Virgo Galaxy Clusters

Mappa della costellazione della Vergine con l'ammasso galattico della Vergine

L' ammasso galattico della Vergine è un ammasso galattico con almeno 1300, ma probabilmente più di 2000 galassie. Si trova nella costellazione della Vergine (Vergine); il suo centro è a circa 54 milioni di anni luce dalla Via Lattea .

L'ammasso costituisce anche il centro del superammasso locale , che è quindi chiamato anche superammasso della Vergine . Il Gruppo Locale - l'ammasso di galassie a cui appartengono la Via Lattea e la Nebulosa di Andromeda - fa parte di questo superammasso come l'ammasso galattico della Vergine, ma piuttosto ne forma un'estensione.

Appena a nord dell'ammasso della Vergine, ma molto indietro, c'è l'ancor più grande ammasso di coma . L'assegnazione di singole galassie in primo piano e sullo sfondo è stata possibile solo pochi decenni fa.

scoperta

Galassie al centro dell'ammasso di galassie della Vergine con nomi e magnitudini apparenti.
I due oggetti più grandi in questa immagine sono le galassie ellittiche M84 e M86.

Il primo membro dell'ammasso di galassie della Vergine fu scoperto da Charles Messier nel febbraio 1771 . L'astronomo francese aveva iniziato a misurare tutte le nebulose nel cielo per evitare confusione con nuove comete . Oggi è noto che la nuvola nebbiosa che Messier catalogò all'epoca era la gigantesca galassia ellittica Messier 49 . In seguito Messier entrò in altre galassie membri brillanti dell'ammasso della Vergine, alcune delle quali erano state scoperte dal suo amico Pierre Méchain tra il 1779 e il 1781 , nel suo catalogo. Tra questi c'era la galassia gigante Messier 87 , che è anche conosciuta come Virgo A a causa delle sue forti emissioni radio .

In totale, il catalogo di Messier contiene 16 galassie che sono ora identificate come membri dell'ammasso della Vergine: M49 , M58 , M59 , M60 , M61 , M84 , M85 , M86 , M87 , M88 , M89 , M90 , M91 , M98 , M99 e M100 . Il mese di marzo 1781 può quindi essere indicato come l'ora della scoperta dell'ammasso di galassie, perché lo stesso Messier inserì nelle sue note le seguenti frasi dopo la voce per M91 (tradotto da Kenneth Glyn Jones ):

Messier riconobbe anche allora che queste nebulose formano un gruppo e che non sono ammassi stellari . Naturalmente , quasi 150 anni prima della prima osservazione di singole stelle nella Nebulosa di Andromeda , non era in grado di riconoscere la natura delle galassie come sistemi stellari al di fuori della Via Lattea . Non è stato chiarito fino agli anni '20 -'30.

La luminosa galassia sombrero M 104, che apparentemente appartiene a questo gruppo a causa della sua posizione nel cielo, non è un membro dell'ammasso della Vergine perché è molto più vicina.

Estensione, distanza e morfologia

Nel cielo, l'ammasso di galassie si estende su un'area di circa 8 gradi nelle costellazioni Virgo e Haar der Berenike . Il telescopio spaziale Hubble è riuscito a risolvere le Cefeidi nei membri dell'ammasso della Vergine per la prima volta nel 1994 . Utilizzando la relazione periodo-luminosità di queste stelle, è stata ottenuta una misura esatta della distanza di 65 milioni di anni luce, in modo da poter calcolare un diametro approssimativo del gruppo di circa 9 milioni di anni luce. Come tutti gli ammassi di galassie, l'ammasso della Vergine non deve essere inteso come un sistema chiuso con un confine chiaramente definito. Piuttosto, le colline ai piedi dell'ammasso si fondono perfettamente nella grande struttura del superammasso, e l'estensione qui fornita si riferisce quindi solo all'area delle galassie più leggere.

