Az Arp 84 kölcsönható galaxis páros a Vadász Ebek csillagképben
NGC5395 spirálgalaxis (alul) és az NGC5394 spirálgalaxis (felül)
iTelescope.net T11 – Corrected Dall-Kirkham Astrograph Planewave 20″ – 51 cm, f/4.5 (fókusz reduktorral) – FLI ProLine PL11002M CCD camera
A felvételek 2023-02-19 és 2023-04-16 között készültek – Utah Desert Remote Observatory (Great Basin Desert, Beryl Junction, Utah, USA) – 28 x 600 sec L, 10 x 600 sec R,G,B
(Kép orientációja: észak felül, nyugat jobbra)
Szemezgetve a különböző csillagászati katalógusokból és felmérésekből, amatőrcsillagászként már sok évvel ezelőtt összeállítottam a saját kölcsönható galaxisokkal kapcsolatos észlelési listámat. Az egyik ilyen katalógus, Halton Arp nevéhez köthető. Arp 1966-ban megjelent Atlas of Peculiar Galaxies publikációja 338 olyan felvételt tartalmazott, melyeken a galaxisok alakja elért a szokványostól. Mindegyik valamiféle rendellenességet, különös sajátosságot mutatott. Arp célja nem volt más, mint a galaxisok fejlődésének megértése. Ugyan magyarázatai a galaxisok fejlődésével kapcsolatban mára már meghaladottá váltak, munkássága mégis rávilágított a csillagrendszerek közötti interakciók fontos szerepére.
Ezúttal egy olyan célpontot választottam ebből a katalógusából, melyről mindössze egyetlen vizuális észlelés található az MCSE észlelésfeltöltőjén. Az Arp 84-ről majdnem 23 évvel ezelőtt Sánta Gábor készített egy rajzot. Ennek az objektumnak a megfigyelése igazi kihívás, ha saját szemünkkel szeretnénk megpillantani. Az NGC5395 3.5 ívperc, az NGC5394 mindössze 1.9 ívperc átmérőjű. Apró és viszonylag halvány célpont ez a galaxis páros a Vadász Ebek csillagképben. Mégis, ha magunk szeretnénk megtalálni csillagról csillagra ugrálva, és nem valami automatizált mechanika segít minket, akkor célszerű az Ökörhajcsár csillagkép felől indulnunk.
Az Arp 84 (NGC5394 és NGC5395) helyzete az égbolton.
A párost először W. Herschel dokumentálta 1787-ben, ugyanabban az évben, amikor felfedezte az Uránusz két holdját: a Titániát és az Oberont. Míg az Uránusz és holdjai kozmikus értelemben viszonylag közel vannak hozzánk, ezek a galaxisok irdatlan távolságban helyezkednek el. A színképükben megfigyelhető vöröseltolódásuk alapján, mely közel hasonló, a fény nagyjából 175 millió évig utazott míg elért hozzánk (a NED adatai alapján – NASA/IPAC Extragalactic Database). Összehasonlításképpen, a Naptól mindössze 2.7 órára van szüksége a fénynek, hogy az Uránuszig eljusson. A fénynél nincs gyorsabb a világon (vákuumban a terjedési sebessége 299 792 458 m/s – nagyjából 300 ezer km/s), de ekkora távolság átszelésére a táguló Világegyetemben, még az elektromágneses sugárzásnak is sok-sok időre van szüksége.
Mik történtek ekkor a Földön? A jura időszak közepén, a tengereket halak és tengeri hüllők uralták. Míg a szárazföldön hatalmas növényevő dinoszauruszok, az úgynevezett sauropodák legelték a harasztokat, és a magasba növő cikászokat. Rájuk pedig a két lábon járó húsevő theropodák vadásztak. Illetve, ekkora már javában tartott a Pangea nevű szuperkontines több kontinensre szakadása (maga a folyamat 180 millió éve kezdődött meg).
Hajlamosak vagyunk különböző alakzatokba belelátni dolgokat. Az emberi elme egyik érdekes sajátossága ez. Ha már csillagászatról van szó, akkor ott vannak nagyszerű példának a csillagképek. Az idők folyamán mennyi mindennel megtöltötte képzeltünk az eget! Az európai kultúrában az északi égboltot görög mondák hősei és különös teremtményei népesítik be, bár akad pár kivétel is. Többek eredete, a görögöket megelőző korokba vezethető vissza, egészen az ősi Mezopotámiáig. Az Arp 84 is megragadja a fantáziát, sokan távoli gémet látnak benne (angolszász leírásokban gyakran Heron galaxy néven említik). A madár teste a nagyobb méretű NGC5395 galaxis, míg a feje a kisebbik NGC5394 galaxis.
