Объект Хога

Объект Хога — кольцевая галактика, расположенная на расстоянии около 612,8 миллионов световых лет от нас в созвездии Змеи. Галактика, известная своей почти идеальной кольцевой формой, была названа в честь Артура Хога — астронома, который открыл ее в 1950 году. Галактика имеет 121 000 световых лет в поперечнике и содержит около 8 миллиардов звезд. Она имеет массу 700 миллиардов Солнц и светит с магнитудой 16,2.

Она имеет почти идеально симметричное кольцо светящихся голубых звезд, окружающих старое желтое ядро. Область между кольцом молодых звезд и ядром галактики может быть домом для слабых звездных скоплений, которые почти не обнаруживаются. В ядре преобладают гораздо более красные звезды, которые кажутся намного старше. Промежуток между двумя звездными популяциями – звездами в кольце и звездами в ядре кажется почти полностью темным. Это дает изображение эллиптического ядра галактики, которое изолировано в космосе и окружено ярким кольцом, которое парит вокруг него в виде спирали на непостижимом расстоянии в десятки тысяч световых лет.

Идеи образования Объекта Хога

Американский астроном Артур Хог, открывший галактику в 1950 году, первоначально описал объект как: «Идеально симметричную планетарную туманность с идеальным гало, более голубым, чем ядро». В качестве альтернативы он предположил, что объект может быть новым видом галактик или, что менее вероятно, гравитационной линзой. Это оптическая иллюзия, вызванная объектом большой массы (ядром), изгибающим и увеличивающим свет более удаленного фонового объекта (кольца).

Происхождение структуры внешнего кольца все еще остается неопределенным. Считается, что более известная кольцевая галактика Колесо Телеги в созвездии Скульптор, приобрела свою нынешнюю кольцевую структуру, когда меньшая галактика прошла через ее центральную область. Когда маленькая галактика столкнулась с Колесом Телеги, это вызвало ударную волну, которая распространилась от центра, сжимая газ и вызывая звездообразование на определенных расстояниях от центра. Считается, что объект Мэйалла, пара сталкивающихся галактик в Большой Медведице, демонстрирует формирование классической кольцевой галактики, подобной Колесу Телеги.

Наблюдения Объекта Хога делают этот сценарий маловероятным, потому что поблизости нет маленькой галактики, которая могла бы быть причиной такой формы. От столкновения не осталось слабых фрагментов, а ядро галактики имеет низкую скорость относительно кольца, что указывает на то, что формирование не было очень драматичным процессом. Если бы столкновение произошло миллиарды лет назад, это не объяснило бы возраст молодых звезд во внешнем кольце.

Идея о том, что видимое кольцо Объекта Хога было результатом гравитационного линзирования, была маловероятной, потому что объект на переднем плане должен был иметь массу 10 триллионов солнечных масс. Гипотеза была окончательно отвергнута в 1980-х годах.

Исследования Объекта Хога

В 1985 году израильский астрофизик Ноа Брош предположил, что кольцо могло образоваться несколько миллиардов лет назад из-за нестабильности диска галактики. Спиральные галактики с центральными полосами могут испытывать нестабильность, но ядро Объекта Хога выглядит круглым. На нем нет признаков диска.

В исследовании 1987 года, проведенном швейцарско-американским астрономом Франсуа Швайзером из обсерватории Карнеги в Пасадене, Калифорния, использовались изображения, фотометрические и спектроскопические данные, полученные с помощью 5-метрового телескопа в Паломарской обсерватории и 305-метрового радиотелескопа в обсерватории Аресибо, чтобы установить, что ядро и кольцо Объекта Хога имеют ту же радиальную скорость и лежат на том же расстоянии. Это окончательно исключило гипотезу об оптическом обмане. Ученые также обнаружили, что кольцо и ядро вращаются в одном направлении.

Авторы исследования предположили, что за создание нынешней структуры объекта Хога ответственно крупное аккреционное событие. Событие аккреции было бы не столкновением или слиянием, а взаимодействием с другой галактикой, которая передала большое количество массы Объекту Хога. Это привело к образованию отделенного кольца. Отсутствие приливных хвостов предполагает, что такое событие произошло по крайней мере 2-3 миллиарда лет назад.

