Hoag’s Object è una galassia ad anello situata a circa 612,8 milioni di anni luce di distanza nella costellazione dei Serpenti. Caratterizzata dalla sua forma ad anello quasi perfetta, la galassia è stata chiamata in onore di Arthur Hoag, l’astronomo che la scoprì nel 1950. Con un diametro di 121.000 anni luce, contiene circa 8 miliardi di stelle, con una massa equivalente a 700 miliardi di soli e una luminosità di magnitudine 16,2. Questa galassia rappresenta un esempio unico di quelle che sono state definite galassie di tipo Hoag. Presenta un anello di stelle blu luminose quasi simmetrico che circonda un nucleo giallo più anziano. L’area tra l’anello di stelle giovani e il nucleo galattico potrebbe ospitare deboli ammassi stellari che quasi sfuggono alla rilevazione. Il nucleo è dominato da stelle molto più rosse, che sembrano essere notevolmente più vecchie. Lo spazio tra le due popolazioni stellari – le stelle nell’anello e quelle nel nucleo – appare quasi completamente scuro, conferendo l’immagine di un nucleo galattico ellittico isolato nello spazio, circondato da un anello luminoso che fluttua attorno in un pattern di spirale a una distanza sorprendente di decine di migliaia di anni luce.

Un anello quasi perfetto di stelle blu calde ruota attorno al nucleo giallo di questa insolita galassia ad anello nota come Hoag’s Object. Questa immagine del Telescopio Spaziale Hubble della NASA cattura una visione frontale dell’anello di stelle della galassia, rivelando più dettagli di qualsiasi foto esistente di questo oggetto. L’immagine può aiutare gli astronomi a svelare indizi su come si formino oggetti così strani. Crediti immagine: NASA e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Riconoscimento: Ray A. Lucas (STScI/AURA). L’astronomo americano Arthur Hoag, che scoprì la galassia nel 1950, descrisse inizialmente l’oggetto come una “nebulosa planetaria perfettamente simmetrica” con un alone perfetto, più blu del nucleo. Come alternativa, propose che l’oggetto potesse essere una “nuova specie tra le galassie ‘patologiche'” o, meno probabilmente, una lente gravitazionale, ossia un’illusione ottica causata da un oggetto di alta massa (il nucleo) che curva e ingrandisce la luce di un oggetto di sfondo più distante (l’anello). L’origine della struttura dell’anello esterno è ancora incerta. La galassia più famosa, noto come Cartwheel, è ritenuta aver ottenuto la sua attuale struttura ad anello quando una galassia più piccola passò attraverso la sua regione centrale. Quando la piccola galassia collise con il Cartwheel, innescò un’onda d’urto che si diffuse verso l’esterno dal centro, comprimendo gas e attivando la formazione di stelle a distanze specifiche dal centro. L’oggetto di Mayall, una coppia di galassie in collisione nell’Orsa Maggiore, è ritenuto mostrare la formazione di una classica galassia ad anello come il Cartwheel. Le osservazioni di Hoag’s Object rendono questa scenari improbabile, poiché non c’è nessuna galassia piccola nelle vicinanze che potrebbe essere stata la colpevole. Non ci sono frammenti deboli rimasti da una collisione e il nucleo della galassia ha una bassa velocità rispetto all’anello, indicando che la formazione non è stata un processo particolarmente drammatico. Se ci fosse stata una collisione miliardi di anni fa, non giustificherebbe l’età delle stelle giovani nell’anello esterno. L’idea che l’anello visibile di Hoag’s Object fosse il prodotto di un effetto di lente gravitazionale appare improbabile poiché l’oggetto in primo piano dovrebbe avere una massa di 10 trilioni di masse solari. Questa ipotesi è stata definitivamente scartata negli anni ’80. Nel 1985, l’astrofisico israeliano Noah Brosch suggerì che l’anello potesse essersi formato alcuni miliardi di anni fa a causa di instabilità delle barre nel disco galattico. Le galassie a spirale con barre centrali possono sperimentare instabilità, ma il nucleo di Hoag’s Object appare privo di barre e rotondo. Non mostra alcuna evidenza di un disco che potrebbe aver generato un’instabilità della barra. Uno studio del 1987 condotto dall’astronomo svizzero-americano François Schweizer delle Carnegie Observatories di Pasadena, California, utilizzò dati di imaging, fotometrici e spettroscopici ottenuti con un telescopio da 5 metri presso l’Osservatorio di Palomar e il radiotelescopio da 305 metri dell’Osservatorio di Arecibo per stabilire che il nucleo e l’anello di Hoag’s Object hanno la stessa velocità radiale e si trovano alla stessa distanza. Questo ha escluso definitivamente l’ipotesi dell’illusione ottica. Gli scienziati hanno anche scoperto che l’anello e il nucleo ruotano nella stessa direzione. Gli autori dello studio hanno proposto che un importante evento di accrescimento fosse responsabile della creazione dell’attuale struttura di Hoag’s Object. L’evento di accrescimento non sarebbe stato una collisione o fusione, ma un’interazione con un’altra galassia che ha trasferito ingenti quantità di massa a Hoag’s Object, portando alla formazione dell’anello staccato. L’assenza di code mareali e di firme di increspatura suggerisce che tale evento sarebbe avvenuto almeno 2-3 miliardi di anni fa.

