How big is IC 1101?

IC 1101 is een reusachtig sterrenstelsel in het centrum van de cluster Abell 2029, op ongeveer 1 miljard lichtjaar van de Aarde. IC 1101 heeft geen scherpe rand, dus de grootte hangt af van hoe zwak een gloed mag zijn om nog mee te tellen. Het heldere hoofdgedeelte is ongeveer 350.000 lichtjaar breed, en een zeer zwakke halo van sterren eromheen is in kaart gebracht over ongeveer 4 miljoen lichtjaar. Een lichtjaar is de afstand die licht in één jaar aflegt, ongeveer 9,46 biljoen kilometer.

Grootte

Om sterrenstelsels eerlijk te vergelijken, meten astronomen ze allemaal tot dezelfde zwakke helderheid, een niveau dat D25 heet. Op dat niveau is IC 1101 aan de hemel ongeveer 1,2 boogminuten lang. Een boogminuut is een zestigste van een graad. Op de afstand van het sterrenstelsel beslaat die hoek ongeveer 350.000 lichtjaar.

Diepere opnamen reiken tot zwakker licht. De Siena Galaxy Atlas, die sterrenstelsels in rood licht tot een zwakker helderheidsniveau volgt, meet IC 1101 op ongeveer 4,9 boogminuten, ofwel ongeveer 1,4 miljoen lichtjaar. In 1991 gebruikten Juan Uson en collega's veel overlappende belichtingen om een nog zwakkere halo in kaart te brengen, een uitgerekt ovaal dat ongeveer twee keer zo lang is als breed. Gemiddeld over de lange en de korte richting reikt de halo ongeveer 2 miljoen lichtjaar vanaf het centrum.

Of die halo bij IC 1101 hoort of bij de cluster eromheen, is deels een kwestie van definitie. De bewegingen van sterren ver weg in de halo volgen de zwaartekracht van de hele cluster in plaats van die van het sterrenstelsel alleen.

Groottevergelijkingen

Het heldere hoofdgedeelte van IC 1101 is ongeveer drieënhalf keer zo breed als de schijf van de Melkweg, die ongeveer 100.000 lichtjaar breed is. De zwakke halo is ongeveer 40 keer zo breed.
Tot hetzelfde D25-niveau gemeten is IC 1101 ongeveer 1,4 keer zo breed als NGC 4889, het helderste sterrenstelsel in de Comacluster.
De halo is ongeveer 1,6 keer de afstand van de Melkweg tot het Andromedastelsel (ongeveer 2,5 miljoen lichtjaar).
Als de Melkweg werd verkleind tot de grootte van een basketbal, zou het hoofdgedeelte van IC 1101 ongeveer 85 centimeter breed zijn en de halo ongeveer 9,5 meter breed.

Een sterrenstelsel gevormd door samensmeltingen

IC 1101 is het helderste sterrenstelsel in Abell 2029, een rijke cluster van sterrenstelsels. Sterrenstelsels als dit, in het centrum van rijke clusters, groeien vermoedelijk door samen te smelten met andere sterrenstelsels. Het grootste deel van het licht van IC 1101 komt uit de buitenste delen. In een analyse van Hubble-opnamen uit 2017 gaf de buitenste halo ongeveer 57% van het licht, een middelste laag ongeveer 17% en het centrale gedeelte slechts ongeveer 25%.

Een buitensporig grote kern

Die studie uit 2017, van Bililign Dullo en collega's, stelde vast dat IC 1101 een ongewoon grote kern heeft. Een kern is een centraal gebied waar de sterren dunner gespreid staan dan op grond van de buitenste delen van het sterrenstelsel te verwachten is. De kern van IC 1101 heeft een straal van ongeveer 14.000 lichtjaar. Ten tijde van de meting was dit de grootste kern die in enig sterrenstelsel was gevonden, ongeveer 10 keer zo groot als typische kernen.

Astronomen denken dat zulke kernen ontstaan nadat twee sterrenstelsels samensmelten. De centrale zwarte gaten van de twee zakken naar het midden en draaien om elkaar heen, waarbij ze sterren in de buurt wegslingeren. De grootte van de kern van IC 1101 doet vermoeden dat het centrale zwarte gat 40 tot 100 miljard keer de massa van de Zon zou kunnen hebben, hoewel die schatting indirect is.