Исследование 2013 года под руководством Ноа Броша показало, что светящееся оптическое кольцо находится на внутреннем краю большего кольца Hi (нейтрального водорода). Кольцо Hi в 2 раза больше оптического кольца и обладает теми же кинематическими свойствами. Оно показывает слабую деформацию относительно внутреннего кольца на его внешнем краю.

Исследователи обнаружили два других источника Hi с красным смещением, аналогичным Объекту Хога, расположенному на расстоянии 0,3 и 1 мегапарсек. Они также идентифицировали оптическую галактику-компаньон SDSS, также удаленную на 1 мегапарсек. Основной вывод исследования заключался в том, что H, который был обнаружен в Объекте Хога, не указывает на то, что галактика пережила недавнее событие аккреции, а форма галактики была вызвана взаимодействием, столкновение должно было произойти по крайней мере 1-2 миллиарда лет назад.

Без доказательств, подтверждающих обе теории – следы столкновения, произошедшего миллиарды лет назад, к настоящему времени давно исчезли бы – сценарий аккреции остается одной из гипотез, которые могут или не могут объяснить, как галактика эволюционировала в свою нынешнюю форму. Отсутствие образца похожих галактик делает еще более сложной задачу для астрономов в разработке теорий о происхождении структуры объекта Хоага.

Галактики типа Хога представляют собой особую подгруппу кольцевых галактик. Они исключительно редки, и ни одна из них не обладает почти идеальной симметрией Объекта Хога. Они составляют всего 0,1% или меньше от всех наблюдаемых галактик. Те, которые были идентифицированы, такие как NGC 6028 в созвездии Геркулеса и Галактика Бурчина (LEDA 1000714) в созвездии Чаша, имеют яркие отдельные кольца звезд, подобные галактике Хога. Но, как правило, они имеют намеки на спиральную структуру и центральную полосу.

Исследование LEDA 1000714 (PGC 1000714), проведенное турецким астрофизиком Бурчином Мутлу-Пакдилем, показало, что эллиптическому ядру галактики 5,5 миллиарда лет, в то время как кольцу всего 130 миллионов лет. Несмотря на то, что кольцо сформировалось совсем недавно, меньших галактик-компаньонов обнаружено не было. Как и Объект Хога, в галактике нет никаких признаков полосы или звездного диска.

Характеристика Объекта Хога

Объект Хога имеет диаметр около 121 000 световых лет и видимый размер 0,28 на 0,28 угловой минуты. Внутреннее ядро имеет 6 угловых секунд в поперечнике и физический диаметр 17 000 световых лет. Внутреннее кольцо имеет внутренний диаметр 28 угловых секунд, что соответствует физическому диаметру в 75 000 световых лет, а внешний диаметр составляет 45 угловых секунд или 121 000 световых лет.

Объект Хога менее массивен, чем галактика Млечный Путь. Млечный Путь содержит от 100 до 500 миллиардов звезд, по сравнению с предполагаемыми 8 миллиардами звезд Объекта Хога. Масса нашей галактики составляет от 800 до 1,54 триллиона солнечных масс, в то время как масса галактики Хога оценивается примерно в 700 миллиардов солнечных масс. Размер объекта Хоага (121 000 световых лет) сопоставим с недавними оценками диаметра Млечного Пути.

Более удаленная кольцевая галактика, занесенная в каталог как SDSS J151713.93+213516.8, видна во внешнем кольце объекта Хоага. Несмотря на то, что кольцевые галактики встречаются редко, эти две находятся на одной линии обзора, если смотреть с Земли. Более тусклая галактика появляется между ядром объекта Хога и внешним синим кольцом в положении «один час» на изображении космического телескопа Хаббла.

Расположение на небе

Объект Хога находится в созвездии Змеи, в змеиной голове, рядом с полукругом звезд, образующих Северную Корону. Его можно найти по астеризму Воздушный Змей.

Голова Змея образована Бета, Гамма и Йота Змеи, а Воздушный Змей образован самыми яркими звездами Волопаса, включая Арктур — четвертую по яркости звезду на небе. Объект Хога находится чуть более чем на полпути от звезды Беты Змеи до Изара (Эпсилон Волопаса).