Czy jednak galaktyki pierścieni polarnych nie są tak rzadkie?

Możliwa galaktyka z pierścieniem polarnym NGC 4632. Zdjęcie przedstawia pierścień gazowy obracający się prostopadle do głównego dysku spiralnego galaktyki. Zdjęcie: Jayann English (U. Manitoba), Nathan Degg (Queens U.) i WALLABY Survey, CSIRO/ASKAP, NAOJ/Subaru Telescope

Naukowcy z Queen prowadzą odkrycie dwóch potencjalnych galaktyk pierścieni polarnych.

Według wyników opublikowanych 13 września w czasopiśmie grupa międzynarodowych astronomów, w tym badacze z Queen’s University, zidentyfikowała dwie możliwe galaktyki polarne Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.

Badacze z Queen, Nathan Deeg i Christine Speakens (fizyka, fizyka inżynieryjna i astronomia), przeprowadzili analizę danych uzyskanych za pomocą teleskopu, którego właścicielem i operatorem jest Queen’s University. CSIROAustralijska Narodowa Agencja Nauki. Oglądanie map nieba gazowego wodoru w ponad 600 galaktykach za pomocą radioteleskopu ASKAP należącego do CSIRO Skan WallabyZidentyfikowali dwie możliwe galaktyki pierścieniowe polarne – typ galaktyk, w którym pierścień gwiazd i gazu jest prostopadły do ​​głównego dysku spiralnego.

„Galaktyki pierścieni polarnych to jedne z najbardziej fascynujących galaktyk we wszechświecie. Wyniki te sugerują, że od 1 do 3 procent pobliskich galaktyk może zawierać gazowe pierścienie polarne, czyli znacznie więcej niż sugerują teleskopy optyczne.”

— Dr Nathan Deeg, badacz, Wydział Fizyki, Fizyki Inżynieryjnej i Astronomii, Queen’s University, Kanada i główny autor badania

Kontekst historyczny i implikacje

Chociaż nie jest to pierwszy raz, kiedy astronomowie obserwują galaktyki pierścieni polarnych, po raz pierwszy zaobserwowano je za pomocą teleskopu ASKAP znajdującego się w Inyarrimanha Ilgari Bundara, obserwatorium radioastronomicznym CSIRO Murchison w dystrykcie Wajarri Yamaji w Australii Zachodniej.

Te nowe odkrycia dotyczące samego gazu sugerują, że galaktyki pierścieni polarnych mogą być częstsze niż wcześniej sądzono.

„Te wyniki są naprawdę niezwykłym przykładem ogromnej wartości mapowania nieba głębszego i szerszego niż robiono to wcześniej. To przypadek w najlepszym wydaniu: znaleźliśmy rzeczy, których zdecydowanie się nie spodziewaliśmy.”

— Dr Christine Speakens, profesor (mianowany w Królewskiej Kolegium Wojskowym), Wydział Fizyki, Fizyki Inżynieryjnej i Astronomii, Queen’s University, Kanada

Zrozumienie ewolucji galaktyk

Dalsze badania nad strukturami pierścieni polarnych mogą pomóc nam lepiej zrozumieć ewolucję galaktyk. Na przykład jedną z głównych hipotez wyjaśniających pochodzenie pierścieni polarnych jest połączenie większej galaktyki obejmującej mniejszą. Jeśli galaktyki pierścieni polarnych są częstsze niż wcześniej sądzono, może to oznaczać, że takie połączenia są częstsze.

W przyszłości galaktyki pierścieni polarnych można również wykorzystać do pogłębienia naszej wiedzy o Wszechświecie, co może znaleźć potencjalne zastosowania w badaniach ciemnej materii. Pierścienie polarne można wykorzystać do badania kształtu ciemnej materii galaktyki macierzystej, co może prowadzić do nowych wskazówek na temat tajemniczych właściwości nieuchwytnej materii.

„Nowe obserwacje z ASKAP, które ujawniają uderzające struktury przypominające pierścienie wokół pozornie normalnych galaktyk spiralnych, sugerują, że akrecja gazu w wyniku interakcji z bogatymi w gaz galaktykami towarzyszącymi jest znacznie częstsza, niż wcześniej sądzono. Wallaby będzie doskonałym źródłem do wykrywania więcej Te systemy w przyszłości.

— Profesor Lester Staveley-Smith, współgłówny badacz i tymczasowy dyrektor generalny WALLABY. Powtarzać

Wizualizacja polarnych galaktyk pierścieniowych

Jayanne English, członkini zespołu badawczego WALLABY, a także ekspertka w dziedzinie tworzenia obrazów astronomicznych na Uniwersytecie w Manitobie, opracowała pierwsze obrazy tych gazowych galaktyk pierścieni polarnych, wykorzystując kombinację danych optycznych i radiowych z różnych teleskopów. Po pierwsze, dane optyczne i podczerwone z Teleskopu Subaru na Hawajach dostarczyły obrazu dysku spiralnego galaktyki. Następnie dodano pierścień gazowy w oparciu o dane uzyskane z przeglądu WALLABY – międzynarodowego projektu, w którym wykorzystuje się radioteleskop ASKAP należący do CSIRO do wykrywania emisji wodoru atomowego z około pół miliona galaktyk.

„Nasz radioteleskop ASKAP dostarcza potok danych i jesteśmy na to gotowi. Dzięki ASKAP pełny WALLABY dostarczy ponad 200 000 galaktyk bogatych w wodór, w tym wiele niezwykłych obiektów, takich jak pierścienie polarne, które można wykorzystać do obserwacji zbadać kształt i rozmieszczenie aureoli ciemnej materii.”

— dr Barbel Korybalski, Starszy główny pracownik naukowy, CSIRO

Tworzenie tego i innych obrazów astronomicznych jest złożone, ponieważ zawiera informacje, których nasze oczy nie są w stanie uchwycić. W tym konkretnym przypadku zimny, gazowy wodór, niewidoczny dla ludzkiego oka, można zobaczyć w „świetle radiowym” za pomocą teleskopu ASKAP należącego do CSIRO. Subtelny odcień tego pierścienia reprezentuje orbitalne ruchy gazu, a fioletowe odcienie na dole śledzą ruch gazu w kierunku widza w miarę oddalania się górnej części. Emisje z pierścienia oddzielono od emisji radiowych z dysku galaktycznego za pomocą narzędzi rzeczywistości wirtualnej we współpracy z profesorem Tomem Garrettem (Uniwersytet w Kapsztadzie, Republika Południowej Afryki).

„Jestem podekscytowany możliwością pracy z tak różnorodnym i współpracującym zespołem. Udało nam się pracować z danymi, które wykazały precyzyjną sieć kanałów prędkości, które są odpowiednikiem stacji radiowych w starym odbiorniku radiowym. Bogactwo prędkości dane oznaczały, że mogłem przypisać temu kompozytowi wiele kolorów, aby przekazać ruch zachodzący wewnątrz pierścienia polarnego jest subtelny. Taniec i kształt gazu są piękne, a ruch gazu daje nam pewne wskazówki dotyczące ewolucji galaktyk w czasie.

— Dr.. Jayann English, Wydział Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Manitobie

Ponad 25 współpracowników na całym świecie z Kanady, Australii, Republiki Południowej Afryki, Ekwadoru, Burkina Faso, Niemiec, Chin i innych krajów współpracowało nad analizą danych z pierwszