IC 1101

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IC 1101 es una galaxia lenticular supergigante (cD) de clase S0 situada en el centro del cúmulo de galaxias Abell 2029. Tiene un diámetro isofotal de aproximadamente 123,65 a 169,61 kiloparsecs (400.000 a 550.000 años luz). Posee un núcleo difuso que es el núcleo más grande conocido de cualquier galaxia hasta la fecha y contiene un agujero negro supermasivo, uno de los más grandes descubiertos. IC 1101 se encuentra a 354,0 megaparsecs (1,15 mil millones de años luz) de la Tierra. Fue descubierto el 19 de junio de 1790 por el astrónomo británico William Herschel.

Historial de observación

IC 1101 fue catalogada en el Catálogo Índice de galaxias desde finales del siglo XIX hasta principios del XX, que es donde la galaxia obtuvo su designación más utilizada. En un estudio de galaxias de 1964 acompañado de fuentes de radio, IC 1101 figuraba entre las galaxias elípticas difusas elegidas para el estudio. El estudio señaló que IC 1101 no había sido considerada como una fuente de radio, pero se detectaron emisiones de radio similares a las galaxias con tales emisiones.

Casi una década y media después, en 1978, el astrónomo Alan Dressler analizó 12 cúmulos de galaxias muy ricos, entre ellos Abell 2029, donde se encuentra IC 1101. Al año siguiente, publicó un artículo dedicado exclusivamente a IC 1101 y su dinámica y propiedades relacionadas, que revela un perfil de dispersión de velocidad creciente. Después de esto, publicaría un artículo resumiendo sus estudios recientes sobre el cúmulo y la galaxia.

Durante 1985, un equipo de astrónomos obtuvo los espectros del gas dentro de varios cúmulos de galaxias que se sabe que son luminosos en longitudes de onda de rayos X, incluido Abell 2029. Poco después, se inició una investigación sobre la dinámica de IC 1101 y las galaxias dentro de un Se realizaron unos cientos de kiloparsecs.

Los centros de los cúmulos de galaxias se consideran entre los mejores laboratorios para el estudio de la evolución de las galaxias y los cúmulos, por lo que desde finales de los años 1980 hasta principios de los 1990, se publicaron numerosos artículos que examinaban muchos de los cúmulos de galaxias más brillantes. Entre ellos se encontraba el IC 1101. Pronto se obtuvieron perfiles de luminosidad de la banda R (luz roja) para IC 1101, revelando un halo de luz muy vasto que podía rastrearse a más de varios cientos de kiloparsecs del centro de la galaxia.

En 2002, se realizó un análisis de los estudios de rayos X de Chandra del grupo. En 2011, se llevó a cabo un estudio de más de 430 cúmulos de galaxias más brillantes, entre ellos IC 1101.

En 2017, se realizó un estudio de corrimiento al rojo del cúmulo, lo que permitió crear una lista de dispersiones de velocidad. Esto limita la dinámica del cluster. Ese mismo año, un análisis de las regiones internas de la galaxia utilizando imágenes del Telescopio Espacial Hubble encontró un núcleo galáctico enorme pero difuso, acompañado de estimaciones de masa del agujero negro supermasivo central.

Durante 2019-2020, se estudiaron 170 cúmulos de galaxias locales para estudiar los cúmulos de galaxias más brillantes, sus estructuras y la luz intracúmulo que los rodea.

Características

Morfología

IC 1101 imágenes de la Encuesta de Cielo Digital Sloan

La galaxia está clasificada como supergigante elíptica (E) a lenticular (S0) y es la galaxia más brillante de A2029 (de ahí su otra designación A2029-BCG; BCG significa cúmulo de galaxias más brillante). El tipo morfológico de la galaxia es objeto de debate debido a que posiblemente tenga forma de disco plano, pero sólo es visible desde la Tierra en sus dimensiones más amplias. El Tercer Catálogo de Referencia de Galaxias Brillantes (RC3) de 1991 proporcionó una morfología de S0- (etapa de Hubble -2; ver etapa de Hubble para más detalles).

Componentes y estructura

Como la mayoría de las galaxias grandes, IC 1101 está poblada por una serie de estrellas ricas en metales, algunas de las cuales son hasta siete mil millones de años más antiguas que el Sol, lo que le da un color amarillo dorado. Tiene una fuente de radio muy brillante en el centro, que probablemente esté asociada con un agujero negro ultramasivo en el rango de masa de 40 a 100 mil millones de M☉ medido usando modelos dinámicos centrales, o alternativamente entre 50 y 70 mil millones de M☉ usando la tasa de acreción de gas. y modelado de crecimiento, que convertiría al agujero negro IC 1101 en uno de los más masivos conocidos hasta la fecha. Las estimaciones de la masa del agujero negro de IC 1101 están cerca del límite superior de los límites cosmológicos y se le conoce como un agujero negro "sobremasivo". agujero negro.