L'ammasso è costituito da un mix medio di galassie a spirale ed ellittiche . Le galassie a spirale, invece, sono distribuite su un ellissoide a forma di sigaro (prolate) che è circa quattro volte più lungo di quanto è largo ed evita il centro dell'ammasso. Questo è un fenomeno tipico negli ammassi di galassie densamente popolati, poiché la struttura a spirale nel centro denso dell'ammasso viene distrutta da forti forze di marea .

Le galassie ellittiche, invece, si distribuiscono in modo più simmetrico e si condensano fortemente verso il centro dell'ammasso. L'area centrale contiene le tre galassie ellittiche giganti M 49 , M 60 e M 87 . La più grande di queste tre galassie, M 87, è circa 10 volte la dimensione delle altre due e ha una massa di circa 6 trilioni di masse solari entro un raggio di 50 kpc .

La distribuzione di tutte le galassie conosciute nell'ammasso nell'area centrale non ha un centro chiaramente definito. Piuttosto, le tre galassie giganti formano i centri dei sottogruppi: l' ammasso A attorno a M87 nel centro geometrico dell'ammasso è di gran lunga il più grande di questi gruppi con circa 100 miliardi di masse solari, o ben 300 volte la massa della Via Lattea, ammasso B intorno a M 49 a sud forma un cospicuo sottocentro e l' ammasso C intorno a M 60 è infine un gruppo relativamente piccolo a est del cluster A. Il grande sottogruppo del cluster A è di nuovo ben diviso in due parti: il gruppo principale attorno al gigante M 87 e un gruppo più piccolo intorno a M 84 e M 86 , che insieme ad altre galassie luminose formano una struttura lineare chiamata catena Markaryana dal nome del loro scopritore . (L'inizio della catena Markarjan con M 84, M 86 e la coppia NGC 4435 e NGC 4438 può essere visto nella foto sopra.) Oltre ai tre grandi sottogruppi, le galassie a spirale più lontane con le loro compagne formano sottostrutture fisiche. Un tipico esempio di ciò è la galassia a spirale M100 a nord del centro.

La massa totale dell'ammasso di galassie può essere calcolata usando il cosiddetto teorema viriale della meccanica celeste e le moderne estensioni di questo teorema dalle velocità particolari , ad es. H. dagli scostamenti delle singole velocità degli elementi rispetto al centro di gravità. Poiché queste velocità peculiari, ad es. T. sono molto elevate (fino a 1600 km / s nel caso della galassia IC 3258 ), si ottiene un valore per la massa totale che, a circa 1.2 quadrilioni di masse solari, è nettamente superiore al valore ottenuto contando e pesando il Le galassie per luminosità si aspetterebbero. Questo effetto fu osservato per la prima volta da Sinclair Smith nel 1936, rendendolo una delle prime indicazioni dell'esistenza della materia oscura .

Come già accennato, gli ammassi di galassie non formano realmente sottosistemi chiusi. Ci sono indicazioni che ad es. B. estende ulteriormente la struttura a forma di sigaro delle galassie a spirale dell'ammasso della Vergine e forse si estende anche nell'ammasso di galassie di Coma , il centro del vicino superammasso. Le estensioni filamentose della stessa struttura sembrano estendersi nell'area della nuvola di coma-scultore , che contiene il gruppo locale.

Virgo Infall

La massa dell'ammasso della Vergine porta ad un'attrazione gravitazionale delle restanti galassie del superammasso locale. Il fatto che il Gruppo Locale faccia parte del Supercluster della Vergine significa che l'attrazione gravitazionale dell'ammasso della Vergine è sovrapposta al flusso cosmologico generale di Hubble . Il redshift cosmologico delle galassie dell'ammasso della Vergine è quindi molto inferiore a circa 1000 km / s di quanto ci si aspetterebbe a una data distanza. Con un valore moderno per la costante di Hubble H ₀ = 73 km / s / Mpc, ci si aspetterebbe circa 1400 km / s - questo valore è ad es. B. raggiunto quasi esattamente dall'ammasso di galassie Fornax di massa inferiore , che è quasi ugualmente distante con circa 60 milioni di anni luce . La differenza di velocità tra il flusso di Hubble e la velocità effettiva del gruppo locale corrisponde a un movimento relativo verso l'ammasso della Vergine ed è chiamata Virgo Infall .

