Самая протяженная галактика продолжила расти

Астрономы оценили краевой диаметр эллиптической галактики IC 1011 более чем в 1,6 миллиона световых лет, что, как и предполагалось, делает ее самой протяженной из известных сегодня галактик. Она все еще может продолжать свой рост, поглощая диффузное вещество вблизи нее. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Размеры наблюдаемых во Вселенной галактик различаются от нескольких десятков световых лет (в случае компактных и тусклых карликовых галактик) до сотен тысяч световых лет (в случае массивных эллиптических галактик). Этот параметр напрямую связан со звездной массой галактики и ее возрастом и увеличивается за счет активного звездообразования и слияния. У исследователей до сих пор нет четкого ответа на вопрос о том, до каких размеров могут вырасти галактики. Помочь ответить на него должны поиски и исследования наиболее крупных систем, среди которых особенно интересными целями выступают центральные и ярчайшие галактики скоплений.

Группа астрономов во главе с Карлосом Марреро-де ла Росой (Carlos Marrero-de la Rosa) из Канарского института астрофизики опубликовала результаты анализа глубоких наблюдений за эллиптической галактикой IC 1011, проведенных в период с 27 по 30 мая 2022 года при помощи камеры WFC, установленной на 2,5-метровом телескопе INT в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос. Ученые использовали в работе и архивные данные наблюдений из наземных обзоров неба SDSS и DESI.

IC 1011 — ярчайшая галактика массивного скопления галактик Abell 2029, с красным смещением 0,077. Ее общая светимость составляет 10¹² светимостей Солнца, а излучение звезд прослеживалось до дистанции в 1,97 миллиона световых лет, что сделало ее одной из самых ярких центральных галактик скоплений и потенциально самой протяженной галактикой среди известных. В IC 1011 наблюдается одно из крупнейших галактических ядер, которое могло возникнуть при слиянии двойной системы сверхмассивных черных дыр, активно и обладает радиоджетом. Целью исследования стала оценка протяженности галактики, вплоть до очень малых значений поверхностной яркости (30,5 звездной величины), и поиск возможных тусклых структур вблизи ее краев, которые могут быть связаны с событиями слияний или аккреции других систем в прошлом.

Оказалось, что IC 1011 — действительно самая протяженная среди известных на сегодня галактик. Ее эффективный радиус (откуда исходит половина общего излучения галактики) составляет около 238 тысяч световых лет, а краевой радиус (связан с критическим значением поверхностной плотности межзвездной среды, необходимой для нормального звездообразования)  — около 848 тысяч световых лет. Звездная масса, заключенная внутри краевого радиуса составляет около 3,69 × 10^12​ масс Солнца, а оценка всей массы звезд внутри области, которая описывается профилем поверхностной яркости вплоть до 29 звездных величин (радиусом уже 2,127 миллиона световых лет), составляет 4,2 × 10^12​ масс Солнца. В последнем случае существует вклад в массу от окологалактического пространства.

Параметры IC 1101 помещают ее в самый верх зависимости звездной массы от размеров галактик, согласуясь при этом с теоретическими предсказаниями. Наблюдения WFC выявили ряд тусклых структур вблизи галактики, которые интерпретируются как следы аккреции системой других галактик и возмущения в горячем газе внутри скопления. Если учесть, что предыдущие рентгеновские наблюдения выявили активность ядра и джет у него, а еще — крупномасштабные спиралевидные структуры вблизи центра скопления, то тусклые структуры интерпретируются как следы слияния скопления с субскоплением или группой галактик около 2–3 миллиардов лет назад. Переход от основного тела центральной галактики скопления к ее внешней и более диффузной оболочке, за которой следует окологалактическое пространство, свидетельствует о том, что галактика все еще может расти, накапливая на своей периферии массу.

Астрономы ранее отыскали систему джетов протяженностью около семи мегапарсек у активной галактики Порфирион. Таким образом, джеты способны быть стабильными на космологических расстояниях даже в эпохи, когда Вселенная была значительно плотнее, чем сегодня.