Колесо́ Теле́ги (ESO 350–040, PGC 002248, VV 784, MCG-06-02-022A), пекулярная галактика кольцеобразной формы с активным звездообразованием во внешнем кольце, расположенная в созвездии Скульптор. Входит в тесную группу галактик SCG 0035–3357, состоящую из четырёх членов. Открыта Ф. Цвикки в 1941 г. Является первой обнаруженной кольцеобразной галактикой и считается прототипом для этого класса галактик.

Положение и условия наблюдения

Галактика Колесо Телеги имеет следующие небесные координаты: прямое восхождение 00^h 37^m 41^s, склонение –33° 42′ 58,8″. Расположена в 2,5° юго-восточнее звезды η Скульптора (рис. 1). Рис. 1. Положение галактики Колесо Телеги (ESO 350–040) 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 Колесо Телеги (ESO 350–040) 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.Угловые размеры галактики составляют 80″ × 60″. Её видимая звёздная величина в фотометрической полосе V равна 13,7.

Галактика обладает красным смещением z = 0,03 и удаляется от нас со скоростью 9050 км/с. Расстояние до неё, рассчитанное с использованием закона Хаббла [принимая значение параметра Хаббла H₀ = 72 км/(с ∙ Мпк)], составляет около 126 Мпк (411 млн световых лет).

Наблюдать галактику можно в южных и частично в центральных регионах России. Лучший период для наблюдений – октябрь. Невооружённым глазом, в подзорную трубу, бинокль или небольшой телескоп галактика не видна.

Строение и основные характеристики

Своё название галактика получила из-за сходства её внешнего вида с колесом телеги. В оптическом диапазоне очень хорошо выделяется яркое голубое кольцо звездообразования с довольно резкими краями на периферии галактики. Центральный, более красный компонент галактики смещён относительно центра внешнего кольца звездообразования и включает внутреннее кольцо с хорошо заметными пылевыми прожилками (рис. 2). В области между внешним и внутренним кольцами заметны радиальные структуры – «спицы». Угловой размер внешнего кольца по большой оси составляет около 80″, что соответствует линейному размеру примерно 45 кпк (147 тыс. световых лет). Угловой размер внутреннего кольца по большой оси приблизительно равен 18″, что соответствует 10 кпк (33 тыс. световых лет). Плоскость диска галактики наклонена к лучу зрения под углом 41°.

Рис. 2. Комбинированное изображение галактики Колесо Телеги и двух галактик-компаньонов в оптическом, ультрафиолетовом, инфракрасном и рентгеновском диапазонах спектра. Справа приведены изображения отдельно в рентгене по данным с космической обсерватории «Чандра», в ультрафиолете по данным космического телескопа GALEX, в оптическом диапазоне по данным космического телескопа «Хаббл», в инфракрасном диапазоне по данным космического телескопа «Спитцер».Рис. 2. Комбинированное изображение галактики Колесо Телеги и двух галактик-компаньонов в оптическом, ультрафиолетовом, инфракрасном и рентгеновском диапазонах спектра. Справа приведены изображения отдельно в рентгене по данным с космической обсерватории «Чандра», в ультрафиолете по данным космического телескопа GALEX, в оптическом диапазоне по данным космического телескопа «Хаббл», в инфракрасном диапазоне по данным космического телескопа «Спитцер».Масса галактики, по разным оценкам, составляет (0,6–3,5) · 10¹¹ M_☉ (где M_☉ – масса Солнца). Её абсолютная звёздная величина в оптическом диапазоне спектра (полоса V) равна –21,8, что соответствует светимости в 4,5 · 10¹⁰ светимостей Солнца.

Линейная скорость вращения галактики растёт при удалении от центра, не выходя на плато. Круговая скорость вращения в области внешнего кольца звездообразования составляет около 300 км/с. Внешнее кольцо звездообразования расширяется. В разных исследованиях получены разные оценки скорости этого расширения: 13–30 км/с (на основе анализа движения ионизованного газа, по данным наблюдений на длине волны спектральной линии H_α с помощью интерферометра Фабри – Перо), около 50 км/с (на основе анализа движения атомарного водорода H I), ~90 км/с (по данным длиннощелевой спектроскопии).

Активного ядра в галактике не обнаружено.

