Przejdź do treści

Krótka lista dziwnych galaktyk

NGC 4656 i NGC 4657 łączą się ze sobą. Spiralna NGC 4631 skierowana do nas krawędzią znajduje się pół stopnia na północny zachód.

Odkształcają się, przyciągają, zderzają się. Najbardziej osobliwe galaktyki ujawniają sekrety ewolucji galaktyk i całego kosmosu!

Czterdzieści lat temu Alan Goldstein wysłał pierwszy z wielu późniejszych artykułów do czasopisma Astronomy. Ukazał się on w lutym 1981 roku pod tytułem Obserwacja galaktyk osobliwych. 16 lat wcześniej także Halton Arp opublikował swój słynny Atlas Galaktyk Osobliwych, będący wynikiem obserwacji wykonanych w ramach przeglądu Palomar Sky Survey. Zawierał on próbkę najbardziej niezwykłych galaktyk, których zniekształcone struktury nie dawały się w żaden sposób wyjaśnić. Termin „galaktyki osobliwe” odnosił się wówczas do całej klasy galaktyk, których zniekształcenia nie były typowe ani dla klasycznych galaktyk spiralnych, ani amorficznych galaktyk eliptycznych. W tamtym czasie były one dla nauki prawdziwą zagadką.

Cztery dekady później nasza wiedza na temat tego, co czyni takie galaktyki wyjątkowymi, znacznie wzrosła. Głównie dzięki Teleskopowi Hubble'a i nowoczesnym teleskopom z optyką adaptacyjną, ale również potężnym superkomputerom, dzięki którym astronomowie precyzyjnie modelują oddziaływania grawitacyjne zachodzące między poszczególnymi galaktykami. Co zatem sprawia, że jakaś galaktyka jest szczególna?

Przy ogromnej różnorodności typowych galaktyk można zastanowić się, czy absolutnie każda z nich nie będzie w jakiś sposób dziwna. Jest w tym nieco prawdy. Jednak w ogólności galaktyki da się klasyfikować, czyli do pewnego stopnia zaszufladkować większość z nich. Ważne podstawy systemu klasyfikacji galaktyk, używanego zresztą do dziś, stworzył sam Edwin Hubble – blisko 100 lat temu, w roku 1926. W schemacie tym mamy klasyczne galaktyki spiralne, zwykłe ite z charakterystyczną poprzeczką oraz znane nam dobrze galaktyki eliptyczne. Z czasem schemat został uzupełniony o dwie dodatkowe klasyfikacje. Galaktyki soczewkowe to galaktyki spiralne mające pewne cechy wspólne z galaktykami eliptycznymi, o słabo spłaszczonym centrum, pozbawione wyraźnej struktury ramion. Używa się też czasem terminu przejściowe spirale z poprzeczką lub galaktyki spiralne z pośrednich typów, w odniesieniu do tzw. galaktyk typu SAB. Pojawił się on w systemie klasyfikacji galaktyk Gérarda de Vaucouleursa opracowanym pod koniec lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku.

Galaktyki mają jednak tendencję do występowania w gromadach, podobnie jak gwiazdy. Już same ogromne masy galaktyk skutecznie przyciągają je do siebie, nawet z bardzo dużych odległości. Dzięki temu mogą one ostatecznie zderzać się ze sobą. Siły te działają  na gwiazdy, pył i obłoki wodoru obecne w galaktykach. Nawet przejście galaktyki oddalonej o kilkaset tysięcy lat świetlnych wywołuje przyciąganie grawitacyjne wystarczająco silne, by w sposób widoczny zniekształcić strukturę lokalnej galaktyki. Jednocześnie wszystko to dzieje się w bardzo zwolnionym tempie: bliskie przejścia galaktyk trwają setki milionów lat.

Główną przyczyną dziwnego wyglądu części galaktyk są zatem zderzenia z innymi podobnymi obiektami lub ich bliskie spotkania. Szacuje się, że około 5 procent galaktyk w obserwowanym wszechświecie wchodzi w takie interakcje. Inne przyczyny powstawania galaktycznych osobliwości to gwałtowne wybuchy (skoki) procesów formowania się gwiazd w galaktykach, które mogą być związane ze zderzeniami lub interakcjami z międzygalaktycznymi obłokami wodoru, oraz procesy związane z silnie aktywnymi jądrami galaktycznymi (AGN) z masywnymi czarnymi dziurami występującymi w centrach wielu galaktyk. Niektóre galaktyki posiadają też nietypowo duże obłoki pyłu lub świecącego, zjonizowanego gazu wodorowego (tzw. obszary HII). Jednak mimo tej mnogości przyczyn i wyjaśnień pewien niewielki odsetek najdziwniejszych galaktyk wciąż skrywa przed nami wiele tajemnic. Być może z czasem rozjaśnią je nowe instrumenty i techniki obserwacyjne.

