В процессе изучения Вселенной астрономы обнаружили большое количество галактик, которые можно группировать по категориям. Вместе с этим им удалось найти и несколько нетипичных галактик.
В середине 1920-х годов Эдвин Хаббл, наблюдая за некоторыми туманностями, понял, что большинство из них состоят из звезд и находятся за пределами нашей галактики. С тех пор люди добились больших успехов в понимании различных видов галактик и их развития.
В течение многих лет занимались поиском галактик, и астрономы разделили некоторые типы галактик на «необычные».
Если вас спросят о том, что такое галактики, и у вас есть хотя бы поверхностное знание астрономии, в голове может возникнуть образ диска, заполненного газом и звёздами.
Что делает необычные галактики настолько примечательными, что потребовалось создать для них отдельный класс? И почему им дали название «пекулярные»?
Перед тем как исследовать удивительные галактики, полезно изучить разнообразие их видов. Это даст основу для понимания значимости необычных галактик.
Последовательность Хаббла
Галактики часто классифицируют по системе, называемой классификацией Хаббла, которая подразделяет обычные галактики на эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные формы.
Эллиптические галактики гладкие и имеют эллиптическую форму. Спиральные галактики плоские, с распределением звезд в форме спирали. Иногда у этих галактик есть стержнеобразная структура в центре; такие галактики называются спиральными галактиками с перемычкой.
Линзовидные галактики имеют линзовидную форму. Их составлен из диска, окружающего выпуклость в центре. Иногда в центре таких галактик находится стержень. Такие типы называются лентикулярами с перемычкой. В последовательности Хаббла лентикуляры обозначаются как S0, а лентикуляры с перемычкой — как SB0.
Существуют также галактики с неузнаваемыми формами, которые обычно очень маленькие по сравнению с другими галактиками.
А как насчет необычных галактик? Возможно, такими являются галактики, не вписывающиеся ни в одну из категорий последовательности Хаббла. Однако последовательность Хаббла, похоже, охватывает все возможные конфигурации и формы галактик.
Определение пекулярных галактик
Хэлтон Арп, американский астроном, прославившийся исследованиями особых и взаимодействующих галактик, при изучении спиральных галактик составил список не вписывающихся в последовательность Хаббла. Этот список назвали «Атлас пекулярных галактик».
В атласе Арп описал и изобразил около 330 галактик, считавшихся им необычными. Галактики были разделены на четыре группы по характеристикам, а также на пятую группу из шести галактик, названную «Разные». По мнению Арпа, эти особенности могли быть искажениями в наблюдаемой форме галактик.
Продолжая изучать небо, Арп собирал больше информации о спиральных рукавах и необычных галактиках. В 1977 году совместно с Барри Мадором выпустил список из 25 категорий таких галактик. Среди них были взаимодействующие двойные (две галактики, взаимодействующие друг с другом), взаимодействующие тройные (три галактики, взаимодействующие друг с другом), галактики с джетом и др.
Астрономы, изучавшие данные космического телескопа Хаббл, обнаружили увеличение процента необычных галактик на больших расстояниях.
В то же время интерпретации их природы оставались субъективными и разнились от специалиста к специалисту, что породило необходимость в объективном определении таких галактик.
В 1996 году А. Наим и О. Лахав пытались определить характеристики необычных галактик. Авторы исследования подчеркнули условность классификации галактик по их особенностям.
Наим и Лахав отметили, что особенности могут быть как слабыми, так и сильными. Это заключение получено после изучения данных из атласа Арпа. Слабые особенности представляют собой незначительные изменения по сравнению с моделями галактик, которые мы обычно наблюдаем. Сильные особенности же проявляются в значительно больших отклонениях, при которых галактики выглядят совсем иначе, чем во всех остальных случаях.
Однако отметили, что эти определения часто могут привести к путанице, поскольку зависят от индивидуальных наблюдателей. Кроме того, существует большое количество изображений галактик, что делает визуальную классификацию гораздо менее осуществимой. Попытались разработать более надежное определение, использующее количественные параметры, которые могли бы описать особенности.
Попытки количественной оценки особенностей
Один из количественных методов предполагает сопоставление шаблонов изображений необычных галактик с несколькими галактиками-шаблонами, имеющими четкую классификацию в последовательности Хаббла. Разница между изображениями может быть определена количественно, что дает представление о степени необычности.
Иным способом служило измерение индекса концентрации света и индекса асимметрии. Разница между этими величинами для обычных и особенных галактик может указать степень особенностей. В обоих случаях наблюдается сравнение с обычными галактиками.
В 1996 году Наим и Лахав попытались количественно измерить уровень необычности. Главный вывод состоял в том, что подобные особенности чаще всего проявляются как асимметрии и неровности. Выраженность этих особенностей может быть сильной в одних галактиках, а очень слабой — в других. Граница между обычными и необычными галактиками размыта, и степень отклонения имеет такое же значение, как и сами отклонения.
В 2014 году Лиор Шамир и Джон Уоллинг предприняли еще одну попытку количественного описания, используя данные Слоановского цифрового обзора неба (SDSS) и разработав алгоритм для автоматического определения необычных галактик.
Алгоритм не различал шум фона и настоящих галактик. Некоторые алгоритмом обнаруженные галактики не имели отличительных признаков. Тем не менее, он нашёл около пятисот кандидатов в необычные галактики, которые затем разделили по форме.
В группу входят пары, искаженные приливом (из-за гравитационного влияния), столкнувшиеся галактики, голубые галактики с необычной формой, галактики с встроенными точечными источниками, видимые с боковой проекции галактики, и линейные особенности.
Проводились обсуждения о связи между пекулярными галактиками и активными галактическими ядрами (АЯГ). АЯГ — это галактики, центры которых значительно ярче внешней части галактики. Если ранние обзоры были неясны в этом вопросе, то новые обзоры и космический телескоп Хаббла показывают, что пекулярные галактики, как правило, обладают более активным ядром.
Другие свойства пекулярных галактик
Исследования и наблюдения свидетельствуют о том, что звездообразование в пекулярных галактиках отличается от обычного процесса в классических галактиках. Одно из исследований выявило связь аномальных скоростей звездообразования с взаимодействием или столкновением галактик.
Окружающая среда необычных галактик часто оказывается весьма агрессивной. Из-за струй материи, которые могут выбрасываться этими галактиками, или их взаимодействия с другими галактиками, в свойствах этих объектов, особенно в их форме, происходят значительные трансформации. Такие изменения проявляются как отклонения от типичных наблюдений, что делает каждую галактику уникальной.
В необычных галактиках, где активно взаимодействует газ и материя, часто происходит усиление скорости образования звезд. Взаимодействие галактик также может привести к повышению ядерной активности.
Различия между необычными и обычными галактиками очевидны. Определение степени искажения субъективно и зависит от наблюдателя, но общепринято считать, что к необычным относятся взаимодействующие, с оптическими струями, сливающиеся и другие подобные галактики.
Особенности пекулярных галактик дают нам много информации об эволюции таких объектов.
Разные галактики формировались разными способами. Вселенная поражает разнообразием галактик и других небесных объектов.