Se ha descrito que la relación masa-luz de IC 1101 es anormalmente alta. La galaxia también tiene un perfil de dispersión de velocidad único, lo que indica un halo masivo de materia oscura. Acumula aproximadamente 450 masas solares por año. La galaxia carece de emisión nuclear en luz visible en su centro, así como de signos de formación estelar reciente. Tampoco hay evidencia de franjas de polvo en el núcleo.

Durante muchos años se sugirió que IC 1101 estaba en el centro de un flujo de enfriamiento masivo dentro del cúmulo Abell 2029, pero observaciones posteriores lo descartaron.

Un artículo de 2017 sugiere que IC 1101 tiene el tamaño de núcleo más grande de cualquier galaxia con un radio central de alrededor de 4,2 ± 0,1 kpc (13,70 ± 0,33 mil ly) al ajustar un modelo a una imagen del Telescopio Espacial Hubble (HST) de la galaxia. galaxia. Esto hace que su núcleo sea más grande que el observado en A2261-BCG, que es de 3,2 kpc (10 mil ly). El núcleo también es aproximadamente un orden de magnitud más grande que los núcleos de otras galaxias elípticas grandes, como NGC 4889 y NGC 1600. Las estimaciones de la magnitud absoluta del esferoide de IC 1101 son muy débiles para un núcleo tan grande, lo que indica un gran déficit de masa estelar estimado en 4,9×1011 MSol y un gran déficit de luminosidad estimado en 1,1×10< sup>11 L☉. Una hipótesis sobre las propiedades y peculiaridades observadas del núcleo es que la fusión de los agujeros negros centrales durante la formación de la galaxia arrojó estrellas fuera del núcleo. Sin embargo, se debe tener precaución al examinar núcleos galácticos grandes y difusos, ya que varias estimaciones pueden diferir entre los modelos informáticos utilizados. Como ejemplo, originalmente se afirmó que Holmberg 15A tenía el núcleo galáctico más grande de cualquier galaxia, pero otros estudios demostraron lo contrario, ya sea no encontrando un núcleo o estimando un tamaño más pequeño para él. También cabe señalar que las galaxias satélites podrían haber influido en las propiedades estimadas del núcleo difuso.

El eje principal de IC 1101 está orientado en dirección noreste a suroeste. El eje mayor está incluso alineado con el eje por el cual Abell 2029 se acumula a partir de Abell 2033. Sus componentes, como el núcleo y el cuerpo principal, están bien alineados, pero el halo está girado 20 grados con respecto a los demás componentes de la galaxia. Sus isófotas (las formas que conectan áreas con el mismo brillo superficial) son predominantemente cuadradas. Más cerca del núcleo, las isófotas de IC 1101 se alargan, lo que sugiere un disco nuclear. Esta característica podría deberse a un doble núcleo no resuelto, producido por un núcleo galáctico activo (AGN) de baja intensidad o una galaxia satélite perturbada por el agujero negro central. Varias galaxias elípticas como NGC 4438-B, NGC 5419 y VCC 128 contienen dos fuentes puntuales que producen altas elipticidades. El estudio del cielo NRAO VLA detectó una fuente de radio cerca de IC 1101, corroborando un posible AGN. También se ha detectado otra fuente de radio más débil cerca, lo que abre la posibilidad de un doble AGN que no se puede descartar.

Como la mayoría de los BCG, IC 1101 tiene un halo estelar masivo y difuso y un halo de luz excesivo. El halo está girado 20 grados con respecto al cuerpo principal y al núcleo de IC 1101. Esta característica, entre otras, parece ser la razón por la que IC 1101 está clasificada como una galaxia lenticular en RC3.

IC 1101 imaginado por la novena publicación de datos de la encuesta Legacy.

Tamaño

IC 1101 se considera una galaxia grande caracterizada por un halo extenso y difuso. Se trata de estrellas ligeras intracúmulos, o ICL, que vuelan libremente y no están unidas a ninguna galaxia. Sin embargo, esta omnipresente masa de estrellas dentro de los cúmulos de galaxias suele estar más concentrada alrededor de los cúmulos de galaxias más brillantes, como IC 1101. Fotométricamente, la ICL es indistinguible del cúmulo de galaxias más brillante, pero se puede distinguir cinemáticamente. A principios de la década de 2000, se tomaron estimaciones de lentes débiles para Abell 2029, que indicaban la distribución de la masa en todo el cúmulo y la galaxia.

