M51 Girdap Gökadası

Av Köpekleri – Canes Venatici takımyıldızında bulunan görkemli sarmal gökada M51’in zarif, dolambaçlı kolları, uzayda uzanan büyük bir sarmal merdiven gibi görünür. Onlar aslında tozlanmış, gazlı uzun yıldız şeritleridir. Bu çarpıcı silahlar, büyük tasarımlı sarmal gökadalar adı verilen bir özelliktir. Whirlpool – Girdap gökadası olarak da bilinen M51’de, bu kollar önemli bir amaca hizmet ediyor: yıldız oluşum fabrikaları, hidrojen gazı sıkıştırarak ve yeni yıldız kümeleri yaratıyorlar.

Bazı gökbilimciler, Girdap’ın kollarının, ve özellikle de birinin en dış ucundaki küçük, sarımsı galaksi olan NGC 5195 ile yakın etkileşimin etkileri nedeniyle belirgin olduğunu düşünüyorlar. Kompakt galaksinin kollarının, yeni yıldız oluşumunu tetikleyen gelgit kuvvetlerinden etkilendiği görülüyor. Hubble’ın net görüşü, NGC 5195’in M51’in arkasından geçtiğini gösteriyor. Küçük galaksi, yüz milyonlarca yıldır Whirlpool’dan uzaklaşıyor.

Hubble’ın büyüleyici M51 görüntüsünde kırmızı, hem kızılötesi ışığı hem de dev yıldız oluşturan bölgelerdeki hidrojeni temsil eder. Mavi renk sıcak, genç yıldızlara bağlanırken, sarı renk daha eski yıldızlardan geliyor.

Charles Messier tarafından 1773 yılında keşfedilen M51, Canes Venatici takımyıldızında Dünya’dan 31 milyon ışık yılı uzaklıkta yer almaktadır. Görünüşe göre 8,4 kadir parlaklığında ve en kolay şekilde Mayıs ayında küçük bir teleskopla tespit edilebiliyor. Whirlpool galaksisinin güzel şekilde yüzü bize dönük görünümü ve Dünya’ya yakınlığı, gökbilimcilerin klasik bir sarmal gökadanın yapısını ve yıldız oluşturma süreçlerini incelemesini sağlar.

Sadece gökbilimciler için değil elbette, amatör astronomlar için de en çekici gökadalardan biridir. Büyük Kepçe – Big Dipper’in (Büyük Ayı) tutaç kısmındaki Alkaid yıldızından sadece 3 derece kuzey batısında bulunuşu dolayısıyla yerini dürbünle tespit etmek çok kolaydır. 10 × 50 dürbünde bir ışık yaması olarak görünürken, ortalama bir teleskopla karanlık bir gecede sarmal kolları görmek mümkün olur. Parlak bir çekirdeğe sahiptir ancak hiç bir yıldız tespit edilemez. Galaksinin parlak çekirdeği, galaksinin büyük halesini ve karanlık toz şeritlerinin ve sarmal kolların bir ipucunu ortaya çıkaran 8 inçlik cihazlarda daha belirgin görülür ve M51’in daha küçük yardımcı galaksisi NGC 5195 de görülebilir. 12 inç ve daha büyük teleskoplar, bir dizi spiral bant ve geniş H II bölgelerinin yanı sıra Girdap Gökadasını küçük komşusuna bağlayan ışık bandını ortaya koymaktadır. M51’i gözlemlemek için yılın en iyi zamanı Mart, Nisan ve Mayıs aylarındadır. Gökada merkezinde ise muhtemelen dev bir kara delik bulunur.


M51 Girdap Gökadasının Büyük Ayı’ya göre yeri.

Gökada ayrıca Alkaid’den Av Köpeklerindeki en parlak yıldız olan Cor Caroli yönünde çizilen hayali bir çizgi üstünde 4’de 1 Alkaid’e yakın olarak bulunur.

