Un aniversario de Herschel - NGC 891 por Ken Crawford

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En esta noche, el 6 de octubre, en 1784, Sir William Herschel estaba ocupado en el ocular de su telescopio con una nueva galaxia que acababa de descubrir. Herschel lo anotó en su quinto catálogo como descubrimiento 19, pero cuando se entusiasmó al hablar sobre los descubrimientos de su hermana Caroline, cometió un error. Aprendamos…

Aunque William Herschel luego confundió NGC 891 con el descubrimiento independiente de Caroline del NGC 205 (M110), se puede entender cómo el equipo de astronomía hermano / hermana podría cometer un error honestamente. En palabras de Caroline Herschel; “Conocía muy poco de los cielos reales para poder señalar cada objeto y encontrarlo nuevamente sin perder demasiado tiempo consultando el Atlas. Pero todos estos problemas se eliminaron cuando supe que mi hermano no se encontraba a gran distancia haciendo observaciones con sus diversos instrumentos sobre estrellas dobles, planetas, etc., y pude obtener su ayuda de inmediato cuando encontré una nebulosa o grupo de estrellas, de los cuales tenía la intención de dar un catálogo; pero a fines de 1783 solo había marcado catorce, cuando mi barrido fue interrumpido por ser empleado para anotar las observaciones de mi hermano con los seis metros.

Curiosamente, el error de Herschel fue perpetuado por el almirante William Henry Smyth, quien cuando se retiró de la Royal Navy pasó su tiempo en su observatorio privado equipado con un refractor de 6 pulgadas. Allí observó una variedad de objetos del cielo profundo, incluidas estrellas dobles, cúmulos y nebulosas, y mantuvo un registro cuidadoso de sus observaciones, publicando su trabajo como el "Ciclo de objetos celestes", incluido el error de Herschel. Pero al final, ¿realmente importa qué Herschel lo descubrió? Es lo que hay ahí afuera lo que cuenta ...

Ubicado a unos treinta millones de años luz de distancia en el Local Super Cluster, NGC 891 está envuelto por un halo frío y gaseoso. De acuerdo con Tom Oosterloo (et al); “Las observaciones de HI están entre las más profundas jamás realizadas en una galaxia externa. Revelan un enorme halo gaseoso, mucho más extendido que el visto anteriormente y que contiene casi el 30% del HI. Este halo HI muestra estructuras en varias escalas. Por un lado, hay un filamento que se extiende (en proyección) hasta 22 kpc verticalmente desde el disco. También se detectan pequeñas nubes de halo, algunas con velocidades prohibidas (aparentemente contrarrotativas). La cinemática general del gas halo se caracteriza por un retraso de rotación diferencial con respecto al del disco. El retraso, más pronunciado en radios pequeños, aumenta con la altura desde el plano. Hay evidencia de que una fracción significativa del halo se debe a una fuente galáctica. La acumulación del espacio intergaláctico también puede desempeñar un papel en la construcción del halo y proporcionar el material de bajo momento angular necesario para explicar el retraso de rotación observado. El largo filamento HI y las nubes contrarrotativas pueden ser evidencia directa de tal acreción ".

¿Acreción? ¿Acreción de dónde? ¿NGC 891 está recolectando material de otro lugar? Aparentemente si. Según el trabajo de Mapelli (et al): “Se sabe desde hace mucho tiempo que una gran fracción de las galaxias discales están desproporcionadas. Simulamos tres mecanismos diferentes que pueden inducir la distorsión: interacciones de sobrevuelo, acumulación de gas a partir de filamentos cosmológicos y presión de ram desde el medio intergaláctico. Al comparar las morfologías, el espectro HI, la cinemática y los componentes de Fourier m = 1, encontramos que todos estos mecanismos pueden inducir la distorsión en las galaxias, aunque en diferentes grados y con consecuencias observables. La escala de tiempo en la que persiste la desigualdad sugiere que los sobrevuelos pueden contribuir a ~ 20 por ciento de las galaxias asimétricas. Centramos nuestra comparación detallada en el caso de NGC 891, una galaxia de borde asimétrico con un compañero cercano (UGC 1807). Encontramos que las principales propiedades de NGC 891 (morfología, espectro HI, curva de rotación, existencia de un filamento gaseoso que apunta hacia UGC 1807) favorecen un evento de sobrevuelo para el origen de la lapsidad en esta galaxia ”.

