Objektname: Messier 109
Alternative Bezeichnungen: M109, NGC 3992
Objekttyp: Sbc Balkenspiralgalaxie
Konstellation: Ursa Major
Rektaszension: 11 : 57,6 (h:m)
Deklination: +53: 23 (Grad: m)
Distanz: 55000 (kly)
Visuelle Helligkeit: 9,8 (Mag.)
Scheinbare Dimension: 7×4 (Bogen min)
Auffinden von Messier 109: Das Auffinden von M109 ist ein Kinderspiel. Seine Position ist weniger als ein Grad südöstlich von Gamma Ursae Majoris – Phecda – dem inneren unteren Eckstern des Sternbildes Big Dipper. Aber nur weil es leicht zu finden ist, heißt es nicht, dass es leicht zu sehen ist! Obwohl es als ziemlich groß angesehen wird, sind die äußeren Spiralarme ziemlich schwach und nur der helle zentrale Balken und die Kernregion zeigen sich für kleinere Teleskope gut. Messier 109 erfordert einen dunklen, klaren Himmel und mindestens eine mittlere Blende, um Details zu sehen.
Was Sie sehen: Dieses Mitglied der Ursa Major Galaxy Cloud ist etwa 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und rennt mit einer ungefähren Geschwindigkeit von 1142 Kilometern pro Sekunde von uns weg. Es ist jedoch nicht allein ... Es hat auch Begleitgalaxien – Begleiter, die möglicherweise zum hellen zentralen Balken von M109 beitragen. „Detaillierte Beobachtungen von neutralem Wasserstoff wurden von der großen Balkenspiralgalaxie NGC 3992 und ihren drei kleinen Begleitgalaxien UGC 6923, UGC 6940 und UGC 6969 erhalten. Für die Hauptgalaxie ist die HI-Verteilung regelmäßig mit einer geringen radialen Ausdehnung nach außen die Sternscheibe. Genau im Bereich des Balkens befindet sich jedoch ein ausgeprägtes zentrales H I -Loch in der Gasverteilung. Wahrscheinlich wurde Gas durch die Bar nach innen transportiert und aufgrund der Leere des Lochs können in den letzten galaktischen Zeiten keine großen Akkretionsereignisse stattgefunden haben.“ sagt R. Bottemar (et al).
„Die Gaskinematik ist sehr regelmäßig und es zeigt sich, dass der Einfluss des Stabpotentials auf das Geschwindigkeitsfeld vernachlässigbar ist. Es wurde eine präzise und ausgedehnte Rotationskurve abgeleitet, die einige unterschiedliche Merkmale zeigt, die durch die nicht-exponentielle radiale Lichtverteilung von NGC 3992 erklärt werden können. Die Zerlegung der Rotationskurve ergibt eine leichte Bevorzugung einer submaximalen Scheibe, obwohl eine Reihe von Scheiben Beiträge, bis zu einer maximalen Disc-Situation passt fast gleich gut. Für einen solchen maximalen Scheibenbeitrag, der zu erwarten wäre, um den Balken zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, ist das erforderliche Masse-zu-Licht-Verhältnis groß, aber nicht außergewöhnlich.“
Und tatsächlich macht es seine spiralförmige Struktur so schön. Dazu K. Wilke: „Für die intermediären Balkengalaxien NGC 3992 und NGC 7479 werden stationäre Modelle konstruiert, die die beobachtete Verteilung der leuchtenden Materie und die beobachtete Gaskinematik in den vom Balken beeinflussten inneren Scheibenbereichen konsistent reproduzieren. Wir präsentieren 2D-Anpassungen an die beobachteten NIR-Leuchtkraftverteilungen, die aus drei Komponenten bestehen: einer Ausbuchtung, einem Balken und einer Scheibe. Durch Projektion auf das Referenzsystem der Galaxie werden für jedes Modell künstliche Rotationskurven erhalten und mit den beobachteten Rotationskurven des HII-Gases verglichen. Die Parameter der NGC 3992- und NGC 7479-Modelle werden durch Berechnung und Auswertung einer Vielzahl von Modellen mit unterschiedlichen Parametersätzen optimiert. Dieses iterative Verfahren führt zu endgültigen Modellen, die die morphologische Struktur von NGC 3992 und NGC 7479 sowie die beobachtete Kinematik des HII-Gases genau wiedergeben.“