Girdap Gökadası aynı zamanda, 1845’te bu “bulutsunun” spiral doğasını ilk tanıyan, 3. Rosse Kontu Willam Earl sayesinde Rosse’un Soru İşareti Gökadası ya da Rosse’nun Gökadası olarak da bilinir. Lord Rosse, keşif yaptığında M51’i gözlemlemek için İrlanda’daki Birr Kalesi’ndeki 72 inçlik reflektörünü kullandı. Ayrıca “sarmal bulutsunun” çok kesin bir resmini yaptı ve bu nedenle galaksi bazen Lord Rosse’nin Soru İşareti olarak bilinir.

William Earl veya Rosse Kontu’nun çizdiği M51 çizimi. Fotoğraf William Parsons, Observations on the Nebulae, Philosophical Transactions of the Royal Society, 140, 499-514 (1850)

1920’lerde Edwin Hubble’ın “sarmal bulutsuların” aslında uzak galaksiler olduğunu kanıtlamasına kadar Girdap ve bu tipteki diğer nesnelerin Samanyolu içindeki bulutsular olmayıp bağımsız gökadalar olduğu bilinemedi.

Girdap Gökadası, ünlü Ayçiçeği (Sunflower) Gökadası (M63) ve daha soluk kenar sarmalları NGC 5023 ve NGC 5229’u da içeren nispeten küçük bir gökada grubu olan M51 Grubu’nun en parlak üyesidir.

Girdap, quasar benzeri çekirdeğe, çok yüksek bir yüzey parlaklığına, özellikle kızılötesi dalga boylarındaki parlaklığa ve karakteristik parlaklıkta çekirdeğe sahip aktif bir Seyfert 2 gökada sınıfındandır.

Büyük komşusuna bir çekimsel toz köprüsüyle bağlı küçük arkadaşı olan cüce galaksi NGC 5195 (M51b) ile etkileşim içerisindedir. Köprü, daha küçük galaksinin orta bölgesine karşı kontrast çekilen görüntülerde görülebilir.

Radyo astronomisinin ortaya çıkmasına kadar keşfedilmemiş NGC 5195 ile gelgit etkileşimi, Girdap Gökadasının sarmal yapısını büyük ölçüde ortaya çıkartmıştır. Gökbilimciler, bunun aynı zamanda yeni yıldız oluşum dalgalarını tetiklediğine inanıyorlar. Etkileşim, sırayla yıldız kreşlerinin oluşumuna yol açan hidrojen gazı sıkıştırmasına yol açar. İki gökada sonunda birleşecek, ancak birleşmenin tamamlanması için bir kaç adım daha geçecek.

Büyük bir gökadaya ile ona yay gibi koluyla bağlı daha küçük bir galaksi görüntüsü. Kısa boylu tek teli olmayan bir çengelli iğne görünümünde.
Slooh.com üzerinden çektiğim M51 Girdap Gökadası fotoğrafı.

Bugüne kadar M51’de üç süpernova gözlemlenmiştir: Nisan 1994’te SN 1994I (tip Ic), Haziran 2005’te SN 2005cs (tip II) ve 31 Mayıs 2011’de SN 2011dh.

M51’deki Supernova SN2005cs. Fotoğraf: David Mülheims

Bunların sonuncusu 14.2 tip II süpernova idi ve gökbilimcilerin galaksiye olan mesafenin 23 milyon ışık yılı olduğunu tahmin etmelerine yardımcı oldu.

8 Nisan 1945’te NGC 5195’te bir süpernova daha gözlemlenmiştir. SN 1945A olarak belirlenmiş, 14 kadir parlaklığa ulaşmıştır.

Süpernova olayları, gökbilimcilerin Girdap Gökadasının açısal çapını 11.2 yay dakika ve parlak dairesel diskin uzamsal yarıçapını yaklaşık 43.000 ışık yılı olarak tahmin etmelerine yardımcı oldu.

