Messier 87 (také M87, NGC 4486 nebo Virgo A) je jasná masivní eliptická galaxie v souhvězdí Panny. Patří mezi nejhmotnější galaxie v širším okolí Mléčné dráhy a je ústředním členem Kupy galaxií v Panně. Je známá zejména díky velmi vysokému počtu kulových hvězdokup – obsahuje jich přibližně 12 000, kdežto Mléčná dráha asi 200 – a také díky výtrysku plazmatu, který vychází z jejího středu a šíří se téměř rychlostí světla až do vzdálenosti přinejmenším 1 500 parseků (4 900 světelných let) od něj. Uprostřed galaxie se nachází obří černá díra, která je hlavní složkou aktivního galaktického jádra. Galaxie patří mezi nejjasnější zdroje rádiových vln na obloze a silně září i v dalších oblastech elektromagnetického spektra. Je oblíbeným předmětem pozorování amatérských i profesionálních astronomů.
Francouzský astronom Charles Messier tuto galaxii objevil 18. března 1781 a jako mlhavý objekt ji zapsal do svého katalogu, který měl hledače komet upozornit na objekty jiné než kometární podstaty. M87 je od Země vzdálená kolem 54 milionů světelných let a v oblasti viditelného světla je to po galaxii Messier 49 druhá nejjasnější galaxie v souhvězdí Panny. V těsné blízkosti galaxie se nachází několik jejích satelitních galaxií. Na rozdíl od plochých spirálních galaxií, které mohou mít výrazné prachové pásy, má M87 jednotvárný eliptický tvar, který je příznačný pro většinu obřích eliptických galaxií a jehož jas klesá s rostoucí vzdáleností od jádra, protože roste i vzdálenost mezi hvězdami. Hvězdy jsou v této galaxii rozloženy podle kulové souměrnosti a tvoří asi šestinu její celkové hmotnosti. Okrajové části galaxie dosahují vzdálenosti až 150 kiloparseků (490 tisíc světelných let) od jádra a v této vzdálenosti náhle končí, pravděpodobně působením jiné nedaleké galaxie. Její mezihvězdné prostředí obsahuje rozptýlený plyn obohacený prvky, které pocházejí z hvězd v pozdních fázích vývoje.
Historie pozorování V roce 1781 vydal francouzský astronom Charles Messier katalog 103 objektů s mlhavým vzhledem a chtěl tak upozornit na objekty, které by se daly zaměnit s kometami. Při pozdějším používání se před každou položku tohoto katalogu psalo písmeno „M“, takže M87 značí 87. položku tohoto katalogu. V roce 1888 byl pak tento objekt přidán pod označením NGC 4486 do katalogu mlhovin a hvězdokup nazvaného New General Catalogue, který sestavil dánsko-irský astronom John Dreyer převážně na základě pozorování anglického astronoma Johna Herschela.
Je nutno poznamenat, že v 19. století ještě nebyla známa pravá podstata různých druhů mlhovin, takže mlhovinami byly nazývány i galaxie. Plynnou povahu skutečných mlhovin objevil až William Huggins po roce 1860. Spirální strukturu pozoroval jako první William Parsons u Vírové galaxie v roce 1845, ale obrovskou vzdálenost galaxií odhalil až Edwin Hubble po roce 1920.
Americký astronom Heber Curtis pracující na Lickově observatoři v roce 1918 při zkoumání snímků M87 poznamenal, že postrádá spirální strukturu a že v ní pozoroval „nezvyklý přímý paprsek … zřejmě spojený s jádrem tenkým proužkem hmoty.“ Paprsek se zdál být nejjasnější blízko středu galaxie. V následujícím roce se v této galaxii ukázala supernova, ale nebyla pozorována přímo, až v roce 1922 ji na fotografických snímcích z roku 1919 zpětně dohledal sovětský astronom Innokentij Balanovskij. Supernova dosáhla magnitudy 11,5.
náhled|V Hubbleově klasifikaci galaxií patří M87 mezi eliptické galaxie typu E0|alt=Tříramenný graf Hubbleovy klasifikace galaxií. M87 patří do ramene eliptických galaxií, druhé rameno patří spirálním galaxiím a třetí spirálním galaxiím s příčkou
Zařazení mezi galaxie Americký astronom Edwin Hubble tuto galaxii v roce 1922 zařadil spolu se spirálními mlhovinami mezi mimogalaktické mlhoviny a protože M87 nemá spirální strukturu, uvedl ji jako příklad jasné kulové mlhoviny. V roce 1926 sestavil nový způsob třídění mlhovin a rozlišil v něm mlhoviny patřící do Mléčné dráhy a nezávislé hvězdné ostrovy, které leží za hranicemi Mléčné dráhy. M87 zařadil mezi eliptické mimogalaktické mlhoviny bez zjevného protažení (třída E0).