Da Messier 109 eine etwas andere Struktur seiner Arme hat, ist es ein großartiger Ort für Astronomen, um zu entdecken, wie sich Sternentstehungsregionen entwickeln. Laut der Arbeit von J. P. Cepa und J. E. Beckman: „Die vorliegende Studie schätzt das Effizienzverhältnis für die massive Sternentstehung zwischen den Armen und den Zwischenarmscheiben von drei großen Designspiralen. Die Schätzung basiert auf H-Mapping-Beobachtungen der Hii-Regionen in den Galaxien. Wir finden, dass dieses Effizienzverhältnis in den Zonen zwischen den Lindbalad-Resonanzen und dem Radius, den wir als Mitrotation schlussfolgern, 10 beträgt und an diesen drei Resonanzradien auf Werte nahe Eins abfällt. Diese Ergebnisse weisen auf einen dominanten Einfluss der Resonanzstruktur bei der Stimulierung der Sternentstehung in großen Designspiralen hin.“
Messier 109 bringt jedoch nicht nur neue Stars hervor. Sein magnetischer Halo erzeugt ultrahochenergetische kosmische Strahlung! „Die Untersuchung der Ausbreitung ultrahochenergetischer kosmischer Strahlung (UHECR) ist ein wichtiger Schritt, um das Geheimnis ihrer Entstehung zu lüften. Bisher wurde nur der Einfluss der galaktischen und extragalaktischen Magnetfelder betrachtet. In diesem Artikel konzentrieren wir unsere Analyse auf den Einfluss des Magnetfelds der Galaxien, die zwischen möglichen UHECR-Quellen und uns stehen. Unser Hauptansatz besteht darin, von der bekannten Galaxienverteilung bis zu 120 Mpc auszugehen.“ sagt Pascal Chardonnet und Alvise Mattei. „Wir verwenden den umfassendsten Galaxienkatalog: den LEDA-Katalog. In einer Sphäre von 120 Mpc extrahieren wir 60.130 Galaxien mit bekannten Positionen. In unseren Simulationen weisen wir jeder Galaxie ein Halo-Dipol-Magnetfeld (HDMF) zu. Der entwickelte Code ist in der Lage, ein geladenes Teilchen von den Ankunftspunkten der UHECR-Daten in unserer Galaxieprobe retro auszubreiten. Wir stellen Simulationen für den Virgo-Cluster vor und zeigen, dass es bei Protonen von 7 × 1019 eV eine nicht zu vernachlässigende Abweichung gibt, selbst wenn der B-Wert konservativ ist. Dann wird dem AGASA-Triplett besondere Aufmerksamkeit gewidmet, wo wir feststellen, dass NGC 3998 und NGC 3992 mögliche Quellenkandidaten sein könnten.“
Aber die Dinge bleiben in Messier 109 nicht still, während die Action weitergeht. Auch der Mittelsteg dreht sich eher ungewöhnlich. „Die Mustergeschwindigkeit ist einer der grundlegenden Parameter, der die Struktur von Balkengalaxien bestimmt. Diese Größe wird in der Regel aus indirekten Methoden oder unter Verwendung von Modellannahmen abgeleitet. Die Anzahl der mit der modellunabhängigen Tremaine & Weinberg-Technik abgeleiteten Balkenmustergeschwindigkeiten ist noch sehr begrenzt. Wir präsentieren die Ergebnisse modellunabhängiger Messungen der Balkenmustergeschwindigkeit in vier Galaxien im Hubble-Typ von SB0 bis SBbc.“ sagt Joris Gerssen (et al). „Drei der vier Galaxien in unserer Stichprobe stimmen damit überein, dass Balken schnelle Rotatoren sind. Das Fehlen von langsamen Balken stimmt mit früheren Beobachtungen überein und legt nahe, dass Balkengalaxien keine zentral konzentrierten Halos aus dunkler Materie haben. Dies widerspricht Simulationen der kosmologischen Strukturbildung und Beobachtungen der zentralen Massenkonzentration in nicht vergitterten Galaxien.“
