M101 Fırıldak Gökadası

Fırıldak Gökadası (Pinwheel Galaxy) olarak da bilinen M101, 170 bin ışık yılı uzunluğunda, gökyüzünde 28.9’a 26.9 yay dakikalık bir alanı kaplayan (yaklaşık yarım derece) geniş bir gökadadır. Uzun pozlama ile çekilen fotoğraflarda çarpıcı şekilde yüzü bize dönük görünen sarmal bir galaksidir. Ancak düşük yüzey parlaklığı nedeniyle görsel olarak detaylarını gözlemlemesi zordur. Buna karşın Büyük Ayı takım yıldızında gözle kolay görülebilen Mizar/Alcor çift yıldızına yakınlığı dolayısıyla yerini tespit etmek kolaydır. Gökadanın dağınık ışıltısı dürbünle de tespit edilebilir fakat sarmal kollarının sönük detaylarını gözlemlemek için karanlık gecede bir teleskopa ihtiyaç vardır. Dikkat çekici detaylarını fark edebilmek için düşük veya orta büyütme gücünde teleskoplar kullanılmalıdır. M101 en az 9 gökada içeren grubun en parlak olanıdır.

M101 Fotoğraf: Nasa/ESA

M101’in bu çarpıcı görüntüsü, Hubble’ın şimdiye kadar sarmal gökadadan yakaladığı en büyük görüntülerden biridir. Yaklaşık on yıl boyunca çeşitli çalışmalarda toplanan 51 pozlamadan oluşan bu kızılötesi ve görülebilir ışıklı görüntü, 16.000 x 12.000 piksel ölçüsündedir. Hubble’ın gözlemleyemediği galaksinin bölümlerini doldurmak için yeryüzündeki teleskoplardan çekilen görüntüler kullanıldı.

Yıldızların, tozun ve gazın dev sarmal disk mesafesi 170.000 ışık yılıdır. Bu sayı gökadamız Samanyolu’nun neredeyse iki katıdır. M101’in en az bir trilyon yıldız içerdiği tahmin edilmektedir. Gökadanın sarmal kolları, büyük yıldız oluşturan bulutsu bölgelerine dağılır. Bu bulutsular, dev moleküler hidrojen bulutları içerisinde yoğun yıldız oluşum alanlarıdır. Parlak, mavi, yenidoğan yıldızlarının ışıl ışıl, genç kümeleri spiral kolları izler.

Charles Messier’in arkadaşlarından biri olan Pierre Méchain, Fırıldak gökadasını 1781’de keşfetti. Küçük bir teleskopla tespit edilebilir ve en kolay Nisan ayında görülür.

Fırıldak Gökadası, 7,86 kadir parlaklığa sahiptir ve Dünya’dan 20,9 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunmaktadır. Yeni Genel Katalog’da NGC 5457 olarak adlandırılmıştır.

Fırıldak Gökadası, son derece iyi koşullar altında 10 × 50 dürbünle tespit edilebilir, ancak yalnızca büyük, hafif bir ışık yaması olarak görünür. Küçük teleskoplar Gökadanın sadece daha parlak olan orta bölgesini ortaya çıkarırken, sarmal yapı 4 inçlik enstrümanlarda yamalı bir bulutsu olarak görünmektedir. 8 inçlik teleskoplar, gökadanın, sarmal yapıdaki leke ve belirtileriyle görülen daha hafif bir hale ile çevrili yoğun çekirdeğini göstermektedir.

Messier 101’i bulmak kolaydır, çünkü Büyük Kepçe’nin kolunun hemen yukarısında bulunur. Alkaid ve çift yıldız Mizar / Alcor ile bir üçgen oluşturur. Alkaid’in 5.5 derece kuzeydoğusunda ve Mizar’la aynı açılı olarak bulunur. Fırıldak Gökadasını gözlemlemek için yılın en iyi zamanı bahar mevsimidir.

M101@Slooh teleskoplarıyla

M101’in 1 trilyon yıldız içerdiği tahmin edilmektedir. Genç ve yaşlı yıldızlar, M101’in görünür, kızılötesi ve X-ışını dalga boylarında birleştirilen görüntüleri ile ortaya konduğu gibi gökadanın sarmal kolları boyunca eşit olarak dağılmış gibi görünmektedir.

