Image of a Black Hole - ESO, ALMA, and APEX contribute to paradigm-shifting observations of the gargantuan black hole at the heart of the galaxy Messier 87, www.eso.org (באנגלית)