Wiele z tych osobliwych galaktyk to obiekty wystarczająco jasne, aby można je było zobaczyć przez stosunkowo niewielkie teleskopy. Kilka z nich można podziwiać nawet przez lornetkę. Zaobserwowanie szczegółów ich budowy może być jednak znacznie trudniejsze. Jeśli chcemy uchwycić jak najwięcej detali, potrzeba już odpowiednio dużej apertury i czystego, ciemnego nieba.

 

Odkształcają się, przyciągają się, zderzają się. Najbardziej osobliwe galaktyki ujawniają sekrety ewolucji galaktyk i całego kosmosu!  Czterdzieści lat temu autor wysłał mój pierwszy z wielu późniejszych artykułów do czasopisma Astronomy. Ukazał się on w lutym 1981 roku, zatytułowany jako „Obserwacja galaktyk osobliwych”. 16 lat wcześniej Halton Arp opublikował swój słynny Atlas Galaktyk Osobliwych jako wynik swoich obserwacji z przelądu Palomar Sky Survey. Zawierała próbkę niektórych najbardziej niezwykłych galaktyk, których zniekształcone struktury nie dawały się wyjaśnić. Termin „galaktyki osobliwe” odnosił się wówczas do całej klasy galaktyk, których zniekształcenia nie są typowe ani dla klasycznych galaktyk spiralnych, ani amorficznych galaktyk eliptycznych. W tamtym czasie wciąż były one zagadką.  Po upływie czterech dekad nasza wiedza na temat tego, co czyni takie galaktyki wyjątkowymi, znacznie wzrosła. Głównie dzięki Teleskopowi Hubble'a, nowoczesnym teleskopom z optyką adaptacyjną i potężnym superkomputerom, dzięki którym astronomowie mogą modelować oddziaływania grawitacyjne między poszczególnymi galaktykami. Co zatem sprawia, że jakaś galaktyka jest szczególna?  Przy ogromnej różnorodności „normalnych” galaktyk można nawet zastanowić się, czy absolutnie każda z nich nie będzie w jakiś sposób dziwna. Jest w tym nieco prawdy. Jednak przede wszystkim galaktyki da się klasyfikować, czyli do epwnego stopnia zaszufladkować. Ważne podstawy systemu klasyfikacji galaktyki, jakiego używa się do dziś, stworzył sam Edwin Hubble – blisko 100 lat temu. W schemacie tym mamy zatem klasyczne galaktyki spiralne — "normalne" oraz te z charakterystyczną poprzeczką, a także znane nam dobrze galaktyki eliptyczne.  Z czasem schemat została uzupełniony o dwie dodatkowe klasyfikacje. Galaktyki soczewkowe to spirale bez aktywnego formowania się gwiazd, które mają wspólne cechy z galaktykami eliptycznymi. Używamy też terminu przejściowe spirale z poprzeczką w odniesieniu do tak zwanego typu galaktyk SAB w systemie klasyfikacji

Na zdjęciu: Grawitacyjny taniec krążących wokół siebie galaktyk NGC 4485 i NGC 4490 wyrywa z nich strumienie gwiazd. Źródło: Dan Crowson

Schemat klasyfikacji galaktyk.

Na ilustracji: Schemat klasyfikacji galaktyk. Źródło: Roen Kelly after Antonio Ciccolella/M. De Leo, CC BY 3.0

 


Oto krótka lista złożona z nietypowych galaktyk, przygotowana przez Alana Goldsteina

  • NGC 1228, NGC 1229, NGC 1230 i IC 1892 tworzą łańcuch galaktyk w konstelacji Erydana. Czwórka ta jest również znana jako Arp 332. Są raczej słabymi obiektami, świecącymi z jasnościami z zakresu od 13 do 14 magnitudo. Dlaczego jednak te galaktyki ustawiły się niemal w jednej linii? Być może to przypadkowa konfiguracja i efekt rzutowania na sferę niebieską, ale możliwe też, że galaktyki ewoluowały razem, we własnej, małej „lokalnej grupie”. NGC 1229 to galaktyka typu Seyferta, z aktywnym jądrem z supermasywną czarną dziurą silnie akreującą materię.
     