Galakside, çok sayıda aydınlık ve ateşli genç yıldız tarafından iyonize edilen, yeni yıldızların oluştuğu, alışılmadık derecede yüksek sayıda H II bölgesi vardır. 1991’deki gözlemler M101’de 1.264 H II bölgesinin keşfedilmesine neden olmuştur. Bunlardan üçü, Yeni Genel Katalog’da kendi isimlerini alabilecek kadar parlaktı: NGC 5461, NGC 5462 ve NGC 5471.

M101’in diskinin tahmini kütlesi yaklaşık 100 milyar güneş kütlesidir, küçük merkezi çıkıntısı ise Güneş’in kütlesinin 3 milyar katıdır. Gökadanın, 30 milyar Güneş’in parlaklığına karşılık gelen mutlak parlaklığı -21.6 kadir’dır.

NASA’nın Büyük Gözlemevleri, Galileo’nun mirasını Hubble Uzay Teleskobu, Spitzer Uzay Teleskobu ve Chandra Röntgen Gözlemevi’nden etkileyici görüntüleri ve çığır açan bilimsel keşiflerle sürdürüyor. Galileo gökyüzünü insan gözüyle görünür ışığı kullanarak gözlemlerken, teknoloji artık Spitzer’in kızılötesi ve Chandra’ın X-ışınlarındaki görünümü de dahil olmak üzere birçok dalga boyunda gözlemlememize izin veriyor. Her bir dalga boyu bölgesi gök cisimlerinin farklı yönlerini gösterir ve sıklıkla başka türlü görülemeyen yeni nesneleri ortaya çıkarır. Sarmal gökada M101’in bu görüntüsü, Spitzer, Hubble ve Chandra’dan alınan görüntülerin bir bileşimidir. Kırmızı renk, Spitzer’in kızılötesi ışıkta görüntüsünü gösterir. Yıldızların oluşabileceği gökadadaki toz şeritlerinden yayılan ısıyı vurgular. Sarı renk Hubble’ın görünür ışıkta görünümüdür. Bu ışığın çoğu yıldızlardan geliyor ve toz şeritleriyle aynı sarmal yapıyı izliyorlar. Mavi renk ise Chandra’nın X-ışını ışığında çektiği manzarayı gösterir. X ışınlarının kaynakları arasında milyon derece gazlar, patlamış yıldızlar ve kara deliklerin etrafında çarpışan malzemeler bulunuyor.
Bu tür kompozit görüntüler astronomların bir dalga boyunda görülen özelliklerin başka bir dalga boyunda görülenlerle nasıl eşleştiğini görmelerini sağlar. Bir kamera, gece görüş gözlüğü ve X-ışını görüşünü aynı anda görmek gibi. Fotoğraf: NASA, ESA, CXC, JPL, Caltech ve STScI

Gökada merkezinde süper kütleli bir kara deliğe sahip görünmüyor çünkü radyo ve X ışını dalga boylarındaki gözlemler galaktik çekirdekte güçlü bir emisyon kaynağı tespit etmedi.

Fırıldak Gökadası, yalnızca merkez bölgesini ortaya çıkaran görüntülerde simetrik görünür, ancak daha küçük eşlik gökadaları ile olan etkileşimlerin sonucu olarak oldukça asimetriktir. Galaksinin çekirdeği, yakın geçmişte meydana gelen bir çarpışma sonucunda ortaya çıkacak olan merkezden ötürü yer değiştirmiştir.

M101’in önde gelen beş eşlikçisi vardır: NGC 5204, NGC 5474, NGC 5477, NGC 5585 ve Holmberg IV. Bu gökadalarla çekim etkileşiminin sonucu, M101’deki büyük tasarım yapısının oluşumunu tetiklediği ve NGC 5474’ü çarpıttığından şüpheleniliyor.