Az NGC5395 valós méreteit tekintve is a nagy méretű spirálgalaxisok közé tartozik. Tejútrendszerünknél nagyságrendileg 25-30%-kal nagyobb az átmérője. Morfológiai besorolása SA(s)b pec. Két karja közvetlenül a magból indul. Megjelenésében pekuliáris, azaz szabálytalanságok figyelhetők meg a spirális struktúrában.
Az NGC5394 morfológiai besorolása SB(s)b pec, vagyis küllős spirálgalaxis, és szintén mutat szabálytalanságokat (pekuliáris). Mérete galaxisunkénak nagyjából a kétharmada.
A főbb struktúrák az Arp 84-ről készült fotón. Az NGC5395 esetében az I. kar és kiterjesztése, a II. kar, a fő porsáv (hosszú, kiemelkedő porsáv, amely a kar belső széle mentén fut, és az északi végén észak-északkelet felé kanyarodik), a középső porsáv (valamivel rövidebb porsáv a kar közepe mentén) és az Arp kék kar, mely az NGC5394 déli árapály karja felé mutat. Illetve, az NGC5394 esetében a két árapálykar. Ennek a galaxisnak a 3 belső karja a korongot öleli körbe szorosan. A jobb sarokban felnagyítottam a korongot ábrázoló képrészletet. Ezek a struktúrák már nagyon a határán vannak az alkalmazott műszer képességeinek. A keleti (baloldal) belsőkar jól kivehető, de a két nyugati (jobb oldal) alig válik el egymástól.
Mind a két galaxis pekuláris. Az általánostól eltérő spirális szerkezetük és deformált korongjuk, a kettőjük közötti gravitációs árapályerők hatásának köszönhető.
Kaufman és csapata igen alapos vizsgálatnak vetette alá a két galaxist, és ezekkel kapcsolatos eredményeiket 1999-es tanulmányukban publikálták.
Az NGC 5395 nyugati oldalán az I. kar több, egymástól görbületben eltérő komponensből áll. A görbületek eltérése arra utal, hogy a kar kimozdult a korong síkjából (Sharp és Keel – 1985). Az I. karnak az északi irányú korongon túli kiterjesztése halványan az én felvételemen is látható. Ezt a kiterjesztést a rádió tartományban is sikerült kimutatnia a csillagászoknak a HI régiókat megfigyelve. Ezek az atomos hidrogén felhők a vizsgálatok alapján szintén nem a korong síkjában helyezkednek el.
Érdemes észrevenni, hogy ott az NGC5395 spirálkarjainak színe mennyire kéktónusú az északi részen. Kimondottan az Arp kék kar. Ennek magyarázata, hogy a kisebb galaxis keltette gravitációs hatás turbulenciát okozott a csillagközi gázban, ezáltal heves csillagkeletkezést kiváltva. Így ezeken a területeken nagy számban fordulnak elő fiatal, nagy tömegű és ezért igen forró csillagok, melyek kékes színűek. Mivel jóval fényesebbek a kisebb tömegű, sárgás-vöröses árnyalatú társaiknál ezért könnyűszerrel túlragyogják azokat.
Felfedték azt is, hogy a a csillagkeletkezési régiók eloszlása a Ha tartományban, illetve a rádió kontinuumban gyűrűszerű struktúrát mutat. Továbbá, az NGC5395 dinamikai központja ezek centrumával esik egybe, és nem magával az optikai maggal. Ez szintén a két galaxis kölcsönhatásásra vezethető vissza.
A galaxispár kompozit felbontású Ha képének szürkeárnyalatos megjelenítése a Fick Observatory R-sávos képének kontúrjaival. Jól látható, hogy a csillagkeletkezési régiók gyűrű alakban helyezkednek el az NGC5395 galaxisban. Forrás: Kaufman és mások
Az NGC5394 fényes ovális korongjában három belső spirális kar található. Ettől jól elkülönül a két viszonylag szabályos tágra nyitott árapálykarja, és ahogy a megnevezésük is mutatja, a galaxisok közötti kölcsönhatás a felelős a létezésükért. A belső spirál karokat viszont talán maguk az árapálykarok által a korongban keltett sűrűséghullámok hozták létre. Az NGC 5394-ben található gáz nagy része molekuláris formában van jelen, és meglepően kis területen, a centrum néhány kpc-es körzetében koncentrálódik, így biztosítva az igen intenzív csillagkeletkezést a mag környékén.
Azontúl, hogy az optikai és a rádió tartományban vizsgálták a két galaxis morfológiáját és kinematikáját, Kaufman és csapata numerikus számítógépes szimulációk révén megpróbáltak választ találni arra is, hogyan alakult ki a megfigyelhető kép. Addig hangolták a szimulációt, míg egészen jó közelítéssel sikerült előállítani a fentebb leírt tulajdonságait a két galaxisnak.
