Messier 87 (også kendt som M87, Virgo A eller NGC 4486) er en supergigant elliptisk galakse. Den blev opdaget i 1781 af den franske astronom Charles Messier, der katalogiserede den som en tåge. M87 ligger i centrum af den nordlige Virgo-hob og befinder sig cirka 16,4 millioner parsec (16,4 Mpc; ~53,5 millioner lysår) fra Jorden. Som centralgalakse i Virgo-hoben er M87 en af de mest massive og lysstærke galakser i den nærliggende kosmiske naboskab.

Udseende og struktur

Modsat skiveformede spiralgalakser har Messier 87 ingen tydelige støvbånd eller spiralarme. Den fremstår næsten sfærisk og har en glat, ellipsoidisk lysfordeling, hvor lysstyrken gradvist aftager med afstanden fra centrum. M87 har en meget stor stjernepopulation og en udstrakt halo, som rækker langt ud over den synlige kerne; denne halo indeholder også et af de største kendte antal kuglehobe i en galakse (titusinder af kuglehobe, estimeret til typisk i området 12.000–15.000).

Galaksen indhylles i varmt, røntgenstrålende gas, som er en del af den intergalaktiske medium i Virgo-hoben. M87 er desuden en aktiv galakse med en tydelig aktiv galaktisk kerne (AGN) og kraftig emission over et bredt spektrum af bølgelængder, især i radio.

Det supermassive sorte hul og Event Horizon Telescope

I kernen af M87 findes et supermassivt sort hul, som er ekstremt massivt sammenlignet med Solen. Moderne målinger fra bl.a. spektroskopi og dynamik af stjerner og gas peger på en masse i størrelsesordenen ca. 6,5 milliarder gange Solens masse. Dette sorte hul er en stærk strålingskilde ved mange bølgelængder, især i radio.

Det sorte hul i M87 blev det første, og indtil videre mest ikoniske, sorte hul, som astronomer formåede at danne et direkte billede af. Data indsamlet af Event Horizon Telescope (EHT) i 2017 blev offentliggjort den 10. april 2019. Ved at bruge millimeter-bølgelængder og meget lang baseline-interferometri opnåede EHT en opløsning, der kunne afbilde den karakteristiske ring og den mørke midte. Billedet viser skyggen af det sorte hul, omgivet af en emissionsring med en diameter på ca. 3,36×10−3 parsec (0,0110 lysår). Den målte vinkelstørrelse af ringen er af samme størrelsesorden som nogle få titals mikrobuese (μas).

Relativistisk jet

Fra kernen udsendes en kraftig stråle af energisk plasma — en relativistisk jet — som kan ses i radio, optisk og røntgen. I teksten er denne type udladning undertiden omtalt i forbindelse med blazar-fænomener; en blazar har imidlertid sin jet rettet næsten direkte mod observatøren. I M87 er jetten vinklet væk fra vores synslinje, så den fungerer som en radio-galakse snarere end som en klassisk blazar.

Jetten i M87 strækker sig mindst 1.500 parsec (omkring 5.000 lysår) ud fra kernen. Observationskampagner, blandt andet med Hubble-rumteleskopet, har målt bevægelser i jetkomponenter, der ser ud til at bevæge sig med fire til seks gange lysets hastighed. Denne såkaldte superluminale bevægelse er en velkendt optisk / geometrisk effekt, fremkaldt af plasmaets relativistiske hastighed kombinert med en lille vinkel mellem bevægelsesretningen og synslinjen — det er altså en illusion, ikke egentlig overskridelse af lysets hastighed i vakuum.

Betydning og observationer

  • M87 fungerer som et nært laboratorium for studier af supermassive sorte huller, jetdynamik og fysik under ekstreme forhold.
  • Den er en stærk kilde i radio og røntgen, og dens AGN er blevet grundigt studeret på tværs af elektromagnetiske bølgelængder.
  • Det direkte billede af det sorte hul fra EHT har haft stor betydning for test af generel relativitet i det stærke felt tæt på horizonskalaer.

Sammenfattende er Messier 87 en af de mest bemærkelsesværdige galakser i den lokale kosmiske bestand: en massiv elliptisk centralgalakse med et enormt supermassivt sort hul, en fremtrædende relativistisk jet og en rig omgivende population af stjerner og kuglehobe — alt sammen gennemsyret af observationer over et bredt spektrum, fra radio til røntgen.