Неправильные галактики
Непра́вильные гала́ктики (обозначаются Irr, от англ. irregular – неправильный, несимметричный), тип галактик, для которых характерна неправильная форма, отсутствие регулярной структуры. На оптических фотографиях часто трудно определить положение центра неправильной галактики (рис. 1), при этом инфракрасные и радиоизображения неправильной галактики могут быть более симметричными. В отличие от спиральных галактик, в неправильных галактиках не наблюдается ни яркого центрального звёздного сгущения (балджа), ни чётко выраженных спиральных ветвей. Однако, как и спиральные галактики, неправильные галактики содержат звёзды разных возрастов и межзвёздный газ и относятся к дисковым системам, поскольку основное количество звёзд и межзвёздной среды в них образует вращающийся «пухлый» звёздно-газовый диск. Он состоит преимущественно из старых звёзд (хотя могут быть звёзды всех возрастов) и имеет более симметричную форму, чем сама галактика, наблюдаемая в оптическом диапазоне спектра. Бесструктурный вид этим галактикам придаёт не характер распределения вещества в них, а хаотичное расположение в галактическом диске группировок молодых звёзд и связанных с ними светящихся облаков ионизованного газа.
Рис. 1. NGC 1427A – неправильная карликовая галактика в скоплении галактик Печи. Фото: космический телескоп «Хаббл». NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI / AURA)Свойства неправильных галактик очень разнообразны: их массы, размеры, поверхностные яркости, темпы звездообразования варьируются в широких пределах. Есть галактики как с высокой, так и с низкой поверхностной яркостью, как со слабым, так и с интенсивным звездообразованием. Массы и размеры неправильных галактик также лежат в очень широких пределах и обычно составляют от 107 до 1010 масс Солнца, диаметры – от 1 до 10 килопарсек. Среди большого количества неправильных галактик трудно найти две похожие. Резкой границы между неправильными и спиральными галактиками не существует, но в большинстве случаев неправильные галактики значительно уступают спиральным по массе и размеру. Их скорость вращения меньше, а относительная толщина звёздного диска выше, чем у спиральных галактик. В таких галактических дисках спиральная структура не может сформироваться, и они выглядят бесструктурными.
Характерная особенность неправильных галактик – сравнительно высокое содержание межзвёздного газа (нередко более 50 % от суммарной массы звёзд) и наличие локальных обширных областей активного звездообразования, которые выделяются высокой яркостью и голубоватым цветом из-за присутствия в них горячих звёзд – голубых сверхгигантов. Размер этих областей составляет несколько сотен парсек; они могут находиться как в центральной части, так и на периферии галактики. Содержание химических элементов тяжелее гелия, которые формируются в звёздах и газе неправильных галактик, как правило, в несколько раз ниже, чем в спиральных галактиках. Особенно это касается неправильных галактик низкой светимости (карликовых неправильных галактик; обозначаются dIrr). Это говорит об особенностях эволюции таких галактик. Тяжёлые химические элементы не успели образоваться в звёздах в значительном количестве за время жизни этих галактик, к тому же они частично были выброшены из галактик вместе с газом в результате активности молодых массивных звёзд, передающих часть своей энергии окружающей среде. Гравитационное поле, создаваемое карликовыми неправильными галактиками, сравнительно слабое из-за их небольшой массы, что облегчило уход газа из них. У некоторых карликовых неправильных галактик темп звездообразования, а следовательно, и количество молодых звёзд, значительно менялись со временем, так что галактики претерпевали отдельные «всплески» звездообразования продолжительностью в сотни миллионов лет. Причиной таких всплесков могут быть как внутренние процессы, связанные с взаимодействием газа и молодых звёзд, так и внешнее воздействие на галактику (приливное влияние другой галактики или падение газовых облаков на галактику).
Особенностью распределения нейтрального газа в некоторых карликовых неправильных галактиках является то, что он распределён по значительно большей площади, чем видимая галактика, т. е. галактика располагается как бы внутри гигантского газового облака, которое может быть в несколько раз больше её по размерам.
Небольшая часть неправильных галактик отличается необычным красноватым цветом (из-за присутствия в них пыли) и очень хаотичной структурой. Э. Хаббл в своей схеме классификации отнёс их к неправильным галактикам второго типа (Irr II). Их особенности обычно связывают с последствиями сильного взаимодействия или столкновения небольшой (возможно, спиральной) галактики с другой галактикой.
В Местной группе галактик содержится несколько неправильных галактик. Самые крупные из них – Большое Магелланово Облако (рис. 2) и Малое Магелланово Облако, которые часто выделяют в особую категорию галактик (галактики Магелланова типа; обозначаются SBm), характеризующихся вытянутой формой и сравнительно большой (для неправильных галактик) светимостью. Массы других неправильных галактик Местной группы не превышают 100 млн масс Солнца, поэтому их относят к типу dIrr. В Местной группе, как и в других группах галактик, неправильные галактики небольшой массы встречаются преимущественно на периферии групп.
Рис. 2. Фото (а): фрагмент оригинальной фотографии Zdeněk Bardon / ESO. CC BY 4.0. Фото (б): космическая инфракрасная обсерватория «Спитцер». NASA / JPL-Caltech / STScIНеправильные галактики могут иметь различное происхождение. Многие из них, по-видимому, возникли как самостоятельные звёздные системы более 10 млрд лет назад, но их эволюция протекала сравнительно медленно, и они сохранили большие запасы межзвёздного газа до современной эпохи. Некоторые неправильные галактики могли появиться как результат частичного разрушения спиральных галактик при гравитационном взаимодействии с близкими галактиками большой массы.