GALAXY

Silver Coin Galaxy

— NGC 253 —

NGC 253, the Silver Coin Galaxy, a starburst spiral in Sculptor with intense star formation, in 25.5 hours of HaLRGB

Processed by Nicolas Rolland, Paris. 25.5 hours gathered by Martin Pugh at Heaven's Mirror Observatory, Yass, Australia.

Caroline Herschel found this galaxy in 1783, while sweeping the sky for comets.

Two names, one galaxy

NGC 253 lies about 11.4 million light-years away and is the brightest member of the Sculptor Group, which may be the nearest group of galaxies to our own. It goes by two names and neither has won: most people call it the Sculptor Galaxy, after the constellation, while the RASC Observer's Handbook lists it as the Silver Coin. At magnitude 8 it is within reach of binoculars, and through a 300 mm telescope it shows as a long oval bulge with a mottled disc — the mottling being dust, seen almost edge-on.

A bar feeding the centre

It is a starburst galaxy: its nucleus is producing stars far faster than a galaxy of this size normally does. What sets M82, the other well-known starburst, alight is a close pass by a neighbour. Nothing of the sort has happened here. NGC 253 has a bar running through its centre, and a bar is an efficient way of moving gas inward — material caught along it loses angular momentum and drifts toward the middle, where it piles up and collapses. The starburst is being fed from inside the galaxy, by the galaxy's own structure.

What comes back out

A nucleus making stars at that rate cannot keep the material it is given. The most massive stars formed there live a few million years and explode, and thousands of them doing so in a small volume drive gas back out of the galaxy perpendicular to the disc. The outflow shows in H-alpha and in X-rays, and it carries away some of what the bar delivered — which is one reason a starburst does not last. It runs until the supply is spent or blown clear, and then the galaxy goes quiet.

Twenty-five hours, three and a half of them in hydrogen

A Planewave CDK17 at f/6.8 with adaptive optics ahead of the sensor, from Yass in November 2018 — twenty-five and a half hours across a field of 27 arcminutes square, which the galaxy fills along its long axis. Twenty hours went into luminance and colour at twenty minutes a frame, and three and a half into H-alpha at thirty. Those three and a half hours do a job nothing else can: the star-forming knots along the disc and the outflow above the nucleus are emission, and a broadband frame records the galaxy without them. Three and a half hours reaches the knots. The outflow is the part that stops short — it fades outward with no edge, and where it ends in this frame is a matter of exposure rather than of gas. Martin Pugh gathered the data at Heaven's Mirror.

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Version française
Caroline Herschel a trouvé cette galaxie en 1783, en balayant le ciel à la recherche de comètes.
 
NGC 253 se trouve à environ 11,4 millions d'années-lumière et constitue le membre le plus brillant du groupe du Sculpteur, qui est peut-être le groupe de galaxies le plus proche du nôtre. Elle porte deux noms et aucun ne l'a emporté : la plupart des gens l'appellent la galaxie du Sculpteur, d'après la constellation, quand le RASC Observer's Handbook la répertorie comme la galaxie de la Pièce d'Argent. À la magnitude 8, elle est accessible aux jumelles, et dans un télescope de 300 mm elle se présente comme un long bulbe ovale au disque tacheté — ces taches étant de la poussière, vue presque par la tranche.
 
C'est une galaxie à sursaut de formation d'étoiles : son noyau en produit bien plus vite qu'une galaxie de cette taille ne le fait d'ordinaire. Ce qui allume M82, l'autre sursaut bien connu, c'est le passage rapproché d'une voisine. Rien de tel ne s'est produit ici. NGC 253 possède une barre en son centre, et une barre est un moyen efficace de faire migrer le gaz vers l'intérieur : la matière prise le long de celle-ci perd son moment cinétique et dérive vers le milieu, où elle s'accumule et s'effondre. Ce sursaut est alimenté de l'intérieur, par la structure même de la galaxie.
 
Un noyau qui fabrique des étoiles à ce rythme ne peut pas garder ce qu'on lui apporte. Les étoiles les plus massives qui s'y forment vivent quelques millions d'années puis explosent, et des milliers d'entre elles le faisant dans un petit volume repoussent du gaz hors de la galaxie, perpendiculairement au disque. Cet écoulement apparaît en H-alpha et en rayons X, et il emporte une part de ce que la barre avait livré — c'est l'une des raisons pour lesquelles un sursaut ne dure pas. Il fonctionne jusqu'à ce que la réserve soit épuisée ou chassée, puis la galaxie se tait.
 
Un Planewave CDK17 à f/6,8, optique adaptative devant le capteur, depuis Yass, en novembre 2018 — vingt-cinq heures et demie sur un champ de 27 minutes d'arc de côté, que la galaxie remplit sur son grand axe. Vingt heures sont allées à la luminance et à la couleur en poses de vingt minutes, trois et demie au H-alpha en poses de trente. Ces trois heures et demie font un travail que rien d'autre ne fait : les nœuds de formation stellaire du disque et l'écoulement au-dessus du noyau sont des émissions, et une pose à large bande enregistre la galaxie sans eux. Trois heures et demie atteignent les nœuds. L'écoulement est la partie qui reste courte — il s'efface vers l'extérieur sans bord net, et l'endroit où il s'arrête dans ce cadre tient au temps de pose et non au gaz. Martin Pugh a rassemblé les données à Heaven's Mirror.

Technical data
OpticsPlanewave CDK17 f/6.8
CameraSBIG STXL-11002 (AOX)
MountParamount ME
FiltersHa, L, R, G, B
LocationHeaven's Mirror Observatory, Yass, Australia
DateNovember 2018
Exposures25.5 hours L 14 × 1200 sec · R 15 × 1200 sec · G 15 × 1200 sec · B 15 × 1200 sec · Ha 7 × 1800s
SoftwarePixinsight, Photoshop
CopyrightsNicolas Rolland & Martin Pugh
Finding chart Silver Coin Galaxy — finding chart
RA00h 47m 37.4s Dec-25° 17′ 27.0″ Size27.3 × 27.3 arcmin Orientationup is 191° E of N ConstellationSculptor