Hoag’s Object, immagine: Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona (CC BY-SA 4.0) Uno studio del 2013 guidato da Noah Brosch ha dimostrato che l’anello ottico luminoso si trova al margine interno di un anello H I (idrogeno neutro) più grande. L’anello H I è il doppio rispetto a quello ottico e condivide le stesse proprietà cinematiche. Mostra una leggera curvatura rispetto all’anello interno al suo margine esterno. I ricercatori hanno rilevato altre due sorgenti H I con uno spostamento verso il rosso simile a Hoag’s Object, situate a 0,3 e 1 megaparsec di distanza. Hanno anche identificato una galassia compagna ottica SDSS, anch’essa a 1 megaparsec di distanza. La conclusione principale dello studio è stata che l’H I trovato in Hoag’s Object non indicava che la galassia avesse subito un recente evento di accrescimento, e la forma della galassia era causata da un’interazione, che deve essersi verificata almeno 1-2 miliardi di anni fa. Senza prove a sostegno di entrambe le teorie – le tracce di un incontro avvenuto miliardi di anni fa sarebbero ormai scomparse – lo scenario di accrescimento rimane una delle ipotesi che potrebbero o meno spiegare come la galassia sia evoluta nella sua forma attuale. L’assenza di un campione di galassie simili rende ancora più difficile per gli astronomi sviluppare teorie sull’origine della struttura di Hoag’s Object. Le galassie di tipo Hoag rappresentano un sottogruppo speciale di galassie ad anello. Sono eccezionalmente rare e nessuna di esse ha la simmetria quasi perfetta di Hoag’s Object. Rappresentano solo lo 0,1% o meno di tutte le galassie osservabili. Quelle che sono state identificate, come NGC 6028 nella costellazione di Ercole e la Galassia di Burçin (LEDA 1000714) nel Cratere, hanno anelli di stelle luminosi staccati come la galassia di Hoag, ma tendono a mostrare accenni di struttura a spirale e una barra centrale. Uno studio su LEDA 1000714 (PGC 1000714), guidato dall’astrofisico turco Burçin Mutlu-Pakdil, ha rivelato che il nucleo ellittico della galassia aveva 5,5 miliardi di anni, mentre l’anello era solo di 130 milioni di anni. Anche se l’anello si è formato solo di recente, non sono state trovate galassie compagne più piccole. Come Hoag’s Object, la galassia non mostra segni di una barra o di un disco stellare.

Dimensioni

Hoag’s Object ha un diametro di circa 121.000 anni luce e una dimensione apparente di 0,28 x 0,28 arcminuti. Il nucleo interno è largo 6 arcsecondi e ha un diametro fisico di 17.000 anni luce. L’anello esterno ha un diametro interno di 28 arcsecondi, corrispondente a un diametro fisico di 75.000 anni luce e un diametro esterno di 45 arcsecondi, ovvero 121.000 anni luce.

Fatti

Hoag’s Object è molto meno massiccia della Via Lattea. La Via Lattea ospita tra 100 e 500 miliardi di stelle, rispetto ai circa 8 miliardi di Hoag’s Object. La nostra galassia ha una massa compresa tra 800 miliardi e 1,54 trilioni di masse solari, mentre la galassia di Hoag ha una massa stimata di circa 700 miliardi di masse solari. La dimensione di Hoag’s Object (121.000 anni luce) è comparabile alle recenti stime del diametro della Via Lattea. Una galassia ad anello più distante catalogata come SDSS J151713.93+213516.8 è visibile all’interno dell’anello esterno di Hoag’s Object. Anche se le galassie ad anello sono rare, queste due si trovano sulla stessa linea di vista se viste dalla Terra. La galassia più debole appare tra il nucleo di Hoag’s Object e l’anello blu esterno, nella posizione delle ore 1 nell’immagine del Telescopio Spaziale Hubble della NASA.

Posizione

Hoag’s Object si trova nella costellazione dei Serpenti, nel Caput Serpentis (testa del Serpente), vicino al semicerchio di stelle che formano la Corona Boreale. Può essere localizzata utilizzando l’asterismo che delinea la testa del Serpente e il Aquilone di Boötes. La testa del Serpente è formata da Beta, Gamma e Iota Serpentis, e il Aquilone è formato dalle stelle più luminose di Boötes, inclusa Arcturus, la quarta stella più brillante nel cielo. Hoag’s Object si trova a poco più di metà strada tra Beta Serpentis e Izar (Epsilon Boötis).

La posizione di Hoag’s Object, immagine: Stellarium Hoag’s Object – PGC 54559