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IC 1101

IC 1101 es una galaxia lenticular supergigante de clase S0 ( cD ) en el centro del cúmulo de galaxias Abell 2029. Tiene un diámetro isofotal de aproximadamente 123,65 a 169,61 k...

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IC 1101 es una galaxia lenticular supergigante de clase S0 ( cD ) 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, [5] y contiene un agujero negro supermasivo, uno de los más grandes descubiertos. [5] IC 1101 se encuentra a 354,0 megaparsecs (1.15 mil millones de años luz) de la Tierra. Fue descubierta el 19 de junio de 1790 por el astrónomo británico William Herschel . [6]

Historial de observación

IC 1101 fue catalogada en el Catálogo Índice de Galaxias a finales del siglo XIX y principios del XX, de ahí su denominación más utilizada. [7] En un estudio de 1964 sobre galaxias acompañadas de fuentes de radio, IC 1101 figuraba entre las galaxias elípticas difusas elegidas para el estudio. El estudio señalaba que IC 1101 no había sido considerada como una fuente de radio, pero se habían detectado emisiones de radio similares a las de las galaxias con dichas emisiones. [8]

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. [9] Al año siguiente, publicó un artículo dedicado exclusivamente a IC 1101 y su dinámica y propiedades relacionadas, revelando un perfil de dispersión de velocidad en aumento . [10] Después de esto, publicaría un artículo que resumió sus estudios recientes sobre el cúmulo y la galaxia. [11]

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. [12] Poco después, se llevó a cabo una investigación sobre la dinámica de IC 1101 y las galaxias a unos pocos cientos de kiloparsecs de él. [13]

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, y así, a finales de los años 1980 y principios de los años 1990, se publicaron numerosos artículos que examinaban muchas de las galaxias más brillantes de los cúmulos. Entre ellas se encontraba IC 1101. [14] [15] [16] Pronto se obtuvieron perfiles de luminosidad de banda R (luz roja) para IC 1101, revelando un halo de luz muy vasto que podía rastrearse a más de varios cientos de kiloparsecs desde el centro de la galaxia. [17]

En 2002, se realizó un análisis de los estudios de rayos X del cúmulo realizados con Chandra. [18] En 2011, se realizó un estudio de más de 430 galaxias del cúmulo más brillantes, entre ellas IC 1101. [19]

En 2017, se realizó un estudio del corrimiento al rojo del cúmulo, lo que permitió crear una lista de dispersiones de velocidad. Esto limita la dinámica del cúmulo. [20] [21] 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 la masa del agujero negro supermasivo central. [5]

Durante 2019-2020, se estudiaron 170 cúmulos de galaxias locales para estudiar las galaxias más brillantes del cúmulo, sus estructuras y la luz intracúmulo que las rodea. [22]

Características

Morfología

IC 1101 fotografiado por el Sloan Digital Sky Survey

La galaxia está clasificada como una elíptica supergigante (E) a lenticular (S0) [23] y es la galaxia más brillante en A2029 (de ahí su otra designación A2029-BCG; BCG significa galaxia del cúmulo más brillante ). [24] [25] El tipo morfológico de la galaxia es debatido debido a que posiblemente tenga forma de disco plano pero solo sea visible desde la Tierra en sus dimensiones más amplias. Una morfología de S0- (etapa de Hubble -2; consulte la etapa de Hubble para más detalles) ha sido proporcionada por el Tercer Catálogo de Referencia de Galaxias Brillantes (RC3) en 1991. [3]

Componentes y estructura

Como la mayoría de las grandes galaxias, IC 1101 está poblada por varias 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 masas de 40-100 mil millones  de M ☉ medido usando modelos dinámicos de núcleo, [5] o alternativamente en 50-70 mil millones  de M ☉ usando la tasa de acreción de gas y el modelado de crecimiento, [26] lo que haría del agujero negro de IC 1101 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, [26] y se lo conoce como un agujero negro "sobremasivo". [5]

La relación masa-luz de IC 1101 ha sido descrita como anormalmente alta. La galaxia también tiene un perfil de dispersión de velocidad único, lo que indica un halo masivo de materia oscura . Acreta 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. [27] Tampoco hay evidencia de líneas de polvo en el núcleo. [28]

Durante muchos años se sugirió que IC 1101 estaba en el centro de un flujo de enfriamiento masivo dentro del cúmulo Abell 2029, [27] pero observaciones posteriores desestimaron esta hipótesis. [18]

Un artículo de 2017 sugiere que IC 1101 tiene el tamaño de núcleo más grande de cualquier galaxia con un radio de núcleo de alrededor de 4,2 ± 0,1  kpc (13,70 ± 0,33 mil años  luz ) al ajustar un modelo a una imagen del Telescopio Espacial Hubble (HST) de la galaxia. Esto hace que su núcleo sea más grande que el observado en A2261-BCG , que es de 3,2  kpc (10 mil años  luz ). El núcleo también es aproximadamente un orden de magnitud más grande que los núcleos de otras grandes galaxias elípticas, 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 × 10 11 M Sol y un gran déficit de luminosidad estimado en 1,1 × 10 11  L ☉ . Una hipótesis para 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. [5] Sin embargo, al examinar núcleos galácticos grandes y difusos, se debe tener cuidado, ya que las diversas estimaciones pueden diferir entre los modelos informáticos utilizados. Como ejemplo, originalmente se afirmó que Holmberg 15A tenía el núcleo galáctico más grande de todas las galaxias, pero otros estudios demostraron lo contrario, ya sea porque no encontraron un núcleo o porque estimaron un tamaño menor para él. También debe notarse que las galaxias satélite podrían haber tenido un efecto en las propiedades estimadas del núcleo difuso. [28]