M51, kendi galaksimiz Samanyolu’nun yaklaşık yüzde 35’i kadar bir boyutu var ve tahminen 160 milyar güneş kütlesine sahiptir.

Haç

Girdap Gökada’sının bir toz halkası ile çevrili merkezi bir kara delik içerdiğine inanılıyor. Başka bir halka, birincisini farklı bir eksende geçerek galaksinin çekirdeğinde bir haç görünümü verir.

Nasa'nın çektiği Girdap Gökadasının çekirdeğinde görünen beyaz fon üstüne daha çok X işaretine benzediği halde haç olarak görülen kara çarpım işareti
Girdap Gökada’sının çekirdeği (M51). Gökadanın merkezinde kara deliğin yeri. Haç ilk önce çekirdeği çevreleyen iki toz halkası olarak yorumlandı. Daha sonra, aktif çekirdek tarafından siluetlenen toz şeritleri olarak belirlendi. Parlak iyonizasyon konileri, en büyük toz özelliğine dik olarak uzanan görülebilir. Fotoğraf: NASA

Koyu X, gökadanın merkezi kara deliğinin tam yerini işaretler. Merkez bölge şu anda mevcut 100 milyon yıldan fazla sürmeyecek olan yıldız oluşumundaki artışa dair kanıtlar gösteriyor.

Girdap gökadasının komşusu NGC 5195’in, 500 ila 600 milyon yıl önce M51’in ana diskinden geçtiğine ve bunun daha belirgin bir sarmal yapı oluşturup daha büyük gökada ile sonuçlandığına inanılıyor.

Daha küçük olan gökada arkadan geldi ve yaklaşık 50-100 milyon yıl önce büyük gökada diskinden geçti. Şimdi, NGC 5195, Girdap Gökada’sının bakış açısına göre biraz geride gözüküyor.

M51, önemli miktarda X-ışını kaynağı içerir. Bunlar çoğunlukla bir nötron yıldızı veya bir kara delik ile yörünge arkadaşı bir yıldız olan X-ışını ikilisidir. İlk obje ikincisinden malzeme çalar.

Çalınan malzeme, kompakt yıldızın veya kara deliğin güçlü çekim alanı ile hızlandırılır ve oldukça aydınlık bir X-ışını kaynağı üreterek çok yüksek sıcaklıklara çıkartılır.

M51’de keşfedilen X-ışını ikililerinin en az 10 tanesi, kara delikler içerecek kadar parlaktır ve bu kara deliklerin çoğu muhtemelen Güneş’ten çok daha büyük olan yıldızların malzemelerini çalmaktadır.

Girdap Gökadası araştırması 500’e yakın X-ışını kaynağını ortaya çıkardı. Bunların yaklaşık 400’ünün gökadanın içinde olduğuna inanılırken, diğerleri M51’in önünde veya arkasındadır.

Charles Messier’in ünlü kataloğundaki 51. giriş belki de sarmal bulutsu olarak yapılan ilk kayıttır. Daha sonra NGC 5194 olarak da kataloglanmış iyi tanımlanmış sarmal yapıya sahip büyük bir gökadadır. 60.000 ışık yılı aşkın bir süredir, M51’in sarmal kolları ve toz şeritleri ve eşlikçi arkadaşı gökada (üstte), NGC 5195’in açıkça önüne ve arkasına doğru yayılıyor. Gözlem için Gelişmiş Hubble Kamerası görüntü verileri, iyi bilinen etkileşim içindeki gökada çiftinin bu alternatif portresini oluşturmak için yeniden işlenmiştir. İşleme, soluk alanlardaki ayrıntıları, gelişmiş renk ve kontrastı daha da keskinleştirdi. M51’in çevresindeki ve çekirdeğindeki özelliklerle birlikte küçük yoldaşı geçen toz şeritleri ve genişletilmiş akışları ortaya çıkardı. Çift yaklaşık 31 milyon ışık yılı uzaklıktadır. Büyük Kepçenin (Büyük Ayı) kolundan çok uzak olmasa da resmi olarak küçük Av Köpekleri takımyıldızı sınırları içinde bulunuyor. Fotoğraf: S. Beckwith (Stscı), Hubble Heritage Team, (Stscı/aura), ESA, NASA, ek işlem: Robert Gendler