Az NGC5394 korongjára szinte merőlegesen látunk rá, míg az NGC5395 inklinációja körülbelül 65°. A két galaxis pedig ellentétes irányú rotációt végez. Ebből kiindulva választottak különböző kiindulási pontokat, ütközési pályákat, és a korongok dőlés szögét is ehhez igazították. Eredményeik szerint a csillagrendszerek már túlvannak egy közelítésen. A találkozó prográd volt az NGC5394, és retrográd az NGC5395 szemszögéből. Valamint, jelentős dőlésszögű eme utóbbi galaxis korongjához képest. Az egyik legjobb, a pillanatnyi valóságot legjobban leíró konfigurációja a modellnek a következő ábrán látható.
A numerikus szimuláció eredménye abban az időpillanatban, amikor is a galaxisokat most megfigyelhetjük. Az origóba az NGC5395 került. A szimulációban az NGC5394-et a kör által reprezentált pontból indították. A Z tengely pozitív értékei a megfigyelő közelítő irányába mutatnak, a Y tengely pedig nagyjából megfelel a deklinációs tengelynek. Az egységek számítógépes szimulációs egységek (1 egység = 8 kpc). Forrás: Kaufman és mások
Említést érdemel még az NGC5395 aktív galaxis magja (AGN: Active galactic nucleus), melynek hajtómotorja a magban csücsülő szupermasszív fekete lyuk, mely éppen bekebelezi a környezetében lévő intersztelláris anyagot. Ez a csillagrendszer a Seyfert II típusú aktív galaxisok osztályába tartozik.
A látható elektromágnese spektrumban nem különösebben fényes a mag, azonban az infravörös tartományban igen intenzíven ragyog. Az NGC5395 úgynevezett fényes infravörös galaxis (Stierwalt és mások – 1999). Az angolnyelvű szakirodalomban Luminous Infrared Galaxy-ként (LIRG) hivatkoznak ezekre az objektumokra. Ennek az osztálynak a képviselői több sugárzást bocsájtanak ki az infravörös tartományban, mint az összes többi tartományban együttvéve. A pontos definíció szerint az ilyen galaxisok infravörös luminozitása 100 milliárdszorosa a Nap luminozitásának (LIR > 1011 L☉). Az extrém infravörös sugárzásának egyik lehetséges oka az aktív galaktikus mag (AGN) jelenléte a centrumban. A másik, a forró fiatal nagy tömegű csillagok nagyon magas aránya ugyanitt. A két jelenség akár egyszerre, egymással párhuzamosan is működhet. A fényes infravörös galaxisok legtöbbször kevésbé „hangsúlyosak” a látható tartományban, mivel aktív magjaikat vagy éppen a magban történő heves csillagkeletkezést sűrű gáz- és porfelhők veszik körül. Ezek elnyelik a központi intenzív ultraibolya sugárzást, és hő formájában, az infravörös sávban bocsájtják ki újra.
Az NGC5394 társához hasonlóan, szintén a fényes infravörös galaxisok táborába tartozik (P. Martín-Fernández és mások – 2016). Ennél a galaxisnál azonban, sokkal inkább a központi régióban történő heves csillagkeletkezés a felelős az intenzív infravörös sugárzásért. Ezt látszik alátámasztani a magból bipolárisan kiáramló gázzal kapcsolatos vizsgálatok (P. Martín-Fernández és mások – 2016).
Az Arp 84-ről különböző hullámhosszokon készített felvételek. A Gemini North felvétele a látható fényben készült (balra fent), a Digitalized Sky Survey szintén látható fényben mutatja a galaxist (jobbra fent). A GALEX felvételén (bal alsó) a két galaxis ultraibolya sugárzása, a 2MASS felvételén (jobbra lent) pedig az infravörös sugárzása látható.
Figyeljük meg, hogy a gravitációs interakció által kiváltott heves csillagkeletkezésben született forró csillagok miként ragyogják be a két galaxist. Ezek kékes színűek, de legintenzívebben az UV tartományban sugároznak.
Az infravörös felvételen pedig kitűnően látszik, hogy az NGC5395 aktív magja az egész galaxist túlragyogja. Hasonló a helyzet az NGC5394 esetében is.
Forrás: NOIRLab – Aladin Lite exploration tool
Mindenkinek csak ajánlani tudom, hogy észlelje bátran ezt a hazánkban elhanyagolt célpontot. Akár okuláron keresztül, akár fotografikusan.
Felhasznált irodalom: