Din când în când, găsim un obiect în Univers care ne uimește complet. Timp de generații întregi, astronomii au observat galaxii îndepărtate, prezente peste tot în univers, catalogându-le și notând caracteristicile lor variate. În mare majoritate, galaxiile se încadrează în trei categorii diferite:
– galaxii spirale, unde stelele sunt concentrate în brațe galactice vaste, curbate;
– galaxii eliptice, unde stelele plutesc în jurul unei regiuni centrale,
– galaxii neregulate, care nu au formă nici de spirală și nici eliptică și care adesea corespund cu două sau mai multe galaxii în procesul de interacțiune.
Galaxiile spirale și cele eliptice sunt omniprezente, cu cele spiralate mai frecvente în regiuni izolate sau slab populate din spațiul cosmic, în timp ce galaxiile eliptice domină adesea centrele unor roiuri galactice mari. Dar, în 1950, astronomul Arther Hoag a descoperit o galaxie unică: obiectul lui Hoag, dominat de un halou inelar foarte larg. După mai bine de șapte decenii, astronomii încă încearcă să dezlege acest mister galactic.
Atunci când a fost descoperit prima oară acest obiect, astronomii concepeau doar câteva căi prin care un obiect cu formă de inel putea fi generat în cosmos, unde un nucleu strălucitor intens, central, apărea înconjurat de un halo luminos. Cu toate acestea, nici una dintre căile cunoscute nu se potriveau la final cu obiectul lui Hoag. Nebuloasele planetare, precum Nebuloasa Inel sau Nebuloasa Helix, dețin fie stele muribunde, fie resturi stelare către miezuri, cu un halou strălucitor în jurul lor, dar nucleul central al obiectului Hoag nu se potrivește chiar deloc cu această descriere.
Haloul, în loc să prezintă linii de emisie puternică, indică în loc o populație de stele albastre tinere: avem de-a face sigur cu o natură galactică a obiectului. Hoag chiar a sugerat că ar putea fi vorba de o lentilă gravitațională, deoarece aceste sisteme pot produce un inel în cazul alinierii perfecte, dar atât centrul cât și haloul afișează devieri spre roșu identice; sunt parte din același sistem, nu produse de mărirea gravitațională.
Hoag și-a încheiat scurta publicare inițială, cu următoarea expresie: ”Deoarece obiectul este unic, sugerez că o identificare adecvată ar necesita un proiect cel puțin de scurtă durată”. În cei 70 ani trecuți de la descoperirea inițială a lui Hoag, am descoperit un număr mare de obiecte cu caracteristici similare – incluzând o întreagă subcategorie de galaxii neregulate cu caracteristici asemănătoare inelului – dar acest obiect încă sfidează clasificarea.
Pentru celelalte galaxii inelare pe care le cunoaștem, acestea implică o galaxie mică în coliziune cu o galaxie mai mare la viteze relativ mari. Coliziunea produce o undă de densitate în galaxia mai mare, provocând deplasarea spre exterior a materiei, ceea ce poate conduce la formarea de stele la periferie. Imaginile acestor galaxii în interacțiune sunt cele mai frumoase peisaje naturale pe care Universul le are de oferit.
Galaxia Roată de Car este, probabil, cel mai faimos exemplu de galaxie inelară produsă printr-o coliziune. Când o galaxie mică se izbește de o galaxie mai proeminentă, cu o viteză mare, unda de șoc se propagă spre exterior dinspre centru, provocând compresia gazului și generând formarea de stele la distanțe specifice față de centru. Pe scurt, este activată formarea unui inel luminos de noi stele, înconjurat de hidrogen ionizat în regiuni mari.
Această undă de șoc trebuie să se deplaseze repede, de ordinul a 100 km pe secundă sau mai rapid, pentru a putea explica ceea ce vedem. În plus, hidrogenul ionizat trebuie să stea în loc pentru o vreme, revenind la forma de hidrogen neutru de-a lungul milioanelor de ani. Astfel este creată o galaxie tipic inelară, clasică.
Dar în toate aceste cazuri, în care rezultatul este o galaxie inelară, există caracteristici clare absente în obiectul lui Hoag și amintim:
– identificarea unei galaxii secundare cu o populație distinctă de stele față de galaxia principală;
-prezența unor fragmente martor ale coliziunii, care ar trebui să fie persistente miliarde de ani;
-o velocitate relativă înaltă între multiplele componente ale sistemului.
Mai degrabă, când analizăm în detaliu obiectul lui Hoag, descoperim că nucleul (mai bătrân) al regiunii centrale are o viteză relativ mică față de inel, ceea ce sugerează că s-au format printr-un proces non-violent. Nu găsim nici o urmă a galaxiei secundare sau fragmente de galaxie, situația defavorizând scenariul clasic al formării galaxiilor inelare. Iar împingerea într-un trecut și mai îndepărtat a scenariului coliziunii, pentru a explica lipsa dovezilor, se confruntă cu problema vârstei stelelor: inelul exterior de stele are o culoare bine definită în albastru, ceea ce sugerează o vârstă mai tânără decât admite ipoteza unei coliziuni mai vechi.
Unii au sugerat că obiectul lui Hoag ar putea fi legat de galaxiile spiralice tradiționale, deși unele cu instabilități, care ar duce la ”goluri” între porțiunile interioare și exterioare. Cu toate acestea, nucleul obiectului Hoag nu este asemănător unui disc, care este o caracteristică a galaxiilor spiralate, ci are o formă sferoidală.
