The Pinwheel Galaxy (also known as Messier 101, M101 or NGC 5457) is a face-on spiral galaxy  away from Earth in the constellation Ursa Major. It was discovered by Pierre Méchain in 1781 and was communicated that year to Charles Messier, who verified its position for inclusion in the Messier Catalogue as one of its final entries.

On February 28, 2006, NASA and the European Space Agency released a very detailed image of the Pinwheel Galaxy, which was the largest and most-detailed image of a galaxy by Hubble Space Telescope at the time. The image was composed of 51 individual exposures, plus some extra ground-based photos.

Discovery 
Pierre Méchain, the discoverer of the galaxy, described it as a "nebula without star, very obscure and pretty large, 6' to 7' in diameter, between the left hand of Bootes and the tail of the great Bear. It is difficult to distinguish when one lits the [grating] wires."

William Herschel wrote in 1784 that the galaxy was one of several which "...in my 7-, 10-, and 20-feet [focal length] reflectors shewed a mottled kind of nebulosity, which I shall call resolvable; so that I expect my present telescope will, perhaps, render the stars visible of which I suppose them to be composed."

Lord Rosse observed the galaxy in his 72-inch-diameter Newtonian reflector during the second half of the 19th century. He was the first to make extensive note of the spiral structure and made several sketches.

Though the galaxy can be detected with binoculars or a small telescope, to observe the spiral structure in a telescope without a camera requires a fairly large instrument, very dark skies, and a low-power eyepiece.

Structure and composition 

M101 is a large galaxy, with a diameter of 170,000 light-years. By comparison, the Milky Way has a diameter of 87,400 light-years. It has around a trillion stars. It has a disk mass on the order of 100 billion solar masses, along with a small central bulge of about 3 billion solar masses. Its characteristics can be compared to those of Andromeda Galaxy.

M101 has a high population of H II regions, many of which are very large and bright. H II regions usually accompany the enormous clouds of high density molecular hydrogen gas contracting under their own gravitational force where stars form. H II regions are ionized by large numbers of extremely bright and hot young stars; those in M101 are capable of creating hot superbubbles. In a 1990 study, 1,264 H II regions were cataloged in the galaxy. Three are prominent enough to receive New General Catalogue numbers—NGC 5461, NGC 5462, and NGC 5471.

M101 is asymmetrical due to the tidal forces from interactions with its companion galaxies. These gravitational interactions compress interstellar hydrogen gas, which then triggers strong star formation activity in M101's spiral arms that can be detected in ultraviolet images.

In 2001, the X-ray source P98, located in M101, was identified as an ultra-luminous X-ray source—a source more powerful than any single star but less powerful than a whole galaxy—using the Chandra X-ray Observatory. It received the designation M101 ULX-1. In 2005, Hubble and XMM-Newton observations showed the presence of an optical counterpart, strongly indicating that M101 ULX-1 is an X-ray binary. Further observations showed that the system deviated from expected models—the black hole is just 20 to 30 solar masses, and consumes material (including captured stellar wind) at a higher rate than theory suggests.

It is estimated that M101 has about 150 globular clusters, the same as the number of the Milky Way's globular clusters.

Companion galaxies 
M101 has six prominent companion galaxies: NGC 5204, NGC 5474, NGC 5477, NGC 5585, UGC 8837 and UGC 9405. As stated above, the gravitational interaction between it and its satellites may have spawned its grand design pattern. The galaxy has probably distorted the second-listed companion. The list comprises most or all of the M101 Group.

Supernovae and luminous red nova
Five internal supernovae have been recorded:
SN 1909A, was discovered by Max Wolf in January 1909 and reached magnitude 12.1. 
SN 1951H reached magnitude 17.5 in September 1951.
SN 1970G reached magnitude 11.5 in July 1970.
On August 24, 2011, a Type Ia supernova, SN 2011fe, initially designated PTF 11kly, was discovered in M101. It had visual magnitude 17.2 at discovery and reached 9.9 at its peak. 
On February 10, 2015, a luminous red nova, known as M101 OT2015-1 was discovered in the Pinwheel Galaxy.
On May 19, 2023, SN 2023ixf was discovered in M101, and immediately classified as a Type II supernova.

See also
 List of Messier objects

  – a similar face-on spiral galaxy
  – a similar face-on spiral galaxy that is sometimes called the Southern Pinwheel Galaxy
  – a similar face-on spiral galaxy
  – another galaxy sometimes called the Pinwheel Galaxy

References

External links 

 SEDS: Spiral Galaxy M101
 
 
 
 
 

Intermediate spiral galaxies
M101 Group
Ursa Major
Messier objects
NGC objects
08981
50063
026
Astronomical objects discovered in 1781
Discoveries by Pierre Méchain
바람개비 은하 (영어: ) 또는 메시에 101()은 지구에서 큰곰자리 방향으로 2,100만 광년 떨어진 곳에 위치한 정면향 나선 은하이다. M101 또는 NGC 5457이라고 불리기도 한다. 피에르 메셍이 1781년 3월 27일에 처음 발견한 후 샤를 메시에가 메시에 목록의 최종본에서 그 위치를 확인하고 수록하였다.

NASA와 유럽우주기구가 2006년 2월 28일 바람개비 은하를 매우 상세히 담은 영상을 공개했다. 당시 허블 우주망원경이 촬영한 은하 사진 중에서 가장 크고 상세한 것이었다. 허블 우주망원경이 51회 촬영한 사진에 별도의 지상망원경이 촬영한 사진 몇장을 이어붙인 형태이다.

