Niespodzianka: mała galaktyka eliptyczna okazała się wielką spiralą!

Po lewej - w zakresie optycznym - UGC 1382 wydaje się prostą galaktyką eliptyczną. Spiralne ramiona widoczne są dopiero po nałożeniu zdjęć wykonanych w ultrafiolecie (środkowe zdjęcie). Połączenie tych obrazów z rzadkim gazem wodorowym (kolor zielony po prawej stronie) pozwala dostrzec potężne rozmiary UGC 1382. Źródło: NASA/JPL/Caltech/SDSS/NRAO/L. Hagen i M. Seibert
Po lewej – w zakresie optycznym – UGC 1382 wydaje się prostą galaktyką eliptyczną. Spiralne ramiona widoczne są dopiero po nałożeniu zdjęć wykonanych w ultrafiolecie (środkowe zdjęcie). Połączenie tych obrazów z rzadkim gazem wodorowym (kolor zielony po prawej stronie) pozwala dostrzec potężne rozmiary UGC 1382. Źródło: NASA/JPL/Caltech/SDSS/NRAO/L. Hagen i M. Seibert

Od lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku astronomowie uważali, że galaktyka znana jako UGC 1382 to stosunkowo nudna, mała galaktyka eliptyczna.  Galaktyki eliptyczne to najpowszechniejszy typ galaktyk charakteryzujacy się brakiem spiralnej struktury dyskowej typowej dla galaktyk takich jak chociażby Droga Mleczna. Teraz, wykorzystując dane zebrane w wielu przeglądach nieba na różnych długościach fali, astronomowie odkryli, że w rzeczywistości jest to kolosalnych rozmiarów galaktyka o niskiej jasności powierzchniowej dysku (ang. Giant Low Surface Brightness disk galaxy), która rozmiarami dorównuje liderowi tej klasy – galaktyce znanej jako Malin 1. Malin 1 charakteryzuje się średnicą 7-krotnie większą od Drogi Mlecznej. Wyniki badań  opublikowano w periodyku Astrophysical Journal.

Olbrzymie galaktyki o niskiej jasności powierzchniowej to jednej z najmasywniejszych, odizolowanych galaktyk spiralnych. To bardzo rzadkie obiekty składające się z dwóch składników – galaktyki dyskowej o wysokiej jasności powierzchniowej oraz otaczającego ją rozległego dysku o niskiej jasności powierzchniowej. Dlaczego zatem astronomowie tak dali się zmylić w przypadku UGC 1382?

Mark Seibert z Carnegie Institution of Science tłumaczy: „Chociaż wielokrotnie badaliśmy tę galaktykę od momenty odkrycia i skatalogowania w latach sześćdziesiątych, pierwsze podejrzenia co do tego czy to aby na pewno jest galaktyka eliptyczna pojawiły się dopiero w 2009 roku, kiedy to jeden z przeglądów wskazywał, że być może wokół galaktyki krąży dysk wodoru, jednak nikt nie kontynował tego tematu. UGC 1382 przykuła naszą uwagę gdy poszukiwaliśmy obszarów gwiazdotwórczych w galaktykach wczesnego typu za pomocą Galaxy Evoluton Explorer (GALEX). Zauwayżliśmy, że w ultrafiolecie widoczne są ramiona spiralne – coś czego się nie oczekuje wokół galaktyk eliptycznych. To odkrycie skłoniło nas do bardziej szczegółowych badań tego obiektu!”

Dalsze badania pozwoliły ustalić, że faktycznie galaktyka otoczona jest rotującym dyskiem wodoru o potężnych rozmiarach. Dla porównania – średnica naszej galaktyki – Drogi Mlecznej – szacowana jest na 30 kiloparseków, natomiast średnica UGC 1382 szacowana jest na 220 kpc – to siedem razy więcej!  Pomimo kolosalnej różnicy rozmiarów, obie galaktyki charakteryzują się zbliżoną masą – tzn. znajduje się w nich podobna ilość gwiazd i gazu.

Lea Hagen – główna autorka artykułu i doktorantka na Pennsylvania State University zauważa, że „to naprawdę niespotykane i zaskakujące, że posiadamy bardzo dobrze zbadaną galaktykę i jakimś cudem przeoczyliśmy jej najbardziej unikalną cechę: potężny zestaw ogromnych ramion spiralnych.  Sam fakt, że owe ramiona spiralne i gaz wodorowy rozciągają się na tak duże odległości w porównaniu do innych galaktyk sprawia, że jest to ekscytujący obiekt do badania najbardziej nietypowych przykładów ewolucji galaktyk.”

„Szczególnie ciekawą cechą na nowo sklasyfikowanej galaktyki UGC 1382 jest fakt, że znajduje się ona znacznie bliżej nas niż Malin 1 – w zaledwie  1/4 odległości do tego olbrzyma,” mówi Seibert. „Ta bliskość umożliwiła nam wykonanie badań na różnych zakresach promieniowania i pozwoli nam na rozpoczęcie odkrywania tajemnic tych ekstremalnych systemów.  Wiemy, że takie obiekty wymagają środowiska o bardzo niskiej gęstości. Co więcej w ich pobliżu raczej nie mogą znajdować się żadne inne duże galaktyki, które zaburzałyby ich strukturę. Z drugiej strony, aby powstały potrzebne jest istnienie małych i bogatych w gaz galaktyk karłowatych, materia których wykorzystywana jest do budowy naprawdę dużego, rozmytego halo gazowego. W przeciwieństwie do typowego procesu powstawania galaktyk, zewnętrzny, niebieski dysk składający się z ramion spiralnych wydaje się starszy od wewnętrznego dysku czerwonego. To z pewnością istotna wskazówka na drodze do zrozumienia w jaki sposób te dziwne galaktyki powstają.”

Źródło: Carnegie Institution for Science