Ο σπειροειδής γαλαξίας Ανεμόμυλος (M101) στο πληρέστερο πορτρέτο του

Πηγή: NewScientist, 28 Φεβρουαρίου 2006

Η πιο λεπτομερής εικόνα που φτιάχτηκε ποτέ για ένα σπειροειδή γαλαξία (οι διαστάσεις της είναι 16.000 επί 12.000 πίξελ) είναι αυτή του διάσημου γαλαξία Ανεμόμυλος ή M101, που ανήκει στην Μεγάλη Άρκτο.

Η εικόνα, που δόθηκε στη δημοσιότητα από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος, έχει συνταχθεί από 51 διαστημικές εικόνες του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble.

Ο γαλαξίας Ανεμόμυλος σε όλη τη δόξα του χάρις τις εικόνες του Hubble

Η πληρότητα της εικόνας μπορεί να ρίξει φως στην αιτία των μυστηριωδών εκπομπών ακτίνων X στον γαλαξία, ενώ ήδη έχει αποκαλύψει έναν αστρικό βρεφοκομείο, όπου δεν αναμενόταν να σχηματίζεται κανένα αστέρι.

Χρειάστηκαν περίπου 10 χρόνια παρατηρήσεων με το Hubble, καθώς επίσης και εικόνες από τα πιο ισχυρά επίγεια τηλεσκόπια, όπως ένα τηλεσκόπιο στη Χαβάη, για να δημιουργήσουν αυτήν την εικόνα του γαλαξία M101.

Ο γαλαξίας αυτός έχει διάμετρο 170.000 έτη φωτός - σχεδόν δύο φορές το μέγεθος του δικού μας Γαλαξία - και καταλαμβάνει μια περιοχή του ουρανού ισοδύναμης με το ένα πέμπτο του πλήρους φεγγαριού. Βρίσκεται περίπου 25 εκατομμύρια έτη φωτός από τη γη - περίπου 10 φορές μέχρι τον κοντινότερο μεγάλο γείτονά μας, το γαλαξία της Ανδρομέδας.

Σε αυτή την απόσταση, ο Hubble μπορεί και να διακρίνει μεμονωμένα αστέρια. "Αλλά εάν πάτε πολύ πιο πέρα από το M101, δεν μπορεί", λέει ο Kip Kuntz, ένας αστρονόμος στο Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA και του πανεπιστημίοτ Johns Hopkins, στη Μέρυλαντ.

Υπολογίζεται ότι ο γαλαξίας M101 περιέχει τουλάχιστον ένα τρισεκατομμύριο άστρα. Σχεδόν τα 100 δισεκατομμύρια από αυτά μπορεί να έχουν θερμοκρασία και ηλικία σαν τον ήλιο μας.

Οι βραχίονες του είναι γεμάτοι με περιοχές από νεφελώματα όπου σχηματίζονται νέα άστρα. Τα νεφελώματα είναι περιοχές έντονου σχηματισμού άστρων από γιγάντια νέφη μοριακού υδρογόνου.

Τα φωτεινά νεαρά σμήνη των καυτών, γαλάζιων, νεογεννηθέντων άστρων δεν βρίσκονται στους σπειροειδείς βραχίονες. Επίσης, ο κεντρικός δίσκος του M101 είναι τόσο λεπτός που το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble εύκολα διέκρινε πολύ πιο μακρινούς γαλαξίες που βρίσκονται πίσω από τον γαλαξία.

Κατάλοιπα σουπερνοβών

Ο Kuntz έχει εκμεταλλευθεί την ικανότητα του Hubble να παίρνει εικόνες μεμονωμένων άστρων, γιατί ψάχνει για τις πηγές εκατοντάδων σημείων από τις οποίες εκπέμπονται ακτίνες X, και οι οποίες  έχουν ανιχνευθεί στο γαλαξία αυτό με τα τηλεσκόπια των ακτίνων X. Ο Kuntz ήδη έχει επισημάνει πηγές ακτίνων Χ - όπως κατάλοιπα από σουπερνόβες και ογκώδη αστέρια - για το ένα τρίτο εκείνων των σημείων. Ενώ τα αστέρια που είναι απλά πάρα πολύ εξασθενημένα για να τα δούμε με το Hubble αναμένονται να αποτελούν τις υπόλοιπες πηγές των ακτίνων Χ.