2011년 8월 24일, 1a형 초신성 SN 2011fe가 M101에서 발견되었다.

발견 
피에르 메셍은 메시에 101을 발견하면서 이것을 "별이 없는 성운, 매우 희미하면서 직경이 6'에서 7'정도로 꽤나 크고, 목동의 왼손과 큰곰의 꼬리 사이에 있음. 철사에 빛을 비출 때 구분하기 어렵다"고 설명했다.

윌리엄 허셜은 1784년에 "…나의 7, 10, 20피트짜리 (초점길이) 반사경으로 얼룩 형태의 성운 같은 것이 보였다. 나는 그것이 분해 가능한 것이라고 본다. 그렇기에 현재 내 망원경은 추측컨데 별들로 구성된 모습을 보여줄 수 있을 것이라 생각한다"라고 글귀를 남겼다.

로스 경은 19세기 후반에 직경 72인치 뉴턴식 반사망원경으로 M101을 관측했다. 그는 최초로 M101의 나선 구조에 대해 본격적으로 기록하였으며 여러 스케치 자료를 남겼다.

오늘날 장비로 나선구조를 관찰하기 위해서는 매우 맑은 날 꽤나 큰 장비에 저배율 아이피스가 필요하다.

구조 및 조성 

M101은 직경이 100,000 광년인 우리 은하와 비교했을 때 직경이 170,000 광년으로 매우 큰 은하이다. 별을 약 1조 개 포함하고 있는데, 이는 우리 은하의 두 배보다 좀 더 많은 정도다. 원반의 질량은 약 1,000억 태양질량이며, 중심의 작은 팽대부는 약 30억 태양질량에 달한다.

M101은 H II 영역이 풍부하다. H II 영역 대부분은 매우 크고 밝은데, 보통 수소분자로 이루어진 대규모 고밀도 구름을 끼고 있으며 이것들이 자체 중력으로 수축하여 별을 형성한다. 또 극도로 밝고 뜨거운 어린 별들이 많아서 이온화되어 있다. M101에서 이 영역들은 뜨거운 초대형 거품superbubble을 형성할 정도다. 1990년에 착수된 한 연구에서는 이 은하의 H II 영역 1264개가 목록화되었다. 여기서 세 개는 특출나서 신판일반목록에 수록될 정도다. 이것들에게 NGC 번호는 각각 5461, 5462, 5471이 주어졌다.

여러 동반 은하와의 조석 상호작용 때문에 형태가 비대칭적이다. 또 이러한 중력 상호작용은 성간 기체수소를 압축하여 여러 자외선 영상에서 확인할 수 있듯 M101의 나선팔에서 강렬한 별생성활동을 유발하기도 한다.

M101에 위치한 엑스선 방출원 P98이 2001년에 찬드라 엑스선 관측선을 통해 초발광 엑스선 방출원인 것으로 확인되면서 M101 ULX-1이라는 명칭이 주어졌다. ULX는 홑별보다 훨씬 더 밝지만, 은하 전체보다는 어둡다. 2005년에는 허블우주망원경과 XMM뉴턴 망원경이 수행한 관측으로 그 광학 실체가 드러나기도 했다. 관측에 따르면 M101 ULX-1은 엑스선 쌍성이 유력하다고 한다. 후일 착수된 여러 관측에서는 예측된 여러 모형과는 다르게 고작 20에서 30 태양질량 밖에 되지 않는 블랙홀이 이론보다 더 빠른 속도로 (포획한 항성풍까지 포함한)물질을 흡수하고 있다고 한다.

동반 은하 

M101의 주요 동반 은하로는 NGC 5204, NGC 5474, NGC 5477, NGC 5585, 홀름베리 IV로 다섯개 있다. 상기한 바와 같이, M101과 이 위성은하들 사이의 중력 상호작용이 M101의 미형grand design 패턴의 생성 원인인 것으로 보인다. 또 M101은 동반 은하인 NGC 5474의 외양을 흩뜨려 놓은 원인으로 추정된다. M101과 동반 은하들은 M101 은하군의 (질량의) 거의 대부분을 차지한다.

초신성 

2011년 8월 24일에 1a형 초신성 SN 2011fe가 M101에서 발견되었다. 처음 붙여진 명칭은 PTF 11kly였다. 이 초신성의 겉보기등급은 발견 당시 17.2 등급이었다가 최대 광도일 때 9.9 등급에 이르렀다. 이 초신성은 M101에서 관측된 네번째 초신성이었다. 첫 초신성 SN 1909A는 막스 볼프가 1909년 1월에 발견하였고 12.1 등급까지 밝아졌었다. SN 1951H는 1951년 9월에 17.5 등급까지 밝아졌고 SN 1970G는 1970년 1월에 11.5 등급에 이르렀다. 2015년 2월 10일에는 M101 OT2015-1이라는 발광적색신성luminous red nova이 M101에서 발견되었다.

사진

같이 보기 
 메시에 74 - 비슷한 정면향 나선은하
 메시에 83 - 비슷한 정면향 나선은하
 메시에 99 - 비슷한 정면향 나선은하
 삼각형자리 은하 - 가끔씩 바람개비 은하라고 불리기도 하는 은하

참조

외부 링크 

 
 
 
 
 

큰곰자리
나선은하
101
1781년 발견한 천체
M101 은하군
050063
5457
08981
026