Există galaxii care au un bulgăre central, sferoidal, dar și brațe extinse în spirală, care persistă bine la periferia lor, așa încât ați putea crede că o asemenea galaxie ar putea evolua în direcția apariției obiectului Hoag. Din păcate, acele galaxii nu prezintă tocmai caracteristicile necesare pentru a crea un inel separat și distant în jurul unui nucleu galactic: o bară centrală, mare. Instabilitățile barelor sunt reale, dar galaxiile cu bare centrale nu au bulgări mari sferoidali în nucleele lor. Încă o dată, piesele de puzzle nu au putut fi potrivite pentru a da soluția.
Din fericire, chiar și obiecte extrem de rare – cu excepția cazului în care sunt cu adevărat unice – vor începe să apară în număr tot mai mare, dacă este studiat cu atenție Universul. În 2017, oamenii de știință cetățenească , implicați în proiectul Galaxy Zoo 2, apelând date din sondajul Sloan Digital Sky, au identificat și clasificat un număr de 3962 de galaxii inelare.
Când aceste galaxii individuale au fost analizate în profunzime, s-a constatat că cele mai multe dintre acestea, sunt galaxii în spirală cu inele interioare sau exterioare, care le înconjoară, în concordanță cu istoria lor mai recentă sau mai veche, a interacțiunilor sau a fuziunilor. În aproape toate cazurile, există formare de stele noi atât în regiunile interioare, cât și în cele exterioare, în mod egal. Cele mai multe dintre ele au bare centrale. Pe de altă parte, mai puțin de 40 din cele aproape 4.000 de galaxii eșantionate au prezentat caracteristica inelului clasic sau a celui polar, adică mai puțin de 1% din acest eșantion extrem de selectiv.
Cu toate acestea, există un număr mic de galaxii ce prezintă asemănări izbitoare cu obiectul lui Hoag. Poate că ruda cea mai apropiată este PGC 1000714, care a fost studiată în 2016. Această galaxie, la fel ca obiectul lui Hoag, are un miez eliptic și un inel exterior aproape perfect, inel în care este prezentă o populație de stele mai tinere, mai albăstrui decât miezul interior.
Există, de asemenea, un gol notabil, lipsit de stele și gaze, între miezul sferoidal și inelul exterior. În plus, nu există indicii ale unei caracteristici barate în regiunea interioară, argumentând prezența celei mai asemănătoare galaxii descoperite vreodată cu obiectul lui Hoag. Ceea ce au găsit autorii, destul de convingător, este că miezul în sine pare să aibă o vârstă de aprox. 5,5 miliarde de ani, în timp ce inelul exterior, pe baza culorilor și a vârstei stelelor, au ca datare doar 130 milioane de ani. Cumva, în ciuda faptului că nu are un companion identificat, acest inel exterior de stele s-a format foarte recent.
Alte galaxii ce par similare obiectului lui Hoag sunt NGC 6028 și UGC 4599, deși ambele nu au, probabil nici o legătură. NGC 6028 are un nucleu luminos, sferoidal, înconjurat de un inel exterior difuz, dar nucleul în sine este alungit, sugerând că ar putea deține o caracteristică de bară, legată într-o structură mai mare. În plus, asimetria inelului exterior indică faptul că ar putea fi rezultatul unor arme spirale înfășurate foarte strâns, caracteristică interesantă în sine, dar care evident nu prezintă analogie cu obiectul lui Hoag. Cât privește UGC 4599, această galaxie are un nucleu eliptic, înconjurat de un inel obișnuit cu formare stelară activă, dar este foarte difuz, iar inelul exterior are doar o densitate scăzută de gaz pentru formarea stelelor. Există încă multe caracteristici neexplicate ce joacă un rol în aceste sisteme și alte sisteme analogice și nu sunt clar cunoscute mecanismele ce conduc la crearea acestor structuri. Dar este foarte clar că vitezele, gazul, formele galaxiilor și stelele aflate în interiorul lor aparțin toate unei imagini complexe, dificil de explicat.
Într-un fel, misterul obiectului lui Hoag nu face decât să-i amplifice frumusețea. Când privim mai atent acest obiect, în detaliu, observăm că există acolo, în centru, o populație mai veche de stele, corespunzând unui nucleu de tip eliptic, care pare să dețină foarte puțin gaz și nici un indiciu al unei caracteristici de bară centrală. Dincolo de nucleu, există o lacună, cu cantități mici, imperceptibile, de gaz și stele, cu o dimensiune de zeci de mii de ani lumină. Iar în exterior, persistă un halou consistent de stele tinere, creat de un mecanism încă necunoscut.
Probabil că a existat o coliziune, cu o viteză redusă, care s-a produs cu multe miliarde de ani în urmă, iar această configurație bizară este rămășița acelui eveniment. Poate a existat gaz sau o serie de galaxii mici care au fost consumate de către o galaxie eliptică mai mare, creând acest inel exterior. Sau, poate este vorba de cu totul altceva, care necesită informații adiționale și alte obiecte asemănătoare, care să permită aprofundarea chestiunii. Oricare ar fi cazul, la șapte decenii după descoperirea sa, obiectul lui Hoag continuă să-i intrige și să-i uimească pe toți cei care îl cercetează.
Watch a video: What Is Hoag’s Object?
Sursa: Forbes.com; By: Ethan Siegel; Traducere și adaptare: Crișan Petru Ciprian; Foto: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Acknowledgment: Ray A. Lucas (STScI/AURA)
