Messier 87
Messier 87 é uma galáxia elíptica supergigante localizada na constelação de Virgem, uma das mais massivas do Universo local. Ela possui uma grande população de aglomerados globulares e um distinto jato de plasma energético que se origina em seu núcleo e estende-se por pelo menos 4,9 mil anos-luz, viajando em uma velocidade relativista. Messier 87 também é um dos pontos de rádio mais brilhantes no céu e um alvo popular para astrônomos.
O astrônomo francês Charles Messier publicou em 1781 um catálogo de 103 objetos estelares que tinham uma aparência nebulosa, parte de uma lista que tinha a intenção de identificar objetos que poderiam ser confundidos por cometas. Cada entrada do catálogo posteriormente recebeu o prefixo "Messier" ou "M". Assim, Messier 87, ou M87, foi o octogésimo sétimo objeto listado em seu catálogo, avistado pela primeira vez em 18 de março de 1781. O objeto foi incluído na década de 1880 como NGC 4486 no New General Catalogue, um catálogo de nebulosas e aglomerados estelares compilado pelo astrônomo dinamarquês-britânico John Dreyer, que se baseou principalmente nas observações do astrônomo britânico John Herschel. O astrônomo norte-americano Heber Doust Curtis do Observatório Lick na Califórnia percebeu em 1918 que Messier 87 não possuía uma estrutura espiral e observou um "curioso raio reto... aparentemente conectado com o núcleo por uma fina linha de matéria". Curtis também notou que o raio parecia ser mais brilhante perto da área central do objeto. Uma supernova dentro da galáxia alcançou sua magnitude fotográfica máxima de 21,5 no ano seguinte, porém este evento só foi relatado em 1922 depois do astrônomo soviético Innokentii Balanowski ter examinado as placas fotográficas.
Identificação como galáxia
Em 1922, o astrônomo americano Edwin Hubble categorizou M87 como uma das mais brilhantes nebulosas globulares, já que não possuía estrutura espiral, mas parecia pertencer à classe das nebulosas não galácticas, assim como as nebulosas espirais. Em 1926 ele criou uma nova categorização, diferenciando as nebulosas galácticas das extragalácticas, estas sendo sistemas estelares independentes. M87 foi classificada como uma nebulosa extragaláctica elíptica sem elongação aparente (classe E0). Em 1931, Hubble descreveu M87 como um membro do Aglomerado de Virgem, e deu uma estimativa de distância de 1,8 milhões de parsecs (5,9 milhões de anos-luz) da Terra. Naquela época M87 era a única nebulosa elíptica na qual estrelas individuais podiam ser observadas, embora foi notado que naquela distância estrelas individuais seriam indistinguíveis de aglomerados globulares. Em seu livro de 1936 The Realm of the Nebulae, Hubble examinou a terminologia da época; alguns astrônomos se referiam às nebulosas extragalácticas como galáxias externas, uma vez que eram sistemas estelares distantes da nossa galáxias, enquanto outros preferiam o termo convencional nebulosas extragalácticas, já que galáxia se referia apenas à Via Láctea. M87 continuou sendo chamada de nebulosa extragaláctica até pelo menos 1954.
Pesquisas modernas
Em 1947, uma fonte de rádio proeminente, Virgo A, foi identificada nas mesmas coordenadas de M87. A fonte foi confirmada como sendo M87 em 1953, e o jato linear originando do centro da galáxia foi sugerido como a causa. Esse jato se estendia do núcleo a um ângulo de posição de 260° até uma distância angular de 20 segundos de arco. Em 1969–70, um componente forte dessa emissão de rádio foi encontrado alinhado com o jato. Em 1966, o foguete Aerobee 150 do Laboratório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos identificou Virgo X-1, a primeira fonte de raios X em Virgo. Outro foguete Aerobee lançado em julho de 1967 forneceu mais evidências de que a fonte de Virgo X-1 era a galáxia M87. Observações de raios X subsequentes pelo HEAO 1 e Observatório Einstein mostraram uma fonte complexa que inclui o núcleo galáctico ativo de M87. No entanto, as emissões de raios X não se concentram no centro da galáxia.
M87 está perto da borda norte da constelação de Virgo, perto da constelação de Coma Berenices e entre as estrelas Epsilon Virginis e Denebola. A galáxia pode ser observada com um telescópio pequeno com uma abertura de 6 cm (2,4 in), estendendo-se por uma área angular de 7,2 × 6,8 minutos de arco com um brilho superficial de 12,9, incluindo um núcleo muito brilhante de 45 segundos de arco. Observar o jato é difícil sem o auxílio de fotografias. Antes de 1991, o astrônomo russo-americano Otto Struve era o único que afirmou ter visto o jato visualmente, usando o Telescópio Hooker de 254 cm (100 in) no Observatório Monte Wilson. Nos anos mais recentes ele tem sido observado por telescópios amadores grandes em condições excelentes de visualização. Em astrofotografias de longa exposição, a galáxia se estende por mais de 30 minutos de arco (o diâmetro aparente da Lua), e sua parte mais externa é alongada e irregular, em contraste com a parte interna circular que é normalmente observada. Isso corresponde a uma extensão linear de mais de 500 000 anos-luz. M87 é observada próxima de várias outras galáxias menores, algumas de fato galáxias satélites e outras sendo apenas conjunções. As mais brilhantes dessas galáxias são NGC 4476, NGC 4478, NGC 4486A e NGC 4486B.