Wenn es um Galaxiendynamik geht, ist es diese Geschwindigkeit, die die Ausbuchtung im Zentrum bestimmt. E. M. Corsini sagt: „Die Dynamik einer Balkengalaxie hängt von der Mustergeschwindigkeit ihres Balkens ab. Die einzige direkte Methode zur Messung der Mustergeschwindigkeit eines Balkens ist die Tremaine-Weinberg-Technik. Diese Methode eignet sich am besten zur Analyse der Verteilung und Dynamik der stellaren Komponente. Daher wurde es hauptsächlich für Balkengalaxien des frühen Typs verwendet. Die meisten von ihnen beherbergen eine klassische Ausbuchtung. Andererseits wurden verschiedene indirekte Methoden verwendet, die auf der Analyse der Verteilung und Dynamik der gasförmigen Komponente basieren, um die Balkenmustergeschwindigkeit in Balkengalaxien vom späten Typ zu messen. Fast alle gemessenen Balken rotieren so schnell wie möglich. Wenn man dieses Ergebnis mit hochauflösenden numerischen Simulationen von Balken in Halos aus dunkler Materie vergleicht, kann man schlussfolgern, dass sich diese Balken in maximalen Scheiben befinden.“
Geschichte: Diese interessante Spiralgalaxie wurde erstmals in der Nacht des 12. März 1781 von Pierre Mechain entdeckt. Später wurde sie von Charles Messier am 24. März 1781 zusammen mit M108 während der Berechnungen für M97 bestätigt. Ursprünglich hat Messier diesen Befund als Objekt #99 in seinen Rohentwurf aufgenommen, ihm aber keine Position gegeben. Aus Mechains Brief an Bernoulli vom 6. Mai 1783: „Ein Nebel in der Nähe von Beta im Großen Bären. Herr Messier erwähnt bei der Angabe seiner Position zwei weitere, die ich ebenfalls entdeckt habe und von denen einer in der Nähe dieses [M108] liegt, der andere in der Nähe von Gamma im Großen Bären [dies ist M109], aber ich konnten ihre Positionen noch nicht bestimmen.“
Da es nicht im Katalog enthalten war, hat Sir William Herschel es am 12. Unregelmäßig geformt. Meridional verlängert [entlang des Meridians, also Nord-Süd]. Etwas hellerer Kern. Mit schwachen Schenkeln, 7 oder 8′ lang und 5 oder 6′ breit.“ Auch sein Sohn John fügte es am 17. Februar 1831 seinem Katalog hinzu, wenn er schreibt: „Bright; Groß; ganz plötzlich heller zur Mitte; runden; 3′ Durchmesser. Schönes Objekt.“
Da M109 nicht in den damals veröffentlichten Messier-Katalog aufgenommen wurde, schrieb der poetische Sternengucker – Admiral Smyth – seine Entdeckung Herschel zu und schrieb in seinen eigenen Notizen: „Ein großer blassweißer Nebel, auf der rechten Hüfte des Bären, ungefähr 1 Tag 1/4 südlich von Gamma; im April 1789 entdeckt. Es hat ein eigentümliches Aussehen im Feld, da es nördlich von ihm einen groben kleinen Doppelstern gibt und von einer vertikalen Linie von fünf äquidistanten teleskopischen Sternbegleitern gefolgt wird. Dieses Objekt ist in Ordnung, aber in meinem Instrument schwach; zur Mitte hin heller; und WH sagt, in diesem Teil befindet sich ein nicht verbundener Stern, den ich nicht erkennen kann. Aus jeder Folgerung ist dieser Nebel ein riesiger und entfernter Kugelhaufen von Welten, denn JH versichert uns, dass er tatsächlich auflösbar ist. Durch sein Aufflammen zum Zentrum wird der Beweis erbracht, dass die Sterne dort stärker kondensiert sind als um seinen Rand, ein offensichtlicher Hinweis auf eine von allen Teilen auf die Mitte der kugelförmigen Gruppe gerichtete Bündelungskraft. Mit anderen Worten, die gesamte Erscheinung liefert einen mutmaßlichen Beweis für eine wunderbare physikalische Tatsache – die tatsächliche Existenz einer zentralen Kraft.“
Obwohl er nicht wusste, dass er auf eine ferne Galaxie blickte, hatte Smyth definitiv eine Ahnung davon, was vor sich ging. Mögen sich Ihre Beobachtungen als interessant erweisen!
Top M109 Bildnachweis, Palomar Observatory mit freundlicher Genehmigung von Caltech, M109 Bilder mit freundlicher Genehmigung von SSDS, M109 mit freundlicher Genehmigung von Hunter Wilson (Wikipedia), M109 IPAC Image, M109 Core Region mit freundlicher Genehmigung von NASA/ESA Hubble Space Telescope, M109 2MASS Image und M109 Bild mit freundlicher Genehmigung von NOAO/AURA/NSF.
