风车星系（位于大熊座的螺旋星系）

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更新时间：2023-05-16
风车星系
位于大熊座的螺旋星系
风车星系（也称为M101或NGC 5457）是正面朝向地球的螺旋星系，位于大熊座，距离地球大约2,100万光年（600万秒差距）。
风车星系由皮埃尔·梅香在1781年3月27日发现，随后他将此一发现转达给梅西尔，梅西尔在核对了位置之后将之登录于梅西尔目录中，并作为最后一个记录。
在2006年2月28日NASA和ESA发放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。
基本信息
中文名
风车星系
别名
M101
NGC 5457
UGC 8981
分类
SAB(rs)cd
直径
(V)28′.8 × 26′.9
视星等
(V)7.86
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发现
风车星系
皮埃尔·梅香，M101的发现者，将它描述为“没有恒星的星云，非常黑暗和巨大，直径约6'到7'，位置在牧夫座的左手和大熊的尾部之间。当人们标示出（定位用的）格子线时，将难以辨识出它。”
威廉·赫协尔在1784年补充如下：“M101在我的7、10、和20-英呎的反射镜下是一个颜色斑驳的云状物，我可以解析开来；所以我可以预期我的望远镜是良好的，或者，render the stars visible of which I suppose them to be composed.”
罗斯勋爵在19世纪后期使用他的72吋牛顿反射镜观察M101，他是第一个详细说明螺旋的结构并且描绘素描图的人。
以现代的仪器要观察螺旋的结构，还是要有足够大的口径，配合非常黑暗的天空，使用低倍率的目镜。
结构和组成
未经计算机处理过的原图
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。
可疑的超新星
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。
伴星系
M101有五个明显的伴星系：NGC 5204、NGC 5474、NGC 5477、NGC 5585、和Holmberg IV。如上所述，M101和他的卫星星系之间引力的交互作用，可能引发了M101如此庞大的模样，M101也可能造成了他的伴星系NGC 5474的变形。 M101和他的伴星系以及其他多个可能的星系组成M101星系群。
最新观测研究
风车星系
右图是用最近从哈勃太空望远镜上摘掉的一台照相机拍到的照片和接替它的照相机拍到的照片制成的合成图，该图在2010年10月19日公布，显示的是螺旋星系NGC 3982。这些照片是在2000年3月到2009年8月间拍到的，它们的合成图很好地展现了这个正在形成恒星的星系的内部细节，该星系距离地球大约6800万光年。NGC 3982的尘埃臂上布满年轻恒星团(蓝色)和炙热的氢气云团(粉色)，这些地方是新恒星的诞生地。
欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）拍摄了星系NGC 1187的新图像，成为迄今为止它的最清晰图像。这个漂亮的星系位于波江座，离我们约6000万光年。在最近30年间，NGC 1187中爆发了两颗超新星，其中最新的那颗爆发于2007年。
星系NGC 1187几乎正面朝向我们，使我们得以很好地看清它的旋臂结构。可以看到它有5、6条旋臂，每条包含了大量的气体、尘埃。旋臂上散布的蓝点表明星际气体云中正在形成年轻的恒星。
星系的中心是泛黄的核球，该部分主要由老年恒星和气体尘埃组成。就NGC 1187而言，核球外部还有微妙的棒状结构（图上根本看不出，原文的这段话怀疑是copy类似文章中的错误）。棒状结构起着输送旋臂中的气体到中心的作用，增强了中心区域的恒星形成活动。
在星系的外围，我们还能看到很多暗淡的遥远星系，还有几个星系闪烁在NGC 1187盘面后方。遥远星系的红色与近得多的前景星系的淡蓝色形成明显对比。
NGC 1187所在的夜空大图
表面看去，NGC 1187显得很安静；但从1982年起，已经有两颗超新星在其中爆发。超新星是猛烈的恒星爆发事件，前身星是大质量恒星或双星系统中白矮星（注2）。超新星爆发是宇宙中最高能量事件之一；它是如此明亮，以致于在其变暗的数周或数月前，超新星常常使得所在的整个宿主星系相形见绌。在此短短时段内，超新星辐射的能量几乎与太阳一生（约100亿年）中辐射的能量相当。
1982.10，ESO的拉西亚天文台发现了NGC 1187中的首颗超新星——SN 1982R（注3）。2007年，南非天文爱好者Berto Monard发现了它的另一颗超新星——SN 2007Y。接着，一个天文学家使用不同的望远镜（注4），仔细观测、研究它约一年。本图就是根据当年观测数据创建的，当时离超新星的最大亮度已经过去了很久，超新星就是图像下方的红点，以白圈标出。（本图数据由ESO的1#缩焦器和中精度光谱仪（FORS1）拍摄，它安装在智利帕拉纳尔天文台的甚大望远镜上。）