Teleskop XMM-Newton wykonał ostatnio jedno z najbardziej ostrych zdjęć galaktyki M81 w ultrafiloecie. Emisja twardego promeniowania ultrafioletowego (UV) jest oznaką m.in. aktywnego procesu gwiazdotwórczego, obecności supernowych i materii opadającej na czarne dziury. Teleskop ten, wraz z użyciem nowych technik obserwacyjnych, pozwoli odpowiedzieć na pytanie: czy M81 to mikrokwazar?

Galaktyka spiralna M81 (NGC 3031) znajduje się w odległości 12 milionów lat świetlnych, w gwiazdozbiorze Wielka Niedźwiedzica. Jest to jedna z najjaśniejszych galaktyk na północnym niebie (6,9 magnitudo). Tworzy ona także bardzo efektowną parę z sąsiadką M82. Obydwie galaktyki prawdopodobnie kilka milionów lat temu zderzyły się, na ten fakt wskazuje specyficzna budowa M82. M82 Może być w miarę łatwo obserwowana przez mały teleskop.

To spektakularne zdjęcie M81 (powyżej) w promieniach UV zawiera najważniejsze dowody na obecność intensywnych procesów gwiazdotwórczych w galaktyce. Liderem projektu badającego M81 jest Alice Breeveld z Mullard Space Science Laboratory (MSSL) w Londynie.

Najgorętsze regiony (w przypadku obserwacji przez filtry krótkofalowe) są miejscami powstawania gwiazd. Zauważyć je można w dwóch głównych ramionach galaktyki. Prawdopodobnie zderzenie z sąsiednią M82 w przeszłości doprowadziło do tak częstego powstawania nowych gwiazd w M81. M81 zawiera wiele krótkożyjących gwiazd, a takie najlepiej się bada w ultrafiolecie mówi Alice Breeveld.

Najchłodniejsze regiony są reprezentowane na zdjęciu przez kolor czerwony. Takim obszarem jest przede wszystkim centrum galaktyki, gdzie większość gwiazd jest starsza i mniej masywna oraz są blisko końca swej egzystencji. Punktowe światła na tle galaktyki i wokół niej (na zdjęciu) są to jedynie gwiazdy znajdujące się w Drodze Mlecznej.

Po spojrzeniu na zdjęcie natychmiast w oczy rzuca się bardzo jasne centrum. Ostatnimi czasy astrofizycy spekulowali nad powodem takiej jasności. Niektórzy twierdzili, że znajduje się tam region gwałtownego tworzenia wielkich, masywnych olbrzymów, które w krótkim czasie zmieniają się w supernową. Inni natomiast twierdzili, że znajduje się tam mikrokwazar.

Najbardziej wiarygodnym wyjaśnieniem jest to, że centrum M81 znajduje się w okresie przejściowym między mikrokwazarem, a supermasywną czarną dziurą. Oba obiekty są silnym źródłem promieniowania UV, więc jest to chyba najlepszy kompromis twierdzi Alice Breeveld.

Najlepszą metodą badania galaktyk typu M81 umożliwiają zdjęcia w promieniach UV i X. Taką możliwość daje tylko XMM Newton. Dane z urządzenia teleskopu, Reflection Grating Spectrometer (RGS), dotyczą miękkiego promieniowania rentgenowskiego, które obserwowane jest zarówno w obszarach szybko ewoluujących, masywnych gwiazd, jaki i w mikrokwazarach. Dane te posłużą do zbadania zależności między tymi dwoma zjawiskami. W połączeniu z obserwacjami M81 prowadzonymi przez inne urządzenia teleskopu Newtona dane pozwolą rozstrzygnąć ostatecznie, czy w M81 jest mikrokwazar, czy też nie.

Obserwacje w zakresie promieni UV, aby były wystarczające dla rozwiązania tego problemu muszą być prowadzone z orbity, ponieważ warstwa ozonowa nie przepuszcza większości z nich. Na szczęście nie brakuje astronomom instrumentów. Obserwacje w zakresie UV prowadzone są przy pomocy Teleskopu Hubblea (HST) oraz Ultraviolet Imaging Telescope (UIT), który zrobił zdjęcia M81 z wahadłowca w 1990 roku.

Możliwość prowadzenia obserwacji jednocześnie w zakresie promieni X, UV oraz w świetle widzialnym jest nieoceniona i sprawia, że teleskop XMM Newton staje się bezcenny i niezastąpiony. Urządzenie, które umożliwia taki zakres obserwacji nazywa się Optical Monitor i został stworzony przez naukowców z MSSL. Optical Monitor ma pole widzenia o wielkości 17×17 minut kątowych. Jest to w istocie unowocześniony teleskop Ritchey-Chretien o średnicy zwierciadła 30 cm. Posiada jednak aparaturę dodatkową o czułości, które są rzadko osiągane przez telesopy 4-metrowe.

Powyższe obserwacje zostały przeprowadzone w kwietniu 2001 roku.

Autor

Andrzej Nowojewski