El eje mayor de IC 1101 está orientado en dirección noreste a suroeste. El eje mayor está alineado incluso con el eje por el cual Abell 2029 se acrecienta a partir de Abell 2033. [29] Sus componentes, como el núcleo y el cuerpo principal, están bien alineados, pero el halo está torcido 20 grados con respecto a los otros 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 núcleo doble 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, VCC 128 contienen dos fuentes puntuales, lo que produce altas elipticidades. El sondeo del cielo del NRAO VLA detectó una fuente de radio cerca de IC 1101, lo que corrobora un posible AGN. También se ha detectado otra fuente de radio más débil en las cercanías, lo que abre la posibilidad de un AGN doble que no se puede descartar. [28]

Como la mayoría de las galaxias BCG, IC 1101 tiene un halo estelar masivo y difuso y una luz de halo excesiva. [30] El halo está torcido 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. [28]

IC 1101 fotografiado en la novena publicación de datos del sondeo Legacy.

Tamaño

IC 1101 se considera una galaxia grande caracterizada por un halo extenso y difuso. Se trata de la luz intracúmulo, o ICL, estrellas que vuelan libremente y que no están ligadas a ninguna galaxia. Sin embargo, esta masa ubicua de estrellas dentro de los cúmulos de galaxias suele estar más concentrada alrededor de las galaxias más brillantes del cúmulo, como IC 1101. [31] Fotométricamente, la ICL es indistinguible de la galaxia más brillante del cúmulo, pero se puede distinguir cinemáticamente. [22] A principios de la década de 2000, se realizaron estimaciones de lente débil para Abell 2029, que indican la distribución de la masa en todo el cúmulo y la galaxia. [32]

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 (tomando muestras de estrellas excluyendo el halo difuso) arrojan un radio efectivo (el radio dentro del cual se emite la mitad de la luz) de 65 ± 12  kpc (212 ± 39 mil años  luz ) [27] basado en una medición de distancia anterior. La galaxia tiene un halo muy grande de "luz difusa" de intensidad mucho menor que se extiende hasta un radio de 600 kpc (2 millones de años luz). [30] [ verificación necesaria ] 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 anterior de 262 megaparsecs (855 millones de años luz).

Mediciones más recientes, utilizando el estándar de magnitud 25,0/arcosegundo 2 (comúnmente [2] [26] conocido como D 25 , un método recomendado por RO Redman en 1936) [33] [b] 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), [3] que se traduce en un diámetro de 123,65 kiloparsecs (403.000 años luz). [1] Otro cálculo del Two Micron All-Sky Survey utilizando la apertura "total" en la banda K produce un tamaño mucho mayor de 169,61 kiloparsecs (553.000 años luz). [4] 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 medidas de diámetro isofotal mayores (como NGC 623 , Abell 1413 BCG y ESO 306-17 ).

Distancia

La distancia a IC 1101 también ha sido incierta, con diferentes métodos a través de diferentes longitudes de onda produciendo resultados variables. Un cálculo de distancia anterior de 1980 usando la propiedad fotométrica de la galaxia arrojó una distancia de 262,0 Mpc (855 millones de años luz) y un corrimiento al rojo de z = 0,077, basado en un valor de la constante de Hubble H 0 de 60 km/s/Mpc. [34] El catálogo RC3 dio un valor casi similar de z = 0,078, basado en líneas de emisión óptica, [3] un valor ajustado tan recientemente como 2017 basado en funciones de luminosidad, masa estelar y dispersión de velocidad, [2] todos arrojando distancias de 354,0 megaparsecs (1200 millones de años luz) basadas en el valor moderno de la constante de Hubble H 0 = 67,8 km/s/Mpc; los valores actualmente aceptados. Se han calculado corrimientos al rojo más bajos para otras longitudes de onda, como la medición del corrimiento al rojo fotométrico realizada por el Two Micron All-Sky Survey ( 2MASS ) en 2014, que arrojó un valor de z = 0,045, [35] 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 produce un corrimiento al rojo de z = 0,021, [36] y, por lo 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 aparte de IC 1101 en el centro del cúmulo de galaxias Abell 2029 sugiere que fueron absorbidas y consumidas ("masticadas") por la naciente IC 1101. Dado que el halo es algo aplanado, lo más probable es que haya conservado la distribución de las galaxias luminosas y brillantes a medida que se consumían. [10]

El núcleo empobrecido y otras características de IC 1101, como el componente de halo y su estructura a distancias moderadas del centro, sugieren que la galaxia sufrió numerosas fusiones e interacciones galácticas, tal vez hasta 10 o incluso más. [5] La suavidad del halo sugiere que se formó temprano en la historia del cúmulo. [25] [10] [28]

Véase también

Notas

  1. ^ Los diámetros proporcionados en NED se basaron en una medición de distancia independiente del corrimiento al rojo. Los diámetros proporcionados aquí se basaron en la escala proporcionada por NED " Virgo + GA + Shapley " multiplicada por los valores de diámetro angular proporcionados de los métodos de estimación indicados.
  2. ^ Fecha indicada erróneamente como 1963.

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