Голова́стик (Arp 188, UGC 10214, VV 029, PGC 057129, CGCG 275-023), яркая спиральная галактика типа SB(s)c pec (с пекулярной морфологией), расположенная в созвездии Дракон. Входит в малочисленное скопление галактик WBL 608. Название галактики связано с наличием у неё приливного хвоста, который образовался в результате взаимодействия (тесного сближения или столкновения) с карликовой галактикой-компаньоном и по виду напоминает хвост головастика. Система вошла в Атлас и каталог взаимодействующих галактик Б. А. Воронцова-Вельяминова (1959), а также в Атлас пекулярных галактик (англ. Atlas of Peculiar Galaxies, 1966) американского астронома Х. К. Арпа.

Местоположение и условия наблюдения

Координаты галактики Головастик на небесной сфере: прямое восхождение 16^h 06^m 04^s, склонение +55° 25′ 32″. Находится недалеко от звезды θ Дракона (рис. 1). Угловые размеры галактики составляют 4,1′ × 0,8′, включая приливной хвост протяжённостью около 3′. Рис. 1. Положение галактики Головастик (Arp 188) на современной карте звёздного неба. По горизонтальной оси отложено прямое восхождение, по вертикальной – склонение. Звёзды изображены чёрными кружками, размеры которых соответствуют звёздной величине (шкала под картой). Перевод и адаптация: БРЭ.Рис. 1. Положение галактики Головастик (Arp 188) на современной карте звёздного неба. По горизонтальной оси отложено прямое восхождение, по вертикальной – склонение. Звёзды изображены чёрными кружками, размеры которых соответствуют звёздной величине (шкала под картой). Перевод и адаптация: БРЭ.Видимая звёздная величина равна 13,9^m.

Красное смещение галактики Головастик: $z = 0,\!031.$ Она удаляется от нас со скоростью 9327 км/с. Расстояние до галактики, рассчитанное с использованием закона Хаббла [принимая постоянную Хаббла $H_0=72\ км/(с\!\cdot\!Мпк )$], составляет около 129 Мпк (421 млн световых лет).

Наблюдать галактику Головастик можно на всей территории России в течение всего года, однако невооружённым глазом, в подзорную трубу, бинокль или небольшой телескоп она не видна.

Основные характеристики, строение и эволюция

Суммарная масса звёзд галактики Головастик составляет приблизительно 1,3 ∙ 10¹¹ M_☉ (где M_☉ – масса Солнца). Абсолютная звёздная величина галактики в оптическом диапазоне (полоса V) равна −22,4^m, что соответствует светимости в 7,8 ∙ 10¹⁰ светимостей Солнца.

У галактики Головастик наблюдаются две спиральные ветви, похожая на бар структура в диске и ярко выраженный приливной хвост, содержащий множество ярких областей звездообразования. Его протяжённость в проекции на картинную плоскость составляет примерно 110 кпк (около 360 тыс. световых лет). Вдоль спиральных ветвей видны полосы пыли. Диск галактики имеет диаметр около 38 кпк (124 тыс. световых лет). Угол между плоскостью диска галактики и лучом зрения составляет 64°.

Несмотря на пекулярную морфологию галактики, в поле скоростей газового диска существенных возмущений не видно (по наблюдениям излучения в спектральной линии нейтрального водорода с длиной волны 21 см). Скорость газа вдоль приливного хвоста меняется слабо.

Рис. 2. Фрагмент комбинированного изображения галактики Головастик (Arp 188) в видимом диапазоне (фильтры B, V, I). Эллипсом выделены области звездообразования, относящиеся к карликовой галактике, с которой произошло взаимодействие. Фото: космический телескоп «Хаббл». Адаптация: БРЭ.Рис. 2. Фрагмент комбинированного изображения галактики Головастик (Arp 188) в видимом диапазоне (фильтры B, V, I). Эллипсом выделены области звездообразования, относящиеся к карликовой галактике, с которой произошло взаимодействие. Фото: космический телескоп «Хаббл». Адаптация: БРЭ.Около 100–250 млн лет назад произошло тесное сближение (или столкновение) галактики Головастик с карликовой галактикой. Считается, что галактика-компаньон пролетела перед галактикой Головастик, а затем под действием взаимного гравитационного притяжения оказалась отброшена за неё. В результате взаимодействия у галактики Головастик образовался приливной хвост, а также возникла асимметрия в распределении атомарного и молекулярного газа. Со временем из вещества хвоста могут образоваться приливные карликовые галактики, которые станут спутниками центральной галактики.