M101 gökadası, yıldızlar, gaz ve tozun döndüğü bir sarmaldır. Samanyolu Gökadamızın neredeyse iki katı genişliğindedir. Spitzer’in [sol çerçeve] kızılötesi ışıkta çektiği hali gökadanın narin toz şeritlerini sarı-yeşil lifler olarak ortaya koymaktadır. Bu tür yoğun toz bulutları, yeni yıldızların oluşabileceği yerlerdir. Bu görüntüde, sıcak, genç yıldızların ışığı ile ısıtılan toz kırmızı renkte görünür. Gökadadaki geri kalan yüzlerce milyar yıldız daha az belirgindir ve mavi bir pus oluşturur. Gökbilimciler yıldızların doğduğu toz bulutlarını incelemek için kızılötesi ışık kullanırlar. M101’in yüzü bize dönük görülecek şekilde durmaktadır. Bu bakış açısı Fırıldak Gökadasının takma adını veren sarmal yapıyı anlatır. Görünür ışıkta çekilen bu Hubble görüntüsünde [orta çerçeve], parlak mavi kümeler, yeni yıldızların oluştuğu bölgelerdir. Sarımsı çekirdek esas olarak eski yıldızlardan oluşur. Koyu kahverengi toz şeritleri, yıldızlararası bulutların yeni yıldızlar oluşturmak üzere çökebileceği daha soğuk ve daha yoğun bölgelerdir. Bu özelliklerin tümü, yerçekimi ve dönme kombinasyonu ile güzel bir sarmal düzende biçimlendirilir. Gökbilimciler yıldızların sarmal gökadalarda nerede ve nasıl oluştuğunu incelemek için görünür ışık kullanırlar.
Chandra’nın X-ışını ışığında çekilen M101’in [sağ çerçeve] görüntüsü, bu sarmal gökadanın yüksek enerjili özelliklerini göstermektedir. X ışınları genellikle şiddetli ve / veya yüksek sıcaklıktaki olaylarda ortaya çıkar. Beyaz noktalar patlamış yıldızların kalıntılarını ve kara delikler çevresinde aşırı hızlarda çarpışan malzemeleri içeren X-ışını kaynaklarıdır. Pembe ve mavi renkler, milyon derecelik gazdan ve büyük yıldız kümelerinden oluşan emisyondur. Pembe emisyon, düşük enerjili X ışınlarını, mavi yüksek enerjili X ışınlarını gösterir. Astronomların Messier 101’in X-ışınlarını incelemelerinin bir nedeni, sarmal gökadalarda kara deliklerin nasıl büyüdüğünü daha iyi anlamaktır. Fotoğraf: NASA, ESA, CXC, JPL, Caltech ve STScI

Fırıldak Gökadası ve eşlikçileri, M101 üzerinde odaklanan en az dokuz gökadadan oluşan M101 Grubunu oluşturur. Fırıldağın arkadaşlarına ek olarak, olası diğer grup üyeleri arasında NGC 5238, UGC 8508 ve UGC 9405 gökadaları da bulunmaktadır.
2006 yılında Hubble Uzay Teleskobu tarafından alınan M101’in görüntüsü, 51 ayrı pozlama ve dünyada çekilen bir kaç pozdan oluşan görüntü, gökadanın bugüne kadarki en büyük ve en ayrıntılı görüntüsü oldu.

20. yüzyılda M101’de üç süpernova keşfedildi: Ocak 1909’da SN 1909A (tuhaf tip, +12.1 parlaklık), Eylül 1909’da SN 1951H (Tip II, +17.5 parlaklık), Eylül 1951’de ve SN 1970G (Tip II, + 11.5 parlaklık) Ocak 1970’de.

Fırıldak Gökadasında Palomar Transient Facility (PTF) tarafından 24 Ağustos 2011 tarihinde 17.2 kadir parlaklığında bir başka süpernova tespit edilmiştir. SN 2011fe olarak belirlenmiş, bir beyaz cücenin şiddetli bir şekilde patlamasıyla tetiklenen Tip Ia süpernova olarak sınıflandırıldı. 10 Eylül civarında 9.9 kadir parlaklığa ulaştı ve 1987’den beri görülen en yakın süpernova idi.

