Arp 220 — сверхъяркая галактика со вспышкой звездообразования, расположенная на расстоянии 250 миллионов световых лет от нас в созвездии Змееносца. Галактика образовалась в результате столкновения двух более мелких галактик. Остаток от слияния имеет видимую звёздную величину 13,9 и видимый размер 1,5 на 1,2 угловых минуты, что соответствует диаметру в 110 000 световых лет. В каталоге Индекса галактика указана как IC 1127 и IC 4553.
Arp 220 — ближайшая к Земле сверхъяркая инфракрасная галактика. Поскольку это ближайшая к нам такая галактика, она считается эталоном таких галактик и часто становится объектом исследований. На основании наблюдений с помощью рентгеновской обсерватории «Чандра» и спутника XMM-Newton считается, что в галактике есть активное ядро. Активное ядро питается от сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики, которая может быть результатом столкновения галактик. Ядро сильно запылено.
Ядро галактики Arp 220
В Arp 220 действительно есть две сверхмассивные чёрные дыры, расположенные на расстоянии около 1200 световых лет друг от друга. Два компактных ядра с высокой степенью поглощения света когда-то принадлежали двум меньшим галактикам, которые слились и образовали одну большую. Считается, что западное ядро активно. Двойные ядра были обнаружены в ходе наблюдений с помощью космического телескопа «Хаббл» в инфракрасном диапазоне.
Каждое ядро галактики окружено вращающимся кольцом, в котором происходит формирование звёзд. Кольца были запечатлены космическим телескопом «Джеймс Уэбб» в инфракрасном диапазоне в 2023 году. Инфракрасный телескоп «Уэбб» также обнаружил слабые приливные хвосты, образованные веществом, которое было выброшено из сливающихся галактик под действием сил гравитации.
Исследования
В исследовании, проведенном в 2024 году, были обнаружены два диска, вращающихся в противоположных направлениях вокруг ядер, встроенные в более крупные диски вращения. Используя прибор NIRSpec на борту телескопа Джеймса Уэбба, астрономы обнаружили свидетельства молекулярных, ионизированных и нейтральных выбросов, связанных с двумя ядрами. Исходящие потоки имеют скорость до 1000 км с-1. Авторы исследования обнаружили, что общая масса оттока составляет 107 М⊙.
Высокая интенсивность излучения галактики в инфракрасном диапазоне является результатом масштабной волны звездообразования. Вспышка звездообразования была вызвана близким взаимодействием двух сливающихся галактик.
Ядерные диски — единственные области активного звездообразования в Arp 220. В исследовании 2023 года, основанном на наблюдениях с помощью телескопа «Хаббл», было обнаружено мало свидетельств наличия массивных скоплений звёзд возрастом менее 100 миллионов лет. Авторы исследования предположили, что звездообразование прекратилось везде, кроме ядерных колец.
Особенности галактики Arp 220
Звездообразование происходило непрерывно со скоростью 3–12 солнечных масс в год, начиная с нескольких миллиардов лет назад и заканчивая 100 миллионами лет назад. За исключением центральных колец, галактика, по-видимому, находится в состоянии, следующем за вспышкой звездообразования.
Две меньшие галактики, образующие Arp 220, начали сливаться примерно 700 миллионов лет назад. В результате столкновения образовалось около 200 крупных звёздных скоплений на площади в 5000 световых лет. В области, где находятся эти скопления, содержится столько же газа, сколько во всей галактике Млечный Путь.
Сверхъяркие инфракрасные галактики характеризуются светимостью, превышающей 1012 светимости Солнца. Эти галактики излучают больше света в инфракрасном диапазоне, чем во всех других диапазонах вместе взятых. Многие из них находятся в процессе взаимодействия с другими галактиками. Высокая светимость обусловлена высокой скоростью звездообразования, вызванной взаимодействием, разрушением и столкновениями. Сверхъяркие инфракрасные галактики могут производить до 100 новых звёзд в год. Для сравнения: в нашей галактике Млечный Путь образуется около одной звезды в год.
Некоторые учёные считают, что ультраяркие галактики с активными ядрами образуются в результате слияния галактик. По мере слияния галактики становятся ярче. В то же время их центральные чёрные дыры подпитываются падающим газом. Когда у активных ядер заканчивается топливо, яркость снижается. Когда чёрные дыры перестают быть активными, результатом столкновения становится эллиптическая галактика.
Сверхновые в галактике Arp 220
В галактике Arp 220 было обнаружено рекордное количество сверхновых — семь, и все они были открыты одновременно. Об открытии сообщила группа учёных в 2011 году.