Галактика-компаньон, с которой произошло взаимодействие, находится за галактикой Головастик и наблюдается в проекции на её диск в виде множества областей звездообразования с внутренней стороны западной спиральной ветви (рис. 2). Лучевая скорость этой более компактной галактики на 430 км/с выше, а масса атомарного водорода приблизительно в 7 раз меньше, чем у галактики Головастик.

Состав и звездообразование

В целом в галактике Головастик доминирует старое звёздное население, однако диск галактики и приливной хвост содержат большое количество молодых звёздных скоплений с возрастами 150–200 млн лет и менее 10 млн лет. Некоторые из них относят к сверхмассивным звёздным скоплениям с полными массами более 10⁵ M_☉, что сравнимо с массами шаровых скоплений и карликовых галактик.

Состоящий из звёзд и газа приливной хвост содержит большое количество молодых звёздных скоплений с возрастами 3–10 млн лет. Масса самого большого скопления, по разным оценкам, составляет около (0,5–1,6) ∙ 10⁶ M_☉, его светимость в оптическом диапазоне (полоса V) равна 2,6 ∙ 10¹⁰ светимостей Солнца, возраст оценивается примерно в 4–5 млн лет. Спектральные данные указывают на низкую металличность газа и высокую электронную температуру в этой области. Предполагается, что это сверхмассивное звёздное скопление со временем может стать приливной карликовой галактикой.

Распределение как атомарного (H I), так и молекулярного (H₂) водорода в галактике асимметрично, причём диск H I – существенно более протяжённый. Полная масса атомарного водорода в галактике составляет около 2 ∙ 10¹⁰ M_☉, молекулярного водорода – 9 ∙ 10⁹ M_☉, масса пыли – около 1,7 ∙ 10⁸ M_☉. Примерно 40 % атомарного водорода относится к приливному хвосту.

Рис. 3. Комбинированное изображение галактики Головастик в оптическом и инфракрасном диапазонах. Голубой цвет – оптический диапазон, зелёный цвет – изображение на длине волны 3,6 мкм, красный цвет – изображение на длине волны 8 мкм. Фото: космический телескоп «Спитцер».Рис. 3. Комбинированное изображение галактики Головастик в оптическом и инфракрасном диапазонах. Голубой цвет – оптический диапазон, зелёный цвет – изображение на длине волны 3,6 мкм, красный цвет – изображение на длине волны 8 мкм. Фото: космический телескоп «Спитцер».Темп звездообразования в галактике, по разным оценкам, равен примерно 2–5 M_☉ в год. В недавнем прошлом (порядка 100 млн лет назад) произошло увеличение темпа звездообразования в 2–3 раза, что, вероятно, было вызвано тесным взаимодействием (сближением или столкновением) с галактикой-компаньоном. Звездообразование идёт в диске галактики за пределами области ядра, а также в приливном хвосте. Несмотря на недавнее взаимодействие, темп звездообразования является нормальным для галактик такой массы. Вероятно, взаимодействие привело лишь к умеренному увеличению темпа звездообразования и не слишком сильному возмущению газового диска. Время исчерпания молекулярного водорода составляет примерно 2 млрд лет, однако имеющегося у галактики запаса газа (включая атомарный водород) достаточно для поддержания звездообразования в течение 5–10 млрд лет, что приведёт к значительному увеличению звёздной массы галактики в будущем.

Рис. 4. Изображение галактики Головастик в ультрафиолетовом диапазоне. Фото: космический телескоп GALEX.Рис. 4. Изображение галактики Головастик в ультрафиолетовом диапазоне. Фото: космический телескоп GALEX.В оптическом диапазоне электромагнитного спектра хорошо видны голубые спиральные ветви галактики и приливной хвост (рис. 3). Источниками ультрафиолетового излучения в галактике являются многочисленные области звездообразования (рис. 4). В инфракрасном диапазоне (рис. 3) наблюдаются горячие области, расположенные в кольцеобразной структуре и являющиеся, вероятно, областями звездообразования, погружёнными в пылевые коконы. В оптическом диапазоне хорошо просматривается бароподобная структура в центре галактики, однако снимки в инфракрасном диапазоне не свидетельствуют о наличии крупномасштабного бара. В области ядра галактики доминирует излучение старых звёзд, какой-либо активности ядро не проявляет.

В 2007 г. в галактике наблюдалась сверхновая звезда II типа (SN 2007cu), в 2008 г. – сверхновая Ic типа (SN 2008dq).