NGC 5195, Messier’in arkadaşı ve meslektaşı Pierre Méchain tarafından 20 Mart 1781’de keşfedildi. 1781 kataloğunda M51 olarak atıfta bulunduğu nesnenin daha büyük galaksi veya etkileşim çifti olup olmadığını tamamen netleştirmedi. Sonuç olarak, Girdap Gökadası (NGC 5194) bazen M51a ve M51b olarak küçük NGC 5195 olarak adlandırılır.

William Herschel, nesneyi H I. 186 olarak 12 Mayıs 1787’de aşağıdaki notla katalogladı: “oldukça parlak. Oldukça Büyük. Yuvarlak veya biraz uzatılmış. Çok yavaş yavaş ortasına doğru daha parlak. Connoissance des Temps [M51] 51. ‘nin 3’ kuzeyden önceki [KB].”

John Herschel, 1830 Nisan ayında m51’i h1622 olarak katalogladı ve “çok parlak bir yuvarlak, uzak bir mesafeden bulutsu bir halka ile çevrili” şeklinde not aldı. Daha sonra nesneyi genel kataloğa GC 3574 olarak ekledi.

ObjeGökada
TipiSarmal
TakımyıldızıAv Köpekleri
En İyi Gözlem AyıMayıs
Neyle Gözlenir?Teleskop
Sağ Açıklık13s 29d 52.7s
Dik Açıklık+47°11’43”
Uzaklığı:23 milyon ışık yılı (7.1 megaparsek)
Yıldız Sayısı100 milyar
Görünür Parlaklığı+8.4
Görünür Boyutu11′.2 x 6′.9
Çapı60.000 ışık yılı

Videolar

M51- Chandra X-ışını Gözlemevi Turu

X-ışınları İle Ortaya Çıkan Kara Delik – Yıldız İlişkisi – Chandra X-ray Gözlemevi

Görünür ve Kızılötesi Işınlarla Girdap Gökadası – NASA Spitzer

M51a’nın Oluşumu Computer Physics Lab

Fotoğraflar

m51 hubble,whirlpool galaxy nasa image

NASA’nın Hubble Uzay Teleskobunun bu görüntüleri, Girdap Gökadası olarak adlandırılan sarmal gökada M51’in, dramatik açıdan iki farklı yüzünü gösteriyor. Görünür ışıkta çekilen soldaki görüntü, zarif, kıvrımlı kollar, pembe yıldız oluşturan bölgeler ve yıldız kümelerinin parlak mavi şeritleri de dahil olmak üzere tipik bir sarmal gökada özelliklerini vurgular. Sağdaki görüntüde ise, yıldız ışığının çoğu, kızılötesi ışıkta görüldüğü gibi, girdaptaki iskelet toz yapısını ortaya çıkararak kaldırıldı. Bu yeni görüntü, M51’deki yoğun tozun en keskin görünümüdür. Hubble tarafından ortaya çıkan dar toz şeritleri, galaksinin çekirdeğine doğru dönen galaksinin adını aldığı, girdap gibi gökadasını yansıtıyor.

Kızılötesi görüntüdeki kırmızı renk, her biri yaklaşık 65 ışık yılı genişliğinde yüzlerce küçük yıldız kümesiyle noktalanmış olan tozu belirliyor. Bu yıldızlar daha önce hiç görülmemiştir. Yıldız kümeleri normal ışıkta görülemez, çünkü yoğun toz onları gizler. Görüntü, 35 ışık yılı kadar uzaktaki küçük ayrıntıları ortaya koyuyor. Görüntü-Kızılötesi: NASA, ESA, M. Regan & B. Whitmore (Stscı), & R. Chandar (U. Toledo); optik: NASA, ESA, S. Beckwith (Stscı), & Hubble miras ekibi (Stscı / AURA)