Состав и звездообразование

Масса атомарного водорода (H I) в галактике Колесо Телеги равна около 3 · 10¹⁰ M_☉ (где M_☉ – масса Солнца). Бо́льшая часть H I сосредоточена в области внешнего кольца, которое в современную эпоху испытывает вспышку звездообразования и содержит большое количество молодых звёзд. Металличность газа в этой области низкая – около 0,2–0,3 солнечной. Рис. 3. Изображение галактики Колесо Телеги и галактики-компаньона в рентгеновских лучах. Фото: космическая обсерватория «Чандра».Рис. 3. Изображение галактики Колесо Телеги и галактики-компаньона в рентгеновских лучах. Фото: космическая обсерватория «Чандра».Внутреннее кольцо, «спицы» и ядро галактики практически лишены атомарного водорода, а доминирующий вклад в светимость даёт излучение в красной части непрерывного спектра, что указывает на старое звёздное население, состоящее из звёзд малых и средних масс.

Масса молекулярного водорода H₂ составляет примерно 3 · 10⁹ M_☉. Почти весь он сконцентрирован в центральной части галактики – во внутреннем кольце и в ядре.

Звездообразование происходит в основном во внешнем кольце, наиболее интенсивное – в его южной части. Слабое звездообразование, однако, наблюдается и в центральной области галактики. Темп звездообразования приблизительно равен 18 M_☉ в год. Суммарная масса звёзд галактики составляет около 4 · 10¹⁰ M_☉.

Рис. 4. Изображение галактики Колесо Телеги и двух галактик-компаньонов в ультрафиолетовом диапазоне. Фото: космический телескоп GALEX.Рис. 4. Изображение галактики Колесо Телеги и двух галактик-компаньонов в ультрафиолетовом диапазоне. Фото: космический телескоп GALEX.При наблюдениях в рентгеновском диапазоне электромагнитного спектра (рис. 2, 3) в области внешнего кольца звездообразования было обнаружено не менее 16 ультраярких рентгеновских источников, а также диффузное рентгеновское излучение, которое может свидетельствовать о наличии горячего газа. Также есть указания на присутствие диффузной компоненты рентгеновского излучения в центральной области галактики. Ультраяркие рентгеновские источники связаны с гигантскими областями звездообразования и голубыми звёздными сверхскоплениями. Самый яркий из них является переменным в рентгеновском диапазоне и за время наблюдений проявлял себя также как гиперъяркий рентгеновский источник. Вероятнее всего, эти источники являются массивными рентгеновскими двойными звёздами.

Рис. 5. Изображение галактики Колесо Телеги и галактик-компаньонов в инфракрасном диапазоне. Фото: космический телескоп «Джеймс Уэбб».Рис. 5. Изображение галактики Колесо Телеги и галактик-компаньонов в инфракрасном диапазоне. Фото: космический телескоп «Джеймс Уэбб».Подавляющий вклад в излучение в ультрафиолетовом диапазоне (рис. 2, 4) даёт внешнее кольцо звездообразования. В оптическом и ближнем инфракрасном (рис. 5) диапазонах наблюдается постепенное изменение цвета по радиусу, с более красной центральной областью. По мере удаления от центра диск галактики становится более голубым, что указывает на вариации возраста звёздного населения – в центральной области звёздное население в среднем более старое.

Эволюция и взаимодействие с соседними галактиками

Галактика Колесо Телеги является членом компактной, богатой газом группы галактик SCG 0035–3357, состоящей из четырёх членов. Две галактики, расположенные примерно на 1′ юго-восточнее, вероятно, взаимодействуют между собой. Ещё один компонент системы находится на угловом расстоянии около 3′ севернее галактики Колесо Телеги.

Предполагается, что около 300 млн лет назад галактика-компаньон столкнулась с галактикой Колесо Телеги, пройдя через её центр практически перпендикулярно диску. Точно идентифицировать этот объект пока не удалось, но наиболее вероятным считается столкновение с галактикой, находящейся примерно на 3′ севернее, поскольку между ней и галактикой Колесо Телеги был обнаружен «мост» из атомарного водорода (H I). Этот газ мог быть «выметен» из галактики-компаньона в результате взаимодействия с галактикой Колесо Телеги. Столкновение вызвало образование волны плотности, распространяющейся по радиусу от области, где произошло взаимодействие, к периферии. Считается, что эта волна плотности вызвала вспышку звездообразования в газовом диске и привела к формированию внешнего кольца. Вероятно, кольцо продолжит расширяться и будет становиться со временем всё менее ярким, пока не сделается неразличимым на фоне подстилающего диска. Согласно одному из сценариев, в будущем галактика станет похожей на гигантские галактики с низкой поверхностной яркостью.