Prstencové galaxie

Snad nejznámější prstencovou galaxií ve viditelném oboru je Hoagův objekt. Art Hoag jej objevil v roce 1950 a původně si myslel, že jde o planetární mlhovinuPlanetární mlhovina – odhozená obálka hvězdy v jejím závěrečném stádiu vývoje. Za roztodivné tvary planetárních mlhovin může přítomné magnetické pole. Planetární mlhoviny nemají nic společného s planetami, název vznikl na základě podobnosti mlhoviny s kotoučkem planety v malých dalekohledech. obklopující jasnou hvězdu. Teprve v průběhu sedmdesátých let se ukázalo, že jde o prstencovou galaxii. Původně jde snad o spirální galaxii. Náznak spirálních ramen je v prstenci ještě patrný. Ze souvislé galaxie ale dnes zůstalo jen osamocené jádro a okrajové oblasti disku, které s ním nejsou nijak zřetelně propojeny. V průhledu jsou vidět i vzdálené galaxie. Vzdálenost objektu je 600 milionů světelných rokůSvětelný rok (ly) – vzdálenost, kterou světlo ve vakuu urazí za jeden rok, 1 ly = 9,46×10¹² km.. Zdroj: HST.

Objektem, který na první pohled na prstencovou galaxii nevypadá, je Sombrero v souhvězdí Panny. Flammarion tento objekt zařadil do Messierova katalogu pod číslem M 104. Galaxie je známa amatérským astronomům, jelikož je viditelná už v sedmicentimetrovém dalekohledu. To, že jde ve skutečnosti o prstencovou galaxii, odhalil až Spitzerův dalekohledSST (Spitzer Space Telescope) – Spitzerův vesmírný dalekohled. Kosmická observatoř NASA pracující v infračerveném oboru, která byla vynesena na oběžnou dráhu v srpnu 2003 nosnou raketou Delta 7920H ELV. Zrcadlo má průměr 85 cm a je chlazené kapalným heliem na teplotu 5,5 K. Pozorovací spektrální rozsah je 3÷180 μm. Předpokládá se životnost tři až pět let. Program družice má na starosti California Institute of Technology.. Rovina disku je příliš sklopená, než aby bylo možné v přesvětlené střední části rozpoznat ve viditelném světle hvězd podrobnější velkorozměrovou strukturu. Horní snímek je ve viditelné oblasti z HSTHST (Hubble Space Telescope) – Hubblův vesmírný dalekohled. Největší dalekohled na oběžné dráze  kolem Země, kde byl v roce 1990 umístěn do výšky 614 km. Průměr primárního zrcadla je 2,4 m. Z hlediska kosmologie je zajímavý HST Key Project (klíčový projekt HST), který v roce 1999 posloužil k prvnímu přesnému určení Hubbleovy konstanty. V lednu 2004 NASA zrušila servisní mise k tomuto unikátnímu přístroji, nicméně v roce 2006 bylo rozhodnuto o poslední servisní misi, která měla proběhnout v roce 2008. Mise byla kvůli závadě na dalekohledu odložena a uskutečnila se v květnu 2009.. Tento objekt by mohl být i obyčejnou spirálovou galaxií. Dole, v oblasti infračervené, na snímku pořízeném Spitzerovým dalekohledem, září v infračerveném světle již velmi zřetelně od jádra oddělený chladný prachový prstenec. Vzdálenost 28 milionů světelných roků. Zdroj: SST/CalTech.

Průnik kompaktního tělesa dvoutřetinové hmotnosti diskovou strukturou v kolmém směru na rovinu disku. Disková struktura má soustředěnu celou třetinu hmotnosti v jádru. Za vzniku rezonančních vln se z talířovité souvislé diskové struktury vytváří prstencový tvar. V horní řadě je celá soustava reprezentována geometricky, pod ní za pomoci bodů. Dolní řada znázorňuje řez tímtéž kolmo na rovinu původního disku. Zdroj: Harvard.

Idealizovaný model soustavy II Hz 4 z práce Lyndse a Toomra. Volbou vzájemných hmotností, struktur a vektorů kolize bylo možné simulaci přiblížit reálně pozorovanému objektu. Spodní řada je již velmi podobná současným fotografiím galaxie II Hz 4. Celý proces galaktického pronikání a vzniku prstence se časově odehrává ve stovkách milionů roků. Zdroj: Harvard.