NASA’s Spitzer Space Telescope has captured these infrared images of the “Whirlpool Galaxy,” revealing strange structures bridging the gaps between the dust-rich spiral arms, and tracing the dust, gas and stellar populations in both the bright spiral galaxy and its companion. The Spitzer image is a four-color composite of invisible light, showing emissions from wavelengths of 3.6 microns (blue), 4.5 microns (green), 5.8 microns (orange) and 8.0 microns (red). These wavelengths are roughly 10 times longer than those seen by the human eye. The visible light image comes from the Kitt Peak National Observatory 2.1m telescope, and has the same orientation and size as the Spitzer infrared image, measuring 9.9 by 13.7 arcminutes (north up). Also a four-color composite, the visible light image shows emissions from 0.4 to 0.7 microns, including the H-alpha nebular feature (red in the image).
The light seen in the images originates from very different sources. At shorter wavelengths (in the visible bands, and in the infrared from 3.6 to 4.5 microns), the light comes mainly from stars. This starlight fades at longer wavelengths (5.8 to 8.0 microns), where we see the glow from clouds of interstellar dust. This dust consists mainly of a variety of carbon-based organic molecules known collectively as polycyclic aromatic hydrocarbons. Wherever these compounds are found, there will also be dust granules and gas, which provide a reservoir of raw materials for future star formation.
Particularly puzzling are the large number of thin filaments of red emission seen in the infrared data between the arms of the large spiral galaxy. In contrast to the beady nature of the dust emission seen in the arms themselves, these spoke-like features are thin and regular, and prevalent in the gaps all over the face of the galaxy.
Also of interest is the contrast in the distributions of dust and stars between the spiral and its faint companion. While the spiral is rich in dust, bright in the longer infrared wavebands, and actively forming new stars, its blue companion shows little infrared emission and hosts an older stellar population. The spectacular whirlpool structure and star formation in M51 are thought to be triggered by an ongoing collision with its companion. Understanding the impact on star formation by the interaction of galaxies is one of the goals of these observations.
The Spitzer observations of M51 are part of a large 500-hour science project, known as the Spitzer Infrared Nearby Galaxy Survey, which will comprehensively study 75 nearby galaxies with infrared imaging and spectroscopy. From these data, astronomers will probe the physical processes connecting star formation to the properties of galaxies. This information will provide a vital foundation of data, diagnostic tools, and astrophysical inputs for understanding the distant universe, ultraluminous galaxies, and the formation and evolution of galaxies. Image: NASA/JPL-Caltech/R. Kennicutt (Univ. of Arizona)/DSS

Three-color far-infrared image of M51, the Whirlpool Galaxy.
Red, green and blue correspond to the 160-micron, 100-micron and 70-micron wavelength bands of the HerschelÕs Photoconductor Array Camera and Spectrometer, PACS instruments. Glowing light from clouds of dust and gas around and between the stars is visible clearly. These clouds are a reservoir of raw material for ongoing star formation in this galaxy. Blue indicates regions of warm dust that is heated by young stars, while the colder dust shows up in red. Image: ESA and the PACS Consortium

Girdap Gökadası M51’in X ışığındaki görüntüsü. Fotoğraf: NASA / CXC / UMD / A. Wilson

NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevinin yüksek çözünürlüğü X-ışınları sayesinde sayesinde, yakın zamanda Girdap Galaksisinde nadir türden bir süpernova gözlendi. Araştırmacı ekip, ikili yıldız sistemlerindeki kara delikler ve nötron yıldızları nedeniyle çok sayıda nokta şeklinde X-ışını kaynağı tespit etti. Chandra’nın görüntüsü, iki etkileşimli gökada, NGC 5194 (merkez) ve daha küçük arkadaşı (sol üst) NGC 5195’in enerjik orta bölgelerini vurguluyor.