Введение
Галактика в созвездии Большой Медведицы
Галактика "Водоворот" (также известная как Messier 101, M101 или NGC 5457) — это спиральная галактика, видимая с ребра. Изображение было составлено из 51 отдельных снимков, а также некоторых дополнительных наземных фотографий.
Открытие
Пьер Мешайн, открывший галактику, описал её как «туманность без звёзд, очень тусклая и довольно большая, диаметром от 6 до 7 угловых минут, между левой рукой Волопаса и хвостом Большой Медведицы. Её трудно различить, когда смотришь сквозь [сетку] проволоки». Уильям Гершель писал в 1784 году, что эта галактика была одной из нескольких, «которые в моих рефлекторах с фокусным расстоянием 7, 10 и 20 футов показывали пеструю туманность, которую я назову разрешимой; поэтому я ожидаю, что мой нынешний телескоп, возможно, сделает видимыми звёзды, из которых, как я полагаю, она состоит».
Структура и состав
M101 — большая галактика диаметром 170 000 световых лет. Для сравнения, диаметр Млечного Пути составляет 87 400 световых лет. В ней содержится около триллиона звезд. Масса диска галактики составляет порядка 100 миллиардов солнечных масс, а масса небольшой центральной выпуклости — около 3 миллиардов солнечных масс. Её характеристики сопоставимы с характеристиками галактики Андромеды. В M101 наблюдается высокое количество областей H II, многие из которых очень велики и ярки. Области H II обычно сопровождают огромные облака высокоплотного молекулярного водорода, сжимающиеся под действием собственной гравитации, где происходит формирование звезд. Области H II ионизируются большим количеством чрезвычайно ярких и горячих молодых звезд; области H II в M101 способны создавать горячие сверхпузыри. В 1990 году в галактике был составлен каталог, включающий 1264 области H II. Три из них достаточно заметны, чтобы иметь номера в Новом общем каталоге — NGC 5461, NGC 5462 и NGC 5471. M101 имеет асимметричную форму из-за приливных сил, возникающих при взаимодействии со спутниковыми галактиками. Эти гравитационные взаимодействия сжимают межзвездный водородный газ, что запускает активное звездообразование в спиральных рукавах M101, которое можно наблюдать на ультрафиолетовых изображениях. В 2001 году рентгеновский источник P98, расположенный в M101, был идентифицирован как сверхяркий рентгеновский источник — источник, излучающий больше энергии, чем отдельная звезда, но меньше, чем целая галактика, с помощью рентгеновской обсерватории Чандры. Ему было присвоено обозначение M101 ULX 1. В 2005 году наблюдения, проведенные с помощью телескопов «Хаббл» и XMM-Newton, показали наличие оптического аналога, что убедительно свидетельствует о том, что M101 ULX 1 является рентгеновской двойной системой. Дальнейшие наблюдения показали, что система отклоняется от теоретических моделей: масса черной дыры составляет всего 20–30 солнечных масс, а скорость поглощения вещества (включая захваченный звездный ветер) превышает теоретические предсказания. По оценкам, в M101 содержится около 150 шаровых скоплений, что соответствует числу шаровых скоплений в Млечном Пути.
Галактики-компаньоны
У М101 есть шесть заметных галактик-спутников: NGC 5204, NGC 5474, NGC 5477, NGC 5585, UGC 8837 и UGC 9405. Как указано выше, гравитационное взаимодействие между ней и её спутниками могло привести к формированию её спиральной структуры. Галактика, вероятно, деформировала второго в списке галактику-спутник.