新世纪的风车星系M101

伤我心太深

　M101于1781年3月27日由法国天文学家皮埃尔·梅香（Pierre Méchain）发现

巨大而美丽的螺旋星系M101虽然排在最后一部分，但绝对是最震撼的星系之一。横跨17万光年，这个巨大的星系的大小是我们银河系的两倍。M101也是19世纪罗斯伯爵的「帕森思顿的利维坦」望远镜所观测到的螺旋星系之一。相比之下，这个大型岛宇宙的多种波长观测图则是由21世纪的空间望远镜多图合成的。

色彩编制从X射线到红外线的波长（能量从高到低），这张图像的数据来自钱德拉X射线天文台（紫色），星系演化探测器GALEX（蓝色），哈勃空间望远镜（黄色），和史匹哲太空望遠鏡（红色）。X射线的数据追寻到围绕M101中恒星、中子星、黑洞双星系统爆炸后的几百万度高温的气体的方位，低能量的数据来自组成M101巨型螺旋臂的恒星和尘埃。

被称作风车星系的M101位于北半球大熊座的边缘，距离地球约2500万光年。

这张照片是如何拍摄的呢？

　M101星系的正面朝向我们在2006年2月28日NASA和ESA释放出一张风车星系非常详细的照片，在当时，那张照片是哈勃太空望远镜所拍最大和最详细的星系照片。这张照片是经由51次独立的曝光，再加上一些在地面上拍摄的照片合成的。

M101的详细资料：

M101星系的悬臂

　　从照片上来看，风车星系M101是天空中的旋涡星系之一。尽管短时间曝光所显现的核心区还是非常对称的，但实际上它有显著的不对称性，它的核明显偏离星系中心。Halton Arp在他的“特别星系表”中将它编为第26号，并形容它是“有一条沉重旋臂的旋涡星系”。

M101星系的距离

　　哈勃太空望远镜h0 key项目组 (paper iii, 1996)通过对M101中造父变星的测量得到它的距离约为24±2 百万光年。Kenneth Glyn Jones也提到了早在1986年进行的地面观测，据称是通过两颗造父变星，得到的数值在2000万到2600万光年之间；这与通过行星状星云的光度函数得到的数据25.1±1.6百万光年相符（feldmeier, ciardullo and jacoby (1996)）。最近对造父变星的距离标度进行了校准，“真实”距离要大10%，约为27百万光年。

M101星系的大小、光度

　　以哈勃到hipparcos的这个新距离来估算，它的直径将超过17万光年，是最大的圆盘星系之一，而它7.9等的相对亮度换算为决定星等可达-21.6等，这是太阳的300亿倍。

M101星系的氢游离区

　　与银河系比较，M101真的是一个大星系，直径17万光年，就几乎是银河系的两倍。对质量所知不多，最常被引用的数值是160亿太阳质量，但这个数值毫无疑问是偏低的，因为M101的低亮度会导致这样的低估。对电离氢区(HⅡ)和自转速度的新认知，认为质量应该在一仟亿至一兆个太阳质量。

　　另一个值得关注的是这个星系巨大且极端明亮的氢游离区，在相片上大约总共有3,000处之多。氢游离区是在星系之中，因自身的引力下而收缩的高密度氢云气区，到最后，当局部地区的氢原子密度足以因发氢融合反应时，新的恒星就将诞生。理所当然的，氢游离区经常有许多非常明亮和高温的年轻恒星，促使云气呈现蓝色。

　　在M101的图片上可以看见其中的一边是不对称的，这被认为是在过去曾经和另一个星系发生碰撞所造成的，伴随着重力的潮汐力导致了不对称。另一方面，这次遭遇也增强了M101螺旋臂的密度波，被增强的密度波发挥的作用导致星系间的氢气体被压缩，触发了强烈的恒星形成活动。

M101星系中的超新星

　　在太空中的钱卓X-射线天文台最近的探测在M101找到了几个可能是超新星爆炸后的残骸，但还需要进一步的调查。因为在光学对应源和钱卓X-射线天文台所找到的X射线源的比对上还有些问题。但是，钱卓X-射线天文台在温度在100～400万度℃之间的软X射源图像，被建议是新类型的中介质量黑洞。