Snímky prstencové galaxie Arp 147 ve Velrybě ve vzdálenosti 440 milionů světelných roků. Na horní řadě je postupně zleva infračervený snímek z SSTSST (Spitzer Space Telescope) – Spitzerův vesmírný dalekohled. Kosmická observatoř NASA pracující v infračerveném oboru, která byla vynesena na oběžnou dráhu v srpnu 2003 nosnou raketou Delta 7920H ELV. Zrcadlo má průměr 85 cm a je chlazené kapalným heliem na teplotu 5,5 K. Pozorovací spektrální rozsah je 3÷180 μm. Předpokládá se životnost tři až pět let. Program družice má na starosti California Institute of Technology., viditelný snímek z HSTHST (Hubble Space Telescope) – Hubblův vesmírný dalekohled. Největší dalekohled na oběžné dráze  kolem Země, kde byl v roce 1990 umístěn do výšky 614 km. Průměr primárního zrcadla je 2,4 m. Z hlediska kosmologie je zajímavý HST Key Project (klíčový projekt HST), který v roce 1999 posloužil k prvnímu přesnému určení Hubbleovy konstanty. V lednu 2004 NASA zrušila servisní mise k tomuto unikátnímu přístroji, nicméně v roce 2006 bylo rozhodnuto o poslední servisní misi, která měla proběhnout v roce 2008. Mise byla kvůli závadě na dalekohledu odložena a uskutečnila se v květnu 2009., ultrafialový snímek z observatoře GALEXGALEX – Galaxy Evolution Explorer, kosmický dalekohled NASA určený ke studiu galaxií v ultrafialovém oboru. GALEX pracuje od roku 2003. Hlavním přístrojem je Cassegrainův dalekohled o průměru primárního zrcadla 50 cm. Dalekohled zobrazí oblast o průměru 1,2°. Pracuje v FUV pásmu (135÷175 nm) a NUV pásmu (175÷280 nm) s rozlišením 6÷8 úhlových sekund. Observatoř také pracuje v režimu s rozlišením 1 úhlové sekundy pro astrometrii a UV záření kosmického pozadí. a RTG snímek z observatoře ChandraChandra – družicová observatoř NASA zkoumající vesmír v rentgenovém oboru. Byla vypuštěna v roce 1999. Na palubě observatoře je rentgenový dalekohled o průměru 1,2 m a ohniskové vzdálenosti 10,05 m, tvořený čtyřmi soubory souosých paraboloidně-hyperboloidních zrcadel o délce 0,85 m, se zorným polem o průměru 1,0° a s rozlišením 0,5″.. Úplně napravo je pak pro srovnání fotografie z původního Arpova katalogu z roku 1966. Spodní snímek je prolnutím všech čtyř výše rozložených současných záznamů. Levá galaxie byla původně eliptickou, pravá, z níž zůstal jen prstenec, byla pravděpodobně spirální. Žhavé oblasti svítící v rentgenovém oboru prozrazují velmi hmotné hvězdy hroutící se do neutronových hvězd a černých děr. Jejich závěrečné exploze ohřívají okolní galaktický plyn natolik, že září v RTG. Na snímku z Chandry je tak vidět vlastně prstenec černých děr. Zdroj: Chandra.

Velmi podobným objektem je Kolo s loukotěmi v souhvězdí Sochaře. Řada snímků v jednotlivých spektrálních oborech zařazená svisle vpravo byla pořízena opět (shora) observatořemi Chandra, GALEX, HST a SST. Na horním snímku vpravo je v rentgenové oblasti vidět zřetelné propojení všech tří účastníků galaktické bouračky horkým mezigalaktickým plynem. Jak ve vnějších oblastech nového prstence, tak i u obou vzdalujících se satelitů jsou patrné horké skvrny aktivních oblastí zanikavších hvězd. Soustava je vzdálena 400 milionů světelných roků. Zdroj: Chandra.

Objevitelský snímek Kola ve Vozkovi, který byl necíleně pořízen při jiném úkolu. Levý obraz je pořízen v pásmu g (v okolí vlnové délky 472,3 nm), pravý v pásmu r (v okolí vlnové délky 764,1 nm) zařízením SUPRIME-CAM umístěným v ohnisku dalekohledu Subaru dne 9. 11. 2007. Zdroj: [1].

Interpretace Kola ve Vozkovi po provedení podrobné fotometrie a spektrální analýzy. Spektrální analýza byla provedena přístrojem GMOS-N (Gemini Multi-Object Spectrograph North) podél žlutých linií – na obrázku je naznačena orientace vstupních štěrbin spektrografu. Zřetelné jsou části prstence R1 a R2, které jsou zaznamenány na spektrogramu a byly přiřazeny k soustavě s jádrem N1. Galaxie s jádrem N2 je galaxie raného typu, prstencová patrně vznikla právě kolizí, a jde tedy o pozdější formaci. Hmotnosti obou soustav lze ze získaných údajů odvodit na 3±1×10⁸ M_S pro N1 a 8±2×10⁸ M_S pro N2.  Zdroj: [1].