Ah, ja! Entonces, tenemos una galaxia compañera cercana. Recientemente hemos aprendido que la combinación de galaxias produce actividad de destello estelar y el caso también es cierto para NGC 891. Los estudios realizados tan recientemente como junio de 2008 indican actividad del busto estelar basada en la fuerza de las características del hidrocarburo aromático policíclico (HAP). ¿Y dónde están esos HAP? Por qué, en el halo, por supuesto. Según el trabajo de Rand (et al): “Presentamos espectroscopía infrarroja del telescopio espacial Spitzer en una posición del disco y dos posiciones a una altura de 1 kpc desde el disco en la espiral de borde NGC 891, con el objetivo principal de estudiar halo ionización. Nuestro principal resultado es que la relación [Ne III] / [Ne II], que proporciona una medida de la dureza del espectro ionizante libre de los principales problemas que afectan a las relaciones de líneas ópticas, se mejora en los puntos extraplanar en relación con el apunte del disco. Utilizando un código de fotoionización 2D basado en Monte Carlo que explica los efectos del endurecimiento del campo de radiación, encontramos que esta tendencia no puede ser reproducida por ningún modelo de fotoionización plausible y que, por lo tanto, una fuente secundaria de ionización debe operar en halos gaseosos. También presentamos las primeras detecciones espectroscópicas de características de PAH extraplanar en una galaxia normal externa. Si están en una capa exponencial, se implican alturas de escala de emisión muy aproximadas de 330-530 pc para las diversas características. La extinción puede ser no despreciable en el plano medio y reducir significativamente estas alturas de escala. Hay poca variación significativa en la emisión relativa de las diversas características entre el disco y el entorno extraplanar. Solo la característica de 17.4 µm está significativamente mejorada en el gas extraplanar en comparación con las otras características, lo que posiblemente indica una preferencia por los HAP más grandes en el halo ”.

Entonces, ¿a dónde va todo esto? La investigación actual muestra una correlación entre la abundancia de HAP con la edad galáctica. Cuando una rama gigante asintótica vuelve a toser con su polvo de carbono en el medio interestelar al final de su evolución, se convierten en la fuente principal de PAHS y polvo de carbono en las galaxias. Como sabemos, una galaxia es una gran planta de reciclaje, y la eyección se devuelve al medio interestelar después de unos cientos de millones de años a lo largo de la línea de evolución de la secuencia principal. Pero, el patrón filamentoso que se extiende desde el disco galáctico de NGC 891 puede muy bien señalar explosiones de supernovas estelares. Por el contrario, esas estrellas enormes y masivas que terminan como supernovas de Tipo II son las que arrojan polvo y metales en todas partes en el momento en que se forman.

Entonces, ¿es este el resultado de una actividad antigua o nueva? Según Popescu (et al): “Describimos una nueva herramienta para el análisis de los rayos UV a la distribución de energía espectral (SED) submilimétrica (sub-mm) de las galaxias espirales. Usamos un tratamiento consistente de calentamiento y emisión de granos, resolvemos el problema de transferencia de radiación para un disco finito y una protuberancia, y calculamos de manera consistente el calentamiento estocástico de los granos colocados en el campo de radiación resultante. Utilizamos esta herramienta para analizar la bien estudiada galaxia espiral de borde cercano NGC 891. Primero investigamos si la antigua población estelar en NGC 891, junto con una suposición razonable sobre la joven población estelar, puede explicar el calentamiento del polvo. y la emisión de infrarrojo lejano y sub-mm observada. La distribución del polvo se toma del modelo de Xilouris et al. (1999), quienes utilizaron solo observaciones ópticas y de infrarrojo cercano para determinarlo. Hemos encontrado que un modelo tan simple no puede reproducir el SED de NGC 891, especialmente en el rango inferior a mm. Subestima en un factor de 2-4 el flujo sub-mm observado. Existen una serie de posibles explicaciones para el flujo sub-mm que falta. Investigamos algunos de ellos y demostramos que uno puede reproducir el SED observado en el infrarrojo lejano y el sub-mm bastante bien, así como el perfil radial observado a 850 mu m. Para los modelos calculados, proporcionamos la proporción relativa de la radiación de polvo alimentada por las poblaciones estelares viejas y jóvenes en función de la longitud de onda FIR / sub-mm. En todos los modelos encontramos que el polvo es predominantemente calentado por la población estelar joven ”.

Aunque puede haber estado ocupado alguna vez, NGC 891 está en silencio ahora. Según Rowan Temple, “Utilizando una muestra de otras galaxias locales, comparamos las propiedades de rayos X e infrarrojos de NGC 891 con las de las galaxias espirales 'normales' y de estallido estelar, y concluimos que NGC 891 es probablemente una galaxia estelar en un estado de reposo ". Así que eche un vistazo cuando tenga tiempo. Esta belleza de magnitud 10 se encuentra en (RA 2: 22.6 Dec +42: 21) a menudo se considera uno de los mejores objetos de cielo profundo que Messier nunca ha catalogado.

No importa qué Herchel lo descubriera.

¡Muchas gracias al miembro de AORAIA, Ken Crawford, por el uso de su excelente imagen!

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