Астрофизики наконец измерили полный размер крупнейшей из известных галактик
Астрофизики получили самые глубокие изображения галактики IC 1101 из когда‑либо сделанных, что позволило им впервые определить ее внешнюю границу. Расчеты приведены в статье для Astronomy and Astrophysics, выложенной препринтом на arXiv. Они показали, что эта галактика — действительно крупнейшая из всех известных на сегодня: ее диаметр по большой оси достигает 520 килопарсек, или примерно 1,7 миллиона световых лет.
Так называемые ярчайшие галактики скоплений (BCG), к которым относится и IC 1101, представляют собой результат иерархического формирования галактик — они растут за счет поглощения меньших галактик. Их слабые звездные гало плавно сливаются с внутрикластерной средой — диффузным газом и звездами, заполняющими пространство между галактиками в скоплении.
Именно это и затрудняет определение размеров BCG. Их окраины хранят свидетельства прошлых слияний в виде приливных хвостов и звездных гало, которые накладываются на окружающий внутрикластерный свет, из‑за чего трудно понять, где заканчивается галактика и начинается межгалактическая среда.
Протяженность звездного диска IC 1101 — BCG в центре скопления галактик Abell 2029 на расстоянии свыше миллиарда световых лет от Земли — оценивалась примерно в 607 килопарсек, что делало ее крупнейшей из известных человечеству. Уточнить края галактики помогли ее сверхглубокие изображения, полученные широкоугольной камерой на телескопе Исаака Ньютона на Канарах.
В 17 раз больше нашей
Измерение истинной границы галактики означает регистрацию очень слабого звездного света и его отделение от нежелательного источника помех — рассеянного света от звезд переднего плана. Этот свет может создавать размытое свечение по всему снимку и затруднять наблюдение именно тех слабых областей, которые и ищут астрономы.
Авторы исследования построили детальную модель функции рассеяния точки телескопа, используя десятки калибровочных звезд разной яркости. С помощью этой модели поочередно вычли рассеянный свет более чем от 250 звезд из финального изображения, что позволило выявить более тусклые структуры.
Радиальные профили — градиент звездного света с удалением от центра — показали, что край находится на расстоянии 260 килопарсек, а подтвержденный диаметр галактики достигает примерно 520 килопарсек, что делает ее самой большой галактикой из известных на сегодняшний день. Общая заключенная в этих границах звездная масса оценивается примерно в 3,4 триллиона масс Солнца.
Для сравнения, Млечный Путь имеет в поперечнике всего около 30 килопарсек, то есть IC 1101 превосходит его примерно в 17 раз. При этом одна лишь ее звездная масса превышает полную массу Млечного Пути, включая темную материю, которая оценивается в диапазоне от 1 до 1,5 триллиона масс Солнца.
Продолжает расти
За пределами основного края ученые обнаружили восемь обширных, слабых и асимметричных звездных структур. Две из них совпадают по положению с известными рентгеновскими возмущениями. Это свидетельствует о том, что галактика продолжает расти за счет текущей аккреции вещества, а не остановилась в развитии.
Это согласуется с предыдущим рентгеновским исследованием, в котором аналогичные возмущения были интерпретированы как вероятный след столкновения с другой группой галактик, произошедшего примерно 2—3 миллиарда лет назад.