  • NGC 2207 i IC 2163 to para galaktyk spiralnych w Wielkim Psie. Wielu obserwatorów zdaje sobie sprawę z obecności licznych gromad gwiazd położonych w granicach tej konstelacji, nie każdy jednak wie, że Wielki Pies zawiera również wiele galaktyk, w tym omawiany duet będący obecnie na wczesnym etapie zderzania się ze sobą. Mniejsza i bardziej odległa IC 2163, ma kształt przecinka, a jej spiralne ramiona są silnie rozciągnięte przez siły pływowe.

Na zdjęciu: IC 2163. Źródło: NASA/JPL-Caltech/STScI/Vassar - Image of the Day: Eyes in the Sky

Na zdjęciu: IC 2163. Źródło: NASA/JPL-Caltech/STScI/Vassar - Image of the Day: Eyes in the Sky

  • M82 (NGC 3034) w Wielkiej Niedźwiedzicy jest galaktyką, w której wciąż intensywnie tworzą się nowe gwiazdy, i to w znacznie szybszym tempie niż w większości innych galaktyk – tak zwaną galaktyką gwiazdotwórczą lub burzy gwiazdowej. Nazywana bywa też Galaktyką Cygaro, ponieważ jest długa i wąska, z zaokrąglonymi końcami. Dość łatwo dostrzec ją przez mały teleskop. Spowijają ją jak gdyby przydymione, ciemne mgławice.

M82. Źródło: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Na zdjęciu: M82. Źródło: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

  • NGC 3226 i 3227 nie są najjaśniejszymi galaktykami Lwa. Jednak jasna gwiazda podwójna γ Leonis leży mniej niż stopień na zachód od tej pary, dzięki czemu nietrudno jest ją odnaleźć na niebie. NGC 3226 to galaktyka eliptyczna, NGC 3227 – spiralna z poprzeczką i aktywnym jądrem (SBa). Przez teleskop wyglądają jak dwie owalne poświaty ze zwartymi jądrami.

NGC 3226 i 3227 . Źródło: Sloan Digital Sky Survey

Na zdjęciu: NGC 3226 i 3227. Źródło: Sloan Digital Sky Survey

  • Z kolei silnie asymetryczna NGC 4027 w Kruku to galaktyka spiralna z poprzeczką, w kształcie haka. Jej charakterystyczny kształt przypomina bardziej znane galaktyki Anteny, NGC 4038/9. Asymetria obiektu znanego też pod nazwą Galaktyka Rybiego Haczyka wynika z kolizji mającej miejsce w jego odległej przeszłości, która spowodowała powstanie dużej ilości nowych gwiazd, rozjaśniających silnie jej jedną tylko stronę – jedno ramię spiralne.
     
  • NGC 4485 i NGC 4490 to oddziałująca para galaktyk w Psach Gończych – tak jasna, że można ją zobaczyć już przez mały teleskop, a zarazem leżąca wystarczająco blisko, aby ukazać nam liczne szczegóły przy zastosowania nieco większej apertury. NGC 4485 była pierwotnie uważana za nieregularną lub słabą spiralę, nieco podobną do Wielkiego Obłoku Magellana. Jej asymetria jest spowodowana dawnym zderzeniem z większą galaktyką NGC 4490. Zderzenie to spowodowało powstanie licznych gwiazd na szlaku łączącym obie galaktyki, teraz oddzielone o „jedynie” 24 000 lat świetlnych (to tylko trochę bliżej niż odległość Słońca od centrum Naszej Galaktyki!)
     
  • NGC 4656 i NGC 4657 również znajdujące się w granicach konstelacji Psów Gończych. NGC 4657 jest pełna obszarów HII i obłoków gwiazdotwórczych. Cienka wypustka z krótkim haczykiem widoczna na jednym z jej brzegów nadała temu obiektowi przydomek Galaktyka Kija Hokejowego. Tej pary galaktyk możemy szukać w pobliżu NGC 4631 — większej, jaśniejszej spirali obserwowanej wzdłuż jej krawędzi.
     