La definición del tamaño de una galaxia varía según el método utilizado en la literatura astronómica. Las placas fotográficas de luz azul de la galaxia (muestreo de estrellas excluyendo el halo difuso) producen un radio efectivo (el radio dentro del cual se emite la mitad de la luz) de 65 ± 12 kpc (212 ± 39 mil ly) basado en una medición de distancia anterior. La galaxia tiene un halo muy grande de intensidad mucho menor "luz difusa" extendiéndose en un radio de 600 kpc (2 millones de años al año). Los autores del estudio que identifica el halo concluyen que IC 1101 es "posiblemente una de las galaxias más grandes y luminosas del universo". Esta opinión también se ha expresado en varios otros artículos, pero esta cifra se basó en una distancia supuesta anteriormente de 262 megaparsecs (855 millones de años luz).

Medidas más recientes, utilizando el estándar de magnitud 25,0/segundo de arco2 (comúnmente conocido como D25, un método recomendado por R.O. Redman en 1936) ha sido utilizado por el RC3 en la banda B, con un eje mayor medido (log 2a+1) de 1,08 (equivalente a 72,10 segundos de arco), lo que se traduce en un diámetro de 123,65 kiloparsecs (403.000 ly). Otro cálculo realizado por Two Micron All-Sky Survey utilizando el valor "total" La apertura en la banda K produce un tamaño mucho mayor de 169,61 kiloparsecs (553.000 ly). Ambas mediciones se basan en la distancia actualmente aceptada a IC 1101. Esto la convertiría en una de las galaxias más grandes y luminosas conocidas, aunque hay otras galaxias con mediciones de diámetro isoftal mayores (como NGC 623, Abell 1413 BCG y ESO 306-17).

Distancia

La distancia a IC 1101 también ha sido incierta, con diferentes métodos en diferentes longitudes de onda produciendo resultados variables. Un cálculo de distancia anterior de 1980 utilizando la propiedad fotométrica de la galaxia arrojó una distancia de 262,0 Mpc (855 millones ly) y un desplazamiento al rojo de z = 0,077, basado en un valor de la constante de Hubble H0 de 60 km/s/Mpc. El catálogo RC3 dio un valor casi similar de z = 0,078, basado en líneas de emisión óptica, un valor ajustado tan recientemente como 2017 basado en funciones de luminosidad, masa estelar y dispersión de velocidad, todas arrojando distancias de 354,0 megaparsecs (1,2 mil millones de luz). años) basado en el valor moderno de la constante de Hubble H0 = 67,8 km/s/Mpc; los valores actualmente aceptados. Se han calculado desplazamientos al rojo más bajos para otras longitudes de onda, como la medición fotométrica del desplazamiento al rojo realizada por Two Micron All-Sky Survey (2MASS) en 2014, que arrojó un valor de z = 0,045, lo que se traduce en una distancia de 197,1 megaparsecs (643 millones de años luz). ). Una medición realizada en 2005 por el Observatorio de Arecibo utilizando la línea de emisión de hidrógeno de 21 cm arroja un desplazamiento al rojo de z = 0,021 y, por tanto, una distancia de 97,67 ± 6,84 megaparsecs (318,6 ± 22,3 millones de años luz).

Formación

La falta de otras galaxias brillantes y luminosas distintas de IC 1101 en el centro del cúmulo de galaxias Abell 2029 sugiere que fueron absorbidas y consumidas ("masticadas") por la naciente IC 1101. Desde El halo está algo aplanado; lo más probable es que el halo haya conservado la distribución de las galaxias luminosas y brillantes a medida que se consumían.

El núcleo agotado y otras características de IC 1101, como el componente de halo y su estructura a distancias moderadas del centro, sugieren que la galaxia experimentó numerosas fusiones e interacciones galácticas, tal vez hasta 10 o incluso más. La suavidad del halo sugiere que se formó temprano en la historia del cúmulo.

Véase también

  • Lista de galaxias
  • Lista de galaxias más grandes
  • Lista de agujeros negros más masivos
  • ESO 306-17
  • ESO 383-76

Notas

  1. ^ Los diámetros dados en NED se basaron en una medición de distancia independiente de redshift. Los diámetros dados aquí se basaron en la escala proporcionada por NED "Virgo + GA + Shapley" multiplicada con los valores de diámetro angular dados de los métodos de estimación que se indican.
  2. ^ Fecha erróneamente declarada como 1963.

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