Прямой выстрел: Хаббл исследует галактику с девятью кольцами

На этой иллюстрации показана массивная галактика, прозванная Bullseye, лицом к лицу. Пунктирные круги указывают, где находится каждое из ее колец, которые образовались как рябь на воде после того, как голубая карликовая галактика (не показана) пронзила ее ядро около 50 миллионов лет назад. Космический телескоп Хаббл НАСА помог исследователям точно определить местоположение большинства ее колец, многие из которых скапливаются в центре. Данные из обсерватории WM Keck на Гавайях помогли команде подтвердить еще одно кольцо. Автор: NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI)

«Это было счастливое открытие», — сказал Имад Паша, ведущий исследователь и докторант Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. «Я просматривал наземные изображения, и когда я увидел галактику с несколькими четкими кольцами, она меня сразу привлекла. Мне пришлось остановиться, чтобы исследовать ее». Позже команда прозвала галактику «Яблочко».

Последующие наблюдения Хаббла и Кека также помогли исследователям доказать, какая галактика пронзила центр Bullseye — голубая карликовая галактика в его центре слева. Этот относительно крошечный нарушитель пролетел, как дротик, через ядро Bullseye около 50 миллионов лет назад, оставив за собой кольца, похожие на рябь в пруду. Теперь пару связывает тонкий след газа, хотя в настоящее время они разделены 130 000 световых лет.

«Мы ловим Bullseye в очень особенный момент времени», — сказал Питер Г. ван Доккум, соавтор нового исследования, опубликованного в The Astrophysical Journal Letters, и профессор Йельского университета. «После удара есть очень узкое окно, когда у такой галактики может быть так много колец».

Галактики сталкиваются или едва разминутся друг с другом довольно часто в космических масштабах времени, но крайне редко случается, чтобы одна галактика проскочила через центр другой. Прямая траектория голубой карликовой галактики через Яблочко позже заставила вещество двигаться как внутрь, так и наружу волнами, положив начало новым областям звездообразования.

Насколько велика галактика Bullseye? Наша галактика Млечный Путь имеет диаметр около 100 000 световых лет, а Bullseye почти в два с половиной раза больше, ее диаметр составляет 250 000 световых лет.

LEDA 1313424, метко названная Bullseye, в два с половиной раза больше нашего Млечного Пути и имеет девять колец — на шесть больше, чем у любой другой известной галактики. Высокоразрешенные изображения с космического телескопа Хаббл НАСА подтвердили восемь колец, а данные с обсерватории WM Keck на Гавайях подтвердили девятое. Хаббл и Кек также подтвердили, какая галактика нырнула через Bullseye, создав эти кольца: голубая карликовая галактика, которая находится непосредственно в ее центре слева. Автор: NASA, ESA, Imad Pasha (Yale), Pieter van Dokkum (Yale)

Исследователи использовали четкое зрение Хаббла, чтобы тщательно определить местоположение большинства его колец, поскольку многие из них сгруппированы в центре. «Это было бы невозможно без Хаббла», — сказал Паша.

Они использовали Кека, чтобы подтвердить еще одно кольцо. Команда подозревает, что 10-е кольцо также существовало, но оно поблекло и больше не обнаруживается. Они оценивают, что оно может находиться в три раза дальше, чем самое широкое кольцо на снимке Хаббла.

Матч один на один с прогнозами

Паша также обнаружил поразительную связь между Bullseye и давно известной теорией: кольца галактики, по-видимому, двигались наружу почти точно так, как предсказывали модели.

«Эта теория была разработана для того дня, когда кто-то увидел так много колец», — сказал ван Доккум. «Невероятно приятно подтвердить это давнее предсказание с помощью галактики Bullseye».

Если смотреть сверху, то будет более очевидно, что кольца галактики неравномерно распределены, как на мишени для дартса. Изображение Хаббла показывает галактику под небольшим углом. «Если бы мы посмотрели на галактику прямо сверху, кольца выглядели бы круглыми, с кольцами, сгруппированными в центре и постепенно становящимися все более разнесенными по мере удаления», — объяснил Паша.

На этой иллюстрации сравниваются размеры нашей галактики Млечный Путь с гигантской галактикой LEDA 1313424, прозванной Bullseye. Диаметр Млечного Пути составляет около 100 000 световых лет, а Bullseye почти в два с половиной раза больше, его диаметр составляет 250 000 световых лет. Автор: NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI)

Чтобы представить, как могли образоваться эти кольца, представьте себе, что вы бросаете камешек в пруд. Первое кольцо расходится, становясь со временем самым широким, а другие продолжают формироваться после него.

Исследователи подозревают, что первые два кольца в Bullseye сформировались быстро и распространились в более широкие круги. Формирование дополнительных колец могло быть немного смещено, поскольку пролет голубой карликовой галактики повлиял на первые кольца более существенно.

Орбиты отдельных звезд были в основном нетронутыми, хотя группы звезд "скапливались", образуя различимые кольца на протяжении миллионов лет. Газ, однако, был вынесен наружу и смешан с пылью, образуя новые звезды, еще больше увеличивая яркость колец Bullseye.

Еще много исследований предстоит провести, чтобы выяснить, какие звезды существовали до и после «пролета» голубого карлика. Теперь астрономы также смогут улучшить модели, показывающие, как галактика может продолжать развиваться на протяжении миллиардов лет, включая исчезновение дополнительных колец.

Хотя это открытие было случайным, астрономы могут рассчитывать на то, что вскоре они найдут больше галактик, подобных этой. «Как только космический телескоп НАСА «Нэнси Грейс Роман» начнет научные операции, интересные объекты будут обнаруживаться гораздо легче», — объяснил ван Доккум. «Мы узнаем, насколько редки эти захватывающие события на самом деле».

Больше информации: Imad Pasha et al, The Bullseye: HST, Keck/KCWI, and Dragonfly Characterization of a Giant Nine-ringed Galaxy, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ad9f5c

Источник: NASA