Galaksija Cartwheel (ESO 350-40): prstanasta galaksija v ozvezdju Skulptor

Galaksija Cartwheel (znana tudi kot ESO 350-40) je lečasta galaksija, oddaljena približno 500 milijonov svetlobnih let v ozvezdju Skulptor. Ime "Cartwheel" izhaja iz očitnega videza, saj večji zunanji prstan spominja na kolo z napere.

V širino meri približno 150.000 svetlobnih let, kar je nekoliko več od Mlečne ceste. Njena masa je približno 2,9-4,8 × 10 ⁹mas Sonca in se vrti s hitrostjo 217 km/s. Te vrednosti so ocenjene in se lahko nanašajo na maso specifičnih komponent (npr. plina ali zvezdnega dela galaksije).

Leta 1941 jo je odkril Fritz Zwicky. Zwicky je dejal, da je njegovo odkritje "ena najbolj zapletenih struktur, ki čaka na razlago na podlagi zvezdne dinamike". Od takrat so opazovanja v različnih valovnih dolžinah (optika, radio, infrardeča, rentgenska) bistveno izboljšala razumevanje te nenavadne strukture.

Struktura in nastanek

Cartwheel je klasičen primer prstanaste galaksije, verjetno nastale po trčenju manjše galaksije skozi os večje galaksije. Ta dogodek je sprožil gostotno valovanje (density wave), ki se je razširilo navzven in stisnilo plin v zunanjem pasu, kar je povzročilo močno tvorbo novih zvezd v zunanjem prstanu. V središču je ohranjen ozek, gost jederni del, okoli njega pa se vidi notranji in zunanji prstan, med njima pa svetleče napere ali »spoke«.

Zvezdna tvorba in napere

Zunanji prstan je poln mladih, vročih, modrih zvezd in močnih H II regij — to so območja aktivne zvezdne tvorbe. Opazovanja s teleskopom Hubble so pokazala število zgoščenih zvezdnih kopic in nebularnih motenj v tem delu prstana. V galaksiji Cartwheel so prikazane radijske in optične špice, vendar to niso iste špice: radijske napere pogosto označujejo distribucijo hladnega plina in ostankov eksplozij, medtem ko optične napere izrisujejo zvezdne in prašne strukture ter osvetljene regije zvezdne tvorbe.

Opazovanja v različnih valovnih dolžinah

Cartwheel so preučevali z več instrumenti in sateliti. Infrardeče opazovanje razkriva prisotnost prahu in mladih zvezdnih združitev; rentgenske slike (npr. s Chandra) so našle močne rentgenske vire, vključno z nekaj ultra svetlimi rentgenskimi viri (ULX), ki jih povezujejo z binarnimi sistemi ali srednje masivnimi črnimi luknjami. Radijske meritve prikažejo razporeditev nevtralnega vodika (HI) in omogočajo izračun hitrosti ter dinamike rotacije.

Okolje in spremljevalke

Cartwheel ne živi povsem osamljeno — v njeni bližini so manjše spremljevalne galaksije, ki so verjetno povzročile trk ali sodelovale pri interakcijah. Modeli trčenja in numerične simulacije kažejo, da je trenutna oblika prstana stara nekaj sto milijonov let, kar se ujema s starostjo mladih zvezd v zunanjem obroču.

Pomen in zanimivosti

• Cartwheel je eden najbolj znanih primerov, ki raziskovalcem omogoča preučevanje učinkov galaktičnih trkov in sproženih valov zvezdne tvorbe.
• Je pogosto tarča za opazovanja z velikimi teleskopi in vesoljskimi observatoriji, saj razkriva povezavo med dinamiko trkov in nastankom zvezd.
• Kot vizualno impresivna struktura je Cartwheel priljubljena tudi v javni predstavitvi astronomije.

Kljub obsežnim preiskavam še vedno ostaja nekaj nejasnosti glede natančnih masnih porazdelitev in dolgotrajne usode prstana — zato Cartwheel ostaja predmet aktivnih raziskav in primer za primerjavo z drugimi prstanastimi galaksijami v vesolju.