Największe jak dotąd obrazy galaktyki IC 1101
Astronomowie zdołali przedstawić najdokładniejsze obrazy galaktyki IC 1101, co pozwoliło na wyznaczenie granic jej głównego ciała gwiazdowego. Okazuje się, że galaktyka ta jest znacznie większa, niż wcześniej sądzono, i… wciąż rośnie. Nie wygląda na to, żeby miała zamiar się zatrzymać.
Lokalizacja i charakterystyka galaktyki IC 1101
Galaktyka IC 1101 znajduje się w centrum gromady Abell 2029, w odległości nieco ponad miliarda lat świetlnych od Ziemi. Klasyfikuje się ją jako jedną z najjaśniejszych galaktyk gromadowych, które na ogół wyrastają ponad swoje otoczenie w wyniku kolejnych kolizji i przechwytywania mniejszych układów podczas swojego rozwoju. W przypadku IC 1101 skala okazuje się wyjątkowa: nawet w kontekście wybranych obiektów z tej kategorii. Zespół naukowców oszacował, że główne ciało IC 1101 rozciąga się na około 520 kiloparseków, co odpowiada niemal 1,7 miliona lat świetlnych. To naprawdę olbrzymia galaktyka!
260 kiloparseków od centrum
W przypadku galaktyki liczba gwiazd zazwyczaj maleje stopniowo w miarę oddalania się od centrum, co nie stanowi sztywnej granicy. Astronomowie poszukują znacznych zmian w jasności powierzchniowej, kolorze, gęstości masy gwiazdowej oraz geometrii układu. Wyznaczona krawędź dla IC 1101 znajduje się w odległości 260 +/- 38 kiloparseków od jej gigantycznej półosi. Po podwojeniu tego promienia otrzymujemy średnicę około 520 kiloparseków (w projekcji).
To oznacza, że średnica IC 1101 jest około 15 razy większa niż średnica Drogi Mlecznej, przyjmując, że szerokość naszej galaktyki wynosi około 110 tysięcy lat świetlnych. W objętości tej skali (teoretycznie oczywiście) mogłoby zmieścić się niemal 4000 galaktyk rozmiarów Drogi Mlecznej, co jednak nie odnosi się do ogólnej liczby gwiazd. Wewnątrz wyznaczonej granicy IC 1101 badacze oszacowali masę gwiazdową na 3,36 biliona mas Słońca, co jest znacznie mniej niż sugerowałaby różnica objętości. W tym względzie olbrzym jest bardziej „rzadki” niż nasza galaktyka, w której jest znacznie więcej gwiazd.
Ultragłębokie obrazy wydobywają światło z obrzeży
Obserwacje zostały przeprowadzone między 27 a 30 maja 2022 roku za pomocą kamery Wide Field Camera na 2,5-metrowym teleskopie Newtona w Roque de los Muchachos. Łączny czas naświetlania wyniósł 3,95 godziny w paśmie g oraz 4,41 godziny w paśmie r. Uzyskane dane osiągnęły jasność powierzchniową wynoszącą około 30 magnitudo na sekundę łuku do kwadratu, co umożliwiło uchwycenie nawet bardzo słabego światła na peryferiach układu. W tym kontekście standardowy obraz szybko przestaje być wystarczający, a galaktyka zaczyna się zlewać z tłem. Udało się jednak tego uniknąć.
Długi czas ekspozycji to jedno, ale rozproszone światło jasnych gwiazd oraz IC 1101 mogło w pewnym sensie udawać rozległą poświatę. Zespół stworzył dodatkowy model funkcji rozmycia punktu, usunął zanieczyszczenia od gwiazd i zastosował dekonwolucję opartą na falach. Na tej podstawie porównano profile jasności, kolory i powierzchniową gęstość masy pod różnymi kątami. Uzyskana krawędź galaktyki jest rezultatem zmian kilku niezależnych cech strukturalnych.
A co znajduje się poza krawędzią?
Na promieniu 260 kiloparseków kończy się główne ciało gwiazdowe, lecz światło związane z IC 1101 oraz jej otoczeniem sięga znacznie dalej. Słaba otoczka rozciąga się na około 475 kiloparseków od centrum, a coraz trudniej jest oddzielić ją od rozproszonego światła międzygalaktycznego w całej gromadzie. W tym obszarze odkryto liczne pióropusze, zagęszczenia i asymetryczne osłony, których układ przestrzenny odpowiada zaburzeniom gorącego gazu dostrzeganym w promieniowaniu X. To sugeruje kilka procesów: akrecję oraz ślady niedawnych zderzeń.
Czytaj również: Niesamowite zdjęcie Andromedy. Galaktyka otoczona tajemniczymi obłokami.
Dla przykładu, podobne szczegółowe obserwacje wykonane przez teleskop Chandra wykazały w Abell 2029 spiralę przemieszczającego się gazu rozciągającą się na niemal 600 kiloparseków. To zjawisko jest związane z niecentralnym zderzeniem gromady z mniejszą grupą sprzed około 2–3 miliardów lat. Nie ma jednak pewności, że każde pasmo słabego światła ma dokładnie to samo pochodzenie. Zbieżność struktur optycznych i rentgenowskich wzmacnia jednak hipotezę, że IC 1101 wciąż nie osiągnęła swojej pełnej formy. Należy jednak zauważyć, że rozróżnienie między galaktyką, jej otoczką a światłem międzygalaktycznym zależy od przyjętej definicji. Nie mniej jednak, zespół uznał IC 1101 za największą znaną galaktykę pod względem potwierdzonej średnicy głównego ciała gwiazdowego, i to galaktykę, która wciąż nie znajduje się w stanie równowagi, gdyż najwidoczniej dalej pożywia się materiałem znajdującym się na jej obrzeżach (z zastrzeżeniem, że widzimy daleką przeszłość tego obiektu).