Sovrapposto alla Caduta della Vergine è il movimento dell'ammasso della Vergine come centro del superammasso locale stesso. L'ammasso della Vergine si sposta verso il superammasso Hydra-Centaurus e l'intero complesso di tutti i superammassi vicini viene infine attratto verso il grande attrattore , il suo centro che forma l' ammasso di galassie Norma . I vettori di velocità di tutti questi movimenti si sommano a una velocità totale del gruppo locale di circa 600 km / s in una direzione tra l'ammasso della Vergine e il grande attrattore.

Galassie nell'ammasso della Vergine

Ci sono circa 30 galassie nell'ammasso della Vergine che sono più luminose della 10.5a magnitudine:

link internet

• Volo per l'ammasso della Vergine (25 MB)
• Mucchio della Vergine. California Institute of Technology
• Atti di Heron Island
• L'ammasso della Vergine . Atlante dell'Universo
• L'ammasso della Vergine . Chandra X-Ray Observatory
• L'ammasso di galassie della Vergine . SEDS pagine di Messier
• Immagine CCD del Virgohaufen Center
• Spektrum.de : registrazione amatoriale commentata
• Spektrum.de: registrazioni amatoriali: [1] [2]

Prove individuali

1. ^ Simona Mei et al.: The ACS Virgo Cluster Survey. XIII. Catalogo a distanza SBF e struttura tridimensionale dell'ammasso della Vergine . In: The Astrophysical Journal . 655, gennaio 2007, pagg. 144-162. codice bib : 2007ApJ ... 655..144M . doi : 10.1086 / 509598 .
2. ^ Originale francese del catalogo Messier al SEDS
3. ↑ ^{a b} Ammasso della Vergine a SEDS
4. ↑ H.Bernhard, D.Bennett, H.Rice: New Handbook of the Heavens , Chapter Units of the Universe . Signet Science Library, New York 1957.
5. ↑ ^{a b c d} B. Bingli: The Virgo Cluster - Home of M87 . In: Working on the Virgo Cluster . Estratto il 14 ottobre 2007.
6. ^ M. Fukugita, S. Okamura, N. Yasuda: distribuzione spaziale delle galassie a spirale nell'ammasso della Vergine dalla relazione Tully-Fisher . In: ApJ . 309, n. 1, 1993, pagina L39.
7. ↑ David Merritt, Benoit Tremblay: La distribuzione della materia oscura nell'alone di M87 . In: The Astronomical Journal . 106, n. 6, dicembre 1993, pp. 2229-2242. codice bib : 1993AJ .... 106.2229M . doi : 10.1086 / 116796 .
8. ↑ P. Fouqué, JM Solanes, T. Sanchis, C. Balkowski: Struttura, massa e distanza dell'ammasso della Vergine da un modello di Tolman-Bondi . In: Astronomia e astrofisica . 375, n. 3, 2001, pagg. 770-780. arxiv : astro-ph / 0106261 . codice bib : 2001A & A ... 375..770F . doi : 10.1051 / 0004-6361: 20010833 .
9. ^ S. Smith: La massa dell'ammasso della Vergine . In: Astrophysical Journal . 83, 1936, pagg. 23-30. codice bib : 1936 ApJ .... 83 ... 23S . doi : 10.1086 / 143697 .
10. ↑ Database extragalattico NASA / IPAC . In: Risultati per Virgo Cluster . Estratto il 14 ottobre 2007.
11. ↑ ^{a b} F. Combes et al.: Galaxies and Cosmology . Springer A&A Library, 1995, Capitolo 11.6: Large Scale Motions. Virgo Infall