Imagem: Event Horizon Telescope · BY · Openverse
Na classificação de Hubble modificada criada pelo astrônomo francês Gérard de Vaucouleurs, M87 é categorizada como uma galáxia E0p. "E0" significa que é uma galáxia elíptica que não apresenta nenhum achatamento e é aproximadamente esférica. O sufixo "p" indica que é uma galáxia peculiar que não se encaixa em outra classificação; nesse caso, a peculiaridade é a presença de um jato originado do núcleo. No sistema de Yerkes (Morgan), M87 é classificada como uma galáxia do tipo cD. Uma galáxia D possui um núcleo elíptico cercado por um componente grande, difuso e sem poeira. Uma galáxia supergigante do tipo D é conhecida como uma galáxia cD. Galáxias elípticas gigantes como M87 são o resultado da fusão de várias galáxias menores. Em contraste com as galáxias espirais, elas tipicamente possuem pouco gás interestelar e são formadas principalmente por estrelas velhas, com pouca ou nenhuma formação estelar. O formato elíptico de M87 é o resultado do movimento orbital aleatório de suas estrelas, ao contrário do movimento predominante em um plano que forma o disco das galáxias espirais. Observações com o Very Large Telescope do movimento de nebulosas planetárias indicam que M87 absorveu uma galáxia espiral de tamanho médio no último bilhão de anos. Isso resultou na adição de estrelas mais jovens e azuis em M87, o que é observado como um excesso de luminosidade na região externa da galáxia. Outros eventos como esse provavelmente aconteceram ao longo da evolução de M87 e foram responsáveis pelo crescimento da galáxia até seu tamanho atual.
Buraco negro supermassivo
O núcleo de M87 contém um buraco negro supermassivo, designado M87*, que é um dos mais buracos negros mais massivos conhecidos, com bilhões de vezes a massa solar; estimativas modernas de sua massa variam entre (3,5+0,9−0,7)×109 M☉, com base na dinâmica do gás, até (6,6 ± 0,4)×109 M☉ a partir do movimento de estrelas. Uma massa de (6,5 ± 0,7)×109 M☉ é estimada a partir das observações do Event Horizon Telescope, comparando a imagem obtida do buraco negro com simulações teóricas. O buraco negro é cercado por um disco de gás ionizado em rotação, aproximadamente perpendicular ao jato relativístico. O disco gira com uma velocidade de rotação de até 1 000 km/s, e se estende por um diâmetro máximo de 0,12 parsecs (25 000 UA; 0,39 anos-luz). O buraco negro absorve gás por acreção a uma taxa estimada de uma massa solar a cada 10 anos (cerca de 90 massas terrestres por dia). O raio de Schwarzschild do buraco negro, que define a localização do horizonte de eventos dentro do qual nada consegue escapar, é de 0,00059 parsecs (0,0019 anos-luz), ou cerca de 120 vezes a distância da Terra ao Sol.
É um dos objetos mais notáveis do céu. É a galáxia dominante do aglomerado de Virgem, o maior grande grupo galáctico próximo da Terra, situado a uma distância de cerca de 60 milhões de anos-luz. M87 representa o centro do aglomerado, próximo das galáxias Messier 84 e Messier 86. É a galáxia com o maior número de aglomerados globulares conhecidos, mais de 13 000 segundo William E. Harris, duas ordens de magnitude a mais do que o número de aglomerados da Via-Láctea, estimada entre 150 e 200. Dentre suas características mais notáveis destaca-se um jato gigantesco de matéria que sai de seu núcleo, descoberta por Heber D. Curtis em 1918 no observatório Lick. Estende-se por mais de 8 000 anos-luz, consistida de gás ejetado de seu núcleo galáctico, emitindo uma radiação fortemente polarizada, semelhantemente à radiação síncronton, contínua na maior parte do espectro eletromagnético e azulada em fotografias de curta exposição. O gás do jato está em extrema turbulência e viaja a uma velocidade muito próxima à da luz e seus detalhes podem ser resolvidos com grandes telescópios em pontos e nuvens, de acordo com Halton Arp e Jean Lorre. Um segundo jato foi descoberto por Arp em 1966, apontando no sentido oposto, muito menos luminoso.