Сверхновые были обнаружены в ходе 17-летнего мониторинга радиоисточников в галактике с использованием 57 крупнейших радиотелескопов на двух континентах. Сверхновые имеют диаметр менее 1 светового года, что соответствует угловому размеру менее 0,5 миллисекунды дуги. Прародители всех семи сверхновых погасли примерно в одно и то же время. Для сравнения: во всей галактике Млечный Путь одна сверхновая появляется раз в 100 лет.
В 2017 году наблюдения за галактикой Arp 220 с помощью радиотелескопов выявили в общей сложности около 100 остатков сверхновых в области размером менее 500 световых лет.
История открытия
Arp 220 был открыт американским астрономом и математиком Трумэном Саффордом 4 мая 1866 года. Благодаря открытию Саффорда галактика была внесена в каталог IC 1127.
Французский астроном Стефан Жавель независимо открыл эту галактику 25 июля 1903 года, в результате чего она была внесена в каталог как IC 4553. Жавель указал более точное положение объекта, что и привело к его двойному открытию.
Факты
Объект Arp 220 наблюдался космическим телескопом «Хаббл» в 1997 и 2002 годах. На снимках видно более 200 массивных звёздных скоплений в центральной части остатка слияния. Некоторые из этих огромных звёздных скоплений имеют массу, равную примерно 10 миллионам масс Солнца.
В начале 1980-х годов инфракрасный астрономический спутник (Infrared Astronomical Satellite, IRAS) обнаружил, что Arp 220 излучает исключительно в инфракрасном диапазоне. В 1984 году наблюдения с помощью IRAS показали, что в излучении галактики преобладает дальняя инфракрасная часть спектра.
Двойное ядро галактики было впервые обнаружено с помощью 200-дюймового телескопа Хейла в Паломарской обсерватории в 1989 году. Группа астрономов из Калифорнийского технологического института сообщила об обнаружении двух активных ядер с околоядерными вспышками звездообразования на расстоянии 0,95 угловых секунд друг от друга. Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal в мае 1990 года.
Расположение Arp 220 на небе
Arp 220 находится в экваториальном созвездии Змееносца, недалеко от границы с Северной Короной. Он расположен между треугольником звёзд, образующих голову Змееносца, и заметным полукругом Северной Короны. Остаток слияния находится недалеко от середины воображаемой линии, соединяющей Корнефорос — самую яркую звезду в созвездии Геркулес, и звездой Изар в созвездии Волопаса.
При видимой звёздной величине 13,9 галактика представляет собой сложную цель для малых и средних телескопов. При склонении +23° 30’ она видна из мест, расположенных севернее 66° южной широты.
| Созвездие | Змееносец |
| Тип объекта | Сливающиеся галактики |
| Морфологический тип | С? или грустный |
| Прямое восхождение | 15ч 34м 57,1с |
| Склонение | +23° 30′ 11″ |
| Видимая величина | 13.9 |
| Видимый размер | 1,5 x 1,2 фута |
| Расстояние | 250 миллионов световых лет (76,65 мегапарсека) |
| Красное Смещение | 0.018101 |
| Гелиоцентрическая лучевая скорость | 5377 км/с |
| Размер | 110 000 световых лет (33 700 парсеков) |
| Имена и обозначения | Arp 220, APG 220, IC 1127, IC 4553, LEDA 55497, PGC 55497, UGC 9913, MCG+04-37-005, SDSS J153457.20+233013.2, AKARI-IRC-V1 J1534572+233011, VV 540, WB 1532+2339, BWE 1532+2339, ECO 11597, Z 136-17, Z 1532.8+2340, WISE J153457.25+233011.5, WISEA J153457.24+233011.4, 2XMM J153457.3+233011, 7C 153246.8+233951, FIRST J153457.2+233011, GB6 J1534+2330, GB6 B1532+2340, KPG 470b, IRAS 15327+2340, IRAS F15327+2340, 2MASX J15345727+2330104, LDC 1130 J153457.27+2330104, MITG J153458+2330, FASHI J153455.59+233013.2, JVAS B1532 +236, JVAS J1534+2330, 87 ГБ 153247.1+233949, GLEAM J153456 + 233020, RFC J1534+2330, JCMTSE J153457.4+233013, JCMTSF J153457.4+233013, TXS 1532+236, NVSS J153457 +233011, PSCz Q15327+2340, TGSSADR J153457.3+233011, UZC J153457.4+233011 |