V roce 1931 ji Hubble zařadil mezi členy Kupy galaxií v Panně a jako předběžný odhad její vzdálenosti uvedl 1,8 milionu parseků (5,9 milionu světelných let). V té době to byla jediná eliptická galaxie, v níž byly rozeznány jednotlivé objekty. Ty byly považovány za hvězdy, ale byly to kulové hvězdokupy, proto se odhadnutá vzdálenost galaxie řádově lišila od správné hodnoty. Jednotlivé hvězdy totiž nebyly vidět ani na ostrém snímku, který v roce 1998 pořídil Hubbleův vesmírný dalekohled. Ve svém díle The Realm of the Nebulae vydaném v roce 1936 chtěl Hubble opravit a ustálit tehdejší názvosloví. Někteří astronomové totiž označovali mimogalaktické mlhoviny jako vnější (externí) galaxie, protože to jsou hvězdné systémy ležící ve velké vzdálenosti od Mléčné dráhy, zatímco jiní dávali přednost obvyklému názvu mimogalaktické mlhoviny, protože galaxie byl název vyhrazený pro Mléčnou dráhu. M87 však byla označována za mimogalaktickou mlhovinu přinejmenším ještě v roce 1954.
Moderní výzkum náhled|vlevo|Pohyblivý výtrysk plazmatu na snímku z Hubbleova vesmírného dalekohledu|alt=Snímek ukazující pohyb výtrysku plazmatu jdoucího z jádra M87 ve dvanáctiletém období V roce 1947 bylo zjištěno, že se na souřadnicích galaxie M87 nachází výrazný zdroj rádiových vln, který byl označen Virgo A. V roce 1953 bylo potvrzeno, že se tento zdroj nachází uvnitř M87 a bylo naznačeno, že by tímto zdrojem mohl být pozorovaný výtrysk plazmatu vycházející z jádra galaxie. Výtrysk opouští jádro v pozičním úhlu 260°, na délku má úhlovou velikost 20″ a na šířku 2″. Kvůli pozorovanému výtrysku ji v roce 1966 Halton Arp zapsal do svého katalogu zvláštních galaxií (Atlas of Peculiar Galaxies) pod číslem 152. V letech 1969–1970 bylo zjištěno, že výrazná část rádiových vln vychází z oblastí ležících podél výtrysku pozorovaného ve viditelném světle.
Výzkumný ústav Námořnictva Spojených států amerických v roce 1966 vypustil raketu Aerobee 150, která v souhvězdí Panny objevila první bodový zdroj rentgenového záření později označovaný jako Virgo X-1. Při dalším vypuštění rakety z raketové střelnice White Sands Missile Range, které proběhlo 7. července 1967, bylo potvrzeno, že se rentgenový zdroj Virgo X-1 shoduje s umístěním galaxie M87. Následná rentgenová pozorování prováděná pomocí družice High Energy Astronomy Observatory 1 a Einsteinovy rentgenové observatoře ukázala složitý zdroj záření zahrnující aktivní galaktické jádro galaxie M87. Ovšem rentgenové záření jádra není výrazně silnější než záření okolních oblastí.
M87 se stala důležitým základem pro ověřování postupů odhadujících hmotnost ústředních obřích černých děr v galaxiích. V roce 1978 byl pomocí modelování pohybu hvězd a rozložení hmoty v M87 získán důkaz o její ústřední hmotnosti 5 miliard hmotností Slunce. Po korekci aberace Hubbleova vesmírného dalekohledu v roce 1993 byla pomocí spektrografu slabých objektů () změřena úhlová rychlost ionizovaného plynu v akrečním disku uprostřed M87, aby se tak kontrolním pozorováním ověřil stav vědeckých přístrojů po opravě. Naměřené hodnoty určily hmotnost ústřední černé díry na 2,4 miliard slunečních hmotností s nejistotou 30 %, ale novější měření z roku 2016 poskytuje ještě vyšší hodnotu, až (7,22 ± 0,4)×109 .
Viditelnost náhled|Mapa souhvězdí Panny s polohou M 87 a dalších členů Kupy v Panně|alt=Souhvězdí Panny a na jejím severním okraji ležící M87 obklopená dalšími galaxiemi, které patří do Kupy galaxií v Panně M87 se na obloze nachází blízko severní hranice souhvězdí Panny se souhvězdím Vlasů Bereniky. Leží zhruba v polovině spojnice hvězd Vindemiatrix (ε Virginis) a Denebola (β Leonis). Při svojí magnitudě 8,6 je galaxie viditelná i malými dalekohledy o průměru objektivu 60 mm. Na obloze zabírá plochu s úhlovou velikostí 8,3′×6,6′ a její jasné jádro má velikost 45″. Západním směrem z jejího jádra vychází viditelný výtrysk hmoty, ale bez použití astrofotografie je pozorování výtrysku pouhýma očima těžkým úkolem. Před rokem 1991 byl znám pouze jediný člověk, který výtrysk pozoroval očima: byl to americký astronom Otto Struve, který jej pozoroval pomocí Hookerova dalekohledu na observatoři Mount Wilson. Poté již byl za výjimečně dobrých podmínek pozorován i pomocí velkých amatérských dalekohledů. Nejvýraznější část výtrysku dosahuje do vzdálenosti zhruba 20″ od jádra.