M101, Samanyolu gibi bir sarmal gökada, ancak yaklaşık yüzde 70 daha büyüktür. Dünya’dan yaklaşık 21 milyon ışık yılı uzaklıktadır. Chandra’ın X ışınları, patlamış yıldızlar, aşırı ısınmış gaz ve kara deliklere doğru düşen malzeme nedeniyle en sıcak ve en enerjik alanları ortaya koyuyor. Spitzer’in kızılötesi verileri, yıldızların oluştuğu gökadadaki tozlu şeritleri gösterirken, optik veriler yıldızlardan gelen ışığı izler.
Bu görüntü, amatör teleskoplardan gelen optik verileri NASA misyonlarının arşivlerinden gelen verilerle birleştiren profesyonel ve amatör astronomların ortak bir “gökadalar dörtlüsü” işbirliğinin bir parçasıdır. NASA’nın Huntsville, Ala’daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi, NASA’nın Washington’daki Bilim Heyeti Müdürlüğü’nün Chandra programını yönetiyor. Cambridge, Mass .’deki Smithsonian Astrofizik Gözlemevi, Chandra’un bilim ve uçuş operasyonlarını kontrol eder. Görüntü – X-ışını: NASA / CXC / SAO; Optik: Detlef Hartmann; Kızılötesi: NASA / JPL-Caltech

Chandra X-ışını Gözlemevi ile yapılan gözlemler, X-ışını kaynağını (P98) 2001’de ultra-ışıltılı bir X-ışını kaynağı olarak tanımlamıştır. Ultra aydınlık bir X-ışını kaynağı, tek bir yıldızdan daha güçlü bir X-ışını emisyonu kaynağıdır, ancak galaksinin tamamı kadar güçlü değildir. Kaynak, M101 ULX-1 olarak belirlenmiştir. Hubble Uzay Teleskobu ve ESA’nın yörüngeli X-ışını gözlemevi XMM-Newton ile yapılan gözlemler, kaynağın bir X-ışını ikili sistemi olduğunu belirten optik bir eşdeğeri olduğunu ortaya koydu.

Messier 101, 27.07.181 tarihinde Fransız gökbilimci Pierre Méchain tarafından keşfedildi. Méchain’in, keşfini, nesnenin konumunu doğrulayan ve aşağıdaki notla kataloğuna ekleyen meslektaşı Charles Messier’e bildirdi:

“Çoban takımyıldızının sol eliyle büyük Ayı’nın kuyruğu arasında, 6 – 7 dakikalık [yay] çapında yıldızsız, çok belirsiz ve oldukça büyük, yıldızsız bulutsusu. (çap 7 ′)”

William Herschel 20 Eylül 1783’te 20 metrelik teleskopuyla M101’i gözlemledi. ve şunu yazdı:

“Kuzey kesiminde oldukça belirgin bir şekilde görülen büyük bir yıldız var ve güneyde 5 veya 6 tane küçük yıldızlardan oluştuğu en büyük bir bulutsuda ışıldadığını gördüm. Gece kötüydü. Şu ana kadar bu ve 51’inci [Whirlpool Galaxy, M51], artık yıldız görünümünden çıktı, onları çözememek için bir sonraki adım oldu. Yeni 20 ayak teleskopbum muhtemelen işleri kolaylaştıracak.”

Herschel, M101’in birkaç kolunu 14 Nisan 1789’da katalogladı ve bunlardan üçünün sonradan kendi NGC numaralarını belirledi: H III.787 (NGC 5447), H III.788 (NGC 5461) ve H III. 789 (NGC 5462). Herschel şunları yazdı:

“Geniş bulutsulu, çok parlak, küçük çekirdekli, önceki [B] tarafında oldukça iyi belirlenmiş, ancak kuzeyden [KD] sonra çok yayılmış. Aşağıdaki iki bulutsuyu içerir [III.788 ve 789, NGCs 5461, 5462] ve 20, belki 30 ′ veya daha fazla uzanıyor gibi görünüyor.”

John Herschel M101’i h 1744 olarak katalogladı ve daha sonra Genel Kataloğuna GC 3770 olarak ekledi. Nesneyi “oldukça parlak; çok büyük; düzensiz yuvarlak; yavaş yavaş, sonra çok aniden, parlak küçük bir çekirdeğin olduğu, ortaya doğru çok daha parlak” olarak niteledi.

Gözlem Bilgileri

ObjeGökada
TipiSarmal
TakımyıldızıBüyük Ayı
En İyi Gözlem AyıNisan
Neyle Gözlenir?Dürbün
Sağ Açıklık14s 03d 12.6s
Dik Açıklık+54°20’57”
Uzaklığı:20,9 milyon ışık yılı (6,4 megaparsek)
Yıldız Sayısı1 trilyon
Görünür Parlaklığı+7.86
Görünür Boyutu28′.8 x 26′.9
Çapı85.000 ışık yılı