  • M60 (NGC 4649) i NGC 4647 w Pannie to kolejny niezwykły duet. Dzieli je niemal wszystko: mają różne typy w klasyfikacji, masy i jasności. M60 to duża galaktyka eliptyczna wyglądająca prawie jak kula (ma oznaczenie między E1 i E2 w klasyfikacji Hubble'a). NGC 4647 to typowa spirala pośrednia o niskiej jasności powierzchniowej. To przykład pary, która dopiero zaczyna się ze sobą zderzać.

NGC 4647 i M60. Źródło: NASA/ESA

Na zdjęciu: NGC 4647 i M60. Źródło: NASA/ESA

  • M64 (NGC 4826) wyróżnia się dużą, asymetryczną i ciemną mgławicą, która blokuje światło połowy jej wewnętrznego dysku spiralnego. Ta cecha została po raz pierwszy zauważona przez Williama Herschela w latach 80. XVIII wieku, co doprowadziło do ukucia nazwy Galaktyka Czarne Oko dla tej galaktyki. Leży w Warkoczu Bereniki i jest lubiana przez posiadaczy małych teleskopów, ponieważ jej „oko” można dość łatwo zaobserwować. Większe teleskopy pokażą nam poszarpany kształt ciemnego obłoku pyłu. M64 jest galaktyką Seyferta typu 2, ale jej jasna emisja centralna zdaje się nie pochodzić z aktywnego jądra, a raczej z otaczającego go obszaru. Może to być spowodowane tym, że jądro jest przesłonięte wzdłuż naszej linii widzenia.

M64. Źródło: NASA/The Hubble Heritage Team (AURA/STScI)

Na zdjęciu: M64. Źródło: NASA/The Hubble Heritage Team (AURA/STScI)

  • NGC 5426 i NGC 5427 w Pannie są parą niemal bliźniaczych spiral (Sc, SBc) we wczesnych stadiach zderzania się ze sobą. Skatalogowane są też jako Arp 271. Są ustawione niemal prostopadłe do siebie. Wizualnie to słabo świecąca para galaktyk, dość wymagająca z punktu widzenia sprzętu obserwacyjnego.

NGC 5426 i NGC 5427 są niczym bliźniaczki: mają prawie te same rozmiary, a ich wewnętrzna budowa jest bardzo podobna. Źródło: Dan Crowson

Na zdjęciu: NGC 5426 i NGC 5427 są niczym bliźniaczki: mają prawie te same rozmiary, a ich wewnętrzna budowa jest bardzo podobna. Źródło: Dan Crowson

  • NGC 6621 i NGC 6622 w Smoku to kolejna para galaktyk silnie oddziałujących ze sobą grawitacyjnie, dobrze widoczna przez większe teleskopy. NGC 6622, zwarta spirala z poprzeczką, ma dobrze widoczny obszar centralny, ale dysk tej galaktyki w dużej mierze otacza pył i gwiazdy NGC 6621.
     
  • NGC 6946 nie znajduje się na większości list osobliwych galaktyk. Ta galaktyka spiralna położona na granicy Cefeusza i Łabędzia została nazwana Galaktyką Fajerwerk ze względu na ogromną liczbę zawartych w niej gwiazd supernowych. Podczas gdy Droga Mleczna wytwarza średnio jedną supernową na stulecie, NGC 6946 wytwarza ich około 10 razy tyle, choć zawiera tylko jedną trzecią ilości gwiazd naszej Galaktyki. Uważa się, że ta spirala typu Sc jest galaktyką gwiazdotwórczą. NGC 6946 jest przy tym silnie przyćmiona przez międzygwiazdowy pył Drogi Mlecznej, ale mimo to świeci wystarczająco jasno, by można jej było szukać już przez niewielkie teleskopy. W tych większych można zobaczyć liczne obszary HII i wyraźne ramiona spiralne obiektu. Jest to galaktyka z aktywnym jądrem

NGC 6946 (Isaac Newton Telescope). Źródło: Renseb

Na zdjęciu: NGC 6946 (Isaac Newton Telescope). Źródło: Renseb

 


Czytaj więcej:

Źródło: Astronomy.com/Alan Goldstein

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
 

Na zdjęciu: NGC 4656 i NGC 4657 łączą się ze sobą. Spiralna NGC 4631 skierowana do nas krawędzią znajduje się pół stopnia na północny zachód. Źródło: Terry Hancock and Tom Masterson

Reklama