Vlastnosti náhled|vlevo|Rozsáhlé halo kolem M87|alt=Vnější oblasti galaxie M87 mají eliptický obrys a směrem k okraji slábnou až do ztracena V upravené Hubbleově klasifikaci galaxií (de Vaucouleursově klasifikaci, podle francouzského astronoma Gérarda de Vaucouleurse) je M87 zařazena jako typ E0p. „E0“ znamená eliptickou galaxii bez viditelného protažení, protože má kulatý tvar, a přípona „p“ značí pekuliární galaxii, která se nějakým způsobem vymyká základnímu třídění. V tomto případě je to zvláštní přítomnost výtrysku plazmatu, který vychází z jádra galaxie. Podle Yerkeské klasifikace galaxií je M87 zatříděna jako obří galaxie typu cD. Galaxie typu D mají v této klasifikaci eliptické jádro obklopené rozsáhlou bezprašnou rozptýlenou obálkou. Galaxie typu D s obřími rozměry se pak značí cD.
Vzdálenost M87 byla odhadnuta několika nezávislými způsoby, mezi kterými jsou měření jasnosti planetárních mlhovin, porovnání s blízkými galaxiemi, jejichž vzdálenost byla odhadnuta pomocí standardních svíček, jako jsou například cefeidy, rozložení kulových hvězdokup podle jejich lineární velikosti (z nich vychází vzdálenost na 16,4 ± 2,3 megaparseků, tedy 53,5 ± 7,5 milionů světelných let) a metoda špičky větve červených obrů, která využívá svítivost jednotlivých rozlišených červených obrů a která poskytla vzdálenost 16,7 ± 0,9 megaparseků (54,5 ± 2,94 milionů světelných let). Výsledky těchto různých způsobů se navzájem shodují a odhad vzdálenosti pomocí váženého průměru jejich výsledků vychází na 16,4 ± 0,5 megaparseků (53,5 ± 1,63 milionů světelných let).
+ Obsažená hmotnost Poloměrkpc Hmotnost×1012 32 2,4 44 3,0 47 5,7 50 6,0 M87 patří mezi nejhmotnější galaxie v místní části vesmíru (oblast několika set milionů světelných let). Její průměr je 120 000 světelných let, tedy podobný jako u Mléčné dráhy, ale M87 je sféroid, nikoli pouze plochá spirální galaxie. Její hmotnost v oblasti o poloměru (r) 9 až 40 kpc (29 až 130 tisíc světelných let) od jádra postupně roste přímo úměrně faktoru r1,7. V oblasti o poloměru 32 kpc (100 tisíc světelných let) je její hmotnost (2,4 ± 0,6)×1012 hmotností Slunce, což je dvojnásobek hmotnosti Mléčné dráhy. Pouze část této hmotnosti je zastoupena hvězdami. M87 má odhadovaný poměr hmoty ke svítivosti 6,3 ± 0,8 a tedy pouze jedna šestina její hmotnosti je tvořena hvězdami, které vyzařují energii. Celková hmotnost M87 může být 200krát větší než hmotnost Mléčné dráhy.
náhled|vlevo|Mapa radiální rychlosti hvězd ve střední části M87. Modré oblasti ukazují pohyb směrem k Zemi, červené pohyb směrem od Země a zelené se žlutými znamenají malou radiální rychlost.|alt=Mapa ukazující uspořádaný směr pohybu hvězd ve středu M87. Na jedné straně se hvězdy pohybují převážně k Zemi, na druhé straně od Země a uprostřed převažuje náhodný směr pohybu Galaxie pohlcuje okolní plyn z galaktické kupy rychlostí dvou až tří hmotností Slunce za rok a většina tohoto plynu se nabaluje na oblast jádra. Okrajové oblasti hvězdné obálky této galaxie sahají až do vzdálenosti kolem 150 kpc (490 000 světelných let) od jádra, tedy mnohem dále než u Mléčné dráhy, kde je to asi 100 kpc (330 000 světelných let). Za touto vzdáleností obálka M87 náhle končí a příčinou takto vzniklé hrany může být předchozí setkání s jinou galaxií. Severozápadně od galaxie byly objeveny dlouhé proudy hvězd, které mohly vzniknout slapovým působením galaxií obíhajících kolem M87 nebo pohlcením malé satelitní galaxie.