Галактика Фейерверк (NGC 6946)

Галактика Фейерверк — яркая спиральная галактика, расположенная на границе между созвездиями Цефея и Лебедя. Это одна из ближайших к Солнцу спиральных галактик. Она появляется рядом с оранжевой звездой Эта Цефея. Галактика имеет видимую звездную величину 9,6 и находится на расстоянии в 25,2 миллионов световых лет от нас. В Новом общем каталоге она обозначена как NGC 6946.

Галактика Фейерверк классифицируется как промежуточная спиральная галактика, что означает, что она имеет структуру, которая находится между структурой незамкнутой и спиральной галактики. Ее спиральная структура довольно нерегулярна, и она имеет необычные магнитные рукава, расположенные между оптическими.

Галактика имеет видимый размер около 11,48х10,72 угловых минуты в оптическом диапазоне длин волн, но выглядит значительно больше в радиоволнах. В Общем каталоге галактик Уппсалы (UGC) указаны большая и малая оси в 14 угловых минут и фотографическая звездная величина галактики 10,5.

Галактику NGC 6946 прозвали галактикой Фейерверк, потому что за последнее столетие в ней произошло 10 вспышек сверхновых, что больше, чем в любой другой известной галактике, и в 10 раз превышает количество вспышек в Млечном Пути. Она классифицируется как активная галактика, где образуются звезды. Она обладает необычайно высокой скоростью звездообразования. Галактика Фейерверк является популярной мишенью для астрономов, изучающих эволюцию массивных звезд, а также для астрономов-любителей, ищущих яркие цели для малых и средних телескопов.

Сверхновые

В галактике Фейерверк произошло рекордное количество наблюдаемых вспышек сверхновых. С 1917 по 2017 год было обнаружено десять: SN 1917A, SN 1939C, SN 1948B, SN 1968D, SN 1969P, SN 1980K, SN 2002hh, SN 2004et, SN 2008S и SN 2017eaw.

Сверхновая SN 1917A

SN 1917A была открыта американским оптиком Джорджем Уиллисом Ричи 19 июля 1917 года. Это произошло в 37 ’ к западу и 105’ к югу от ядра NGC 6946 и достигло максимума в 13,6 звездной величины. Она была классифицирована как сверхновая типа II, вызванная быстрым коллапсом звездного ядра. Анализ близлежащих звезд, проведенный в 2018 году, показал, что звезда-прародительница имела массу, примерно в 15 раз превышающую массу Солнца. Исследование 2021 года выявило массу в 9,3 солнечных масс.

Сверхновая SN 1939C

О SN 1939C впервые сообщил швейцарский астроном Фриц Цвикки 17 июля 1939 года. Цвикки определил ее как сверхновую типа I. Она достигла максимальной визуальной величины 13,0. Остаток находится в 215 ’к западу и 24’ к северу от ядра галактики.

Сверхновая SN 1948B

SN 1948B была обнаружена американским астрономом Николасом Мейоллом к востоку-северо-востоку от ядра 15 июня 1948 года. Ранее Мейолл продемонстрировал, что Крабовидная туманность (Мессье 1) в созвездии Тельца была остатком исторической сверхновой, зарегистрированной в 1054 году. SN 1948B была классифицирована как сверхновая типа II-P, сверхновая с коллапсом ядра.

Сверхновая SN 1968D

SN 1968D была сверхновой типа II, наблюдавшейся 29 февраля 1968 года, с максимальной звездной величиной 13,5. Это была самая близкая из сверхновых к ядру галактики. Ее первооткрыватели, Уайлд и Данлэп, сообщили, что она находится в 45 ’к востоку и 20’ к северу от ядра.

Сверхновая SN 1969P

Об открытии SN 1969P сообщил Росино 11 декабря 1969 года. Сверхновая достигла максимальной величины 13,9. Ее тип не определен. Остаток расположен в 5 ’к западу и 180’ к югу от ядра галактики.