Ο Hubble έχει προσδιορίσει επίσης πηγές για τέσσερα σημεία εκπομπής των ακτίνων X που εμφανίζονται να είναι απροσδόκητα φωτεινά. Οι φωτεινότερες πηγές των ακτίνων X μάλλον προκαλούνται από το υλικό που πέφτει από ένα αστέρι πάνω σε μια μαύρη τρύπα της ίδιας περίπου μάζας με τον ήλιο. Αλλά αυτά τα σημεία των ακτίνων X εμφανίζονται φωτεινότερα από όσο προβλέπει η θεωρία, έτσι αυτό δείχνει ότι είτε οι μαύρες τρύπες είναι εκατοντάδες φορές πιο μεγάλες από τον ήλιο ή ότι οι ακτίνες εκπέμπονται σε δέσμες που συμβαίνουν να κατευθύνονται προς τη γη.

Το Hubble επίσης διαπίστωσε ότι μία από τις τέσσερις πηγές ήταν πραγματικά ένα αστέρι μέσα στο Γαλαξία μας και γι αυτό επομένως ήταν τόσο φωτεινό όσο προβλέπει η θεωρία. Αλλά τρεις από τις πηγές εμφανίστηκαν να προέρχονται από κανονικά αστέρια που ήταν σε ζεύγη με τις μαύρες τρύπες στο γαλαξία M101. "Αποτελεί έκπληξη επειδή αναμέναμε να βρούμε αυτά τα πράγματα σε πολύ παράξενα συστήματα", λέει ο Kuntz. "Αντίθετα φαίνονται τέλεια κανονικά."

Ακόμα, ο προσδιορισμός των πηγών αυτών στα ορατά μήκη κύματος έχει αποκαλύψει μερικές ενδείξεις ως προς το γιατί αυτές οι πηγές στις ακτίνες X είναι τόσο φωτεινές. Ο Kuntz και οι συνάδελφοι του μελέτησαν το φάσμα μιας πηγής με το παρατηρητήριο των Διδύμων Τηλεσκοπίων στη Χαβάη και είδαν  ότι η μαύρη τρύπα είναι μεγαλύτερη από όσο αρχικά αναμενόταν.

Ο M101 ανακαλύφθηκε από τον Pierre Méchain στις 27 Μαρτίου του 1781, και ήταν το πρώτο σπειροειδές νεφέλωμα. Η απόσταση του ταυτοποιήθηκε με τη βοήθεια των μεταβλητών Κηφειδών κατά τη διετία 1994/95 με τη βοήθεια του Hubble, περίπου 24 +/- 2 εκατομμύρια έτη φωτός.

Στην απόσταση αυτή η διάμετρος του φαίνεται να είναι πάνω από 170,000 έτη φωτός και έτσι ανήκει στους μεγαλύτερους γαλαξίες. Η ολική φαινομένη λαμπρότητα του είναι μεγέθους 7.9 και ανταποκρίνεται σε μια απόλυτη λαμπρότητα μεγέθους -21.6, ή μια φωτεινότητα σχεδόν 30 δισεκατομμύρια φορές αυτής του ήλιου μας.

Έχουν ανακαλυφθεί τρεις σουπερνόβες (καινοφανείς) στον M101: Ο πρώτος, SN 1909A, εμφανίστηκε στις 26 Ιανουαρίου του 1909 και ανακαλύφθηκε από τον Max Wolf.Ο δεύτερος σουπερνόβα 1951H είναι τύπου II, και βρέθηκε το Σεπτέμβριο του 1951 (έφθασε σε μέγεθος 17.5), ενώ ο τρίτος ο SN 1970G, επίσης είναι τύπου  II, βρέθηκε τον Ιούλιο του 1970.