Сверхновая SN 1980K

SN 1980K — один из наиболее хорошо изученных остатков сверхновой в небе. Сверхновая сияла с магнитудой 11,4 при максимальной яркости. Она была классифицирована как сверхновая типа II-L, сверхновая с коллапсом ядра, кривая блеска которой показывает линейное (устойчивое) снижение после достижения пиковой яркости. SN 1980K была самой яркой из 10 сверхновых, замеченных в галактике Фейерверк.

Сверхновая SN 2002hh

SN 2002hh была сверхновой типа II-P, зарегистрированной к юго-западу от ядра 31 октября 2002 года. Наблюдения в 2004 и 2005 годах показали, что предшественником является массивный красный сверхгигант или яркая голубая переменная.

Сверхновая SN 2004et

SN 2004et была сверхновой типа II-P, обнаруженной Моретти 27 сентября 2004 года. Она достигла максимальной величины 12,7. Изучение изображений галактики до появления сверхновой показало, что событие произошло 22 сентября. 

Сверхновая SN 2008S

SN 2008S была значительно слабее, чем другие сверхновые, обнаруженные в NGC 6946, достигнув максимума в 17,6. Исследование 2009 года показало, что это была сверхновая с электронным захватом, событие, которое происходит со звездами с массой от 8 до 10 солнечных масс, когда неон внутри них съедает так много электронов в ядре, что это приводит к разрушению ядра, коллапс, запуск сверхновой.

Сверхновая SN 2017eaw

14 мая 2017 года была обнаружена сверхновая SN 2017eaw с магнитудой 12,8. Она была классифицирована как сверхновая типа II-P. Исследование 2019 года определило массу красного сверхгиганта-прародителя в 15-16 солнечных масс. О сверхновой впервые сообщил американский астроном-любитель Патрик Уиггинс.

Неудавшаяся сверхновая N6946-BH1

В галактике Фейерверк находилась исчезающая сверхгигантская звезда, обозначенная N6946-BH1, которая, как полагают, исчезла в результате неудавшейся вспышки сверхновой. Весной 2009 года болометрическая яркость звезды достигла миллиона или более солнечных светимостей, но к 2015 году сверхгигант стал невидимым в оптическом диапазоне длин волн. Увеличение яркости было недостаточным для сверхновой, и считается, что звезда схлопнулась, образовав черную дыру. N6946-BH1 была тщательно изучена, поскольку она подтверждает теорию о том, что исключительно массивные звезды могут коллапсировать в черные дыры, не подвергаясь вспышкам сверхновых.

N6946-BH1 был впервые обнаружен в 2015 году, когда группа исследователей сообщила об исчезающей звезде в галактике Фейерверк как о неудачном кандидате на роль сверхновой. Команда наблюдала за 27 галактиками с помощью Большого бинокулярного телескопа в течение четырех лет в поисках массивных звезд, которые коллапсировали, образуя черные дыры, не вызывая вспышек сверхновых. Сообщалось, что масса кандидата, обозначенного как N6946-BH1, оценивается в диапазоне от 18 до 25 масс Солнца.

В 2017 году команда подтвердила оптическое исчезновение звезды на основе наблюдений с помощью космического телескопа «Хаббл». Звезда, красный сверхгигант с массой, примерно в 25 раз превышающей массу Солнца, продемонстрировала вспышку в 2009 году, во время которой она стала более чем в миллион раз ярче Солнца. Изображения Хаббла показали, что звезда на 5 звездных величин слабее в оптических длинах волн, а ее болометрическая яркость в 6 раз слабее, чем у прародителя. Было обнаружено слабое излучение в ближнем инфракрасном диапазоне, которое связано с источником. Исследование показало, что быстрое снижение было результатом неудавшейся сверхновой, вызванной коллапсом ядра красной сверхгигантской звезды в черную дыру. Кривая блеска до коллапса показала уменьшение оптической яркости, начиная с середины 2008 года, во время которого звезда стала заметно краснее.

Наблюдение, проведенное в 2019 году, показало, что прародителем был желтый гипергигант с температурой поверхности около 5000-6000 ºС, который испытывал большую потерю массы до коллапса.

Если исследователи правы в выводах о том, что событие было неудавшейся сверхновой, это был первый случай, когда наблюдалось образование черной дыры.

Факты о галактике NGC 6946

Галактика Фейерверк была открыта Уильямом Гершелем 9 сентября 1798 года. Во время открытия Гершель считал объект газовой туманностью. Это был один из примерно 5000 туманных объектов, открытых им и его сыном Джоном Гершелем. Истинная природа галактик не была подтверждена до начала 20-го века.

Галактика занесена в каталог как Caldwell 12 в каталоге Caldwell из 109 объектов глубокого космоса, которые легко наблюдать в любительские телескопы, составленном английским астрономом-любителем сэром Патриком Муром.

Когда-то считалось, что галактика Фейерверк входит в Местную группу галактик, но теперь известно, что она находится за ее пределами. Однако, она находится в пределах сверхскопления Девы, в которое входят как Местная группа, так и скопление Девы. Несмотря на то, что иногда ее также включали в список скопления Девы, NGC 6946 является одной из изолированных галактик в сверхскоплении Девы. Она не была связана ни с одной из групп галактик в этом районе.

В галактике находится несколько необычных объектов. К ним относятся длинные области в спиральных рукавах галактики, в которых, по-видимому, нет звезд или газообразного водорода, две необычные туманные темные полосы и так называемый комплекс Ходжа и Красный эллипс.

Области, лишенные звезд и газа, не являются чем-то необычным для спиральных галактик, но некоторые из тех, что наблюдаются в NGC 6946, огромны, с диаметром до 2 килопарсеков (6523 световых года). Размеры этих областей являются загадкой для астрономов, поскольку источники давления, которые образовали дыры в диске, неизвестны. Различные исследования предполагают вспышки сверхновых, звездные ветры, столкновение газовых облаков внутри галактики и мини-гало темной материи, проходящие через диск.

Необычные темные полосы лежат к северу от комплекса Ходжа. Они состоят из своеобразного расположения темных пятен и двух наборов пересекающихся темных полос поблизости.

Расположение на небе

Галактику Фейерверк легко найти, потому что она находится недалеко от Дома Цефея — относительно яркого астеризма, который доминирует в созвездии Цефея. Этот астеризм находится чуть выше более заметной  W Кассиопеи. Линия, протянутая от Шедара через Каф (правые звезды W), ведет к Альдерамину (Альфа Цефея, маг. 2,51), самой яркой звезде Цефея, которая находится у основания астеризма Дом Цефея. Оранжевый субгигант Эта Цефей (маг. 3,426) находится к западу от Альдерамина, а галактика Фейерверк находится примерно в 2 градусах к юго-западу от Эта Цефея.

Объект можно увидеть в большие бинокли и наблюдать в маленькие телескопы. Для северных наблюдателей галактика видна в течение всего года. Лучшее время года для наблюдения галактики Фейерверк и других объектов глубокого космоса в созвездии — ноябрь месяц, когда созвездие находится высоко над горизонтом вечером.

История исследования
Открыватель	Уильям Гершель
Дата открытия	9 сентября 1798
Обозначения	NGC 6946, PGC 65001, UGC 11597, MCG 10-29-6, ZWG 304.6, Arp 29, IRAS20338+5958
Наблюдательные данные
Созвездие	Лебедь
Видимые размеры	11,5′ × 9,8′
Видимая зв. величина	9,0
Фотографическая зв. величина	9,7
Характеристики
Тип	SBc
Входит в	[CHM2007] HDC 1123 и [CHM2007] LDC 1412
Лучевая скорость	48 км/с
z	+0,000150 ± 0,000023
Расстояние	22,5 ± 7,8 млн. св. года (6,9 ± 2,4 M пк)
Угловое положение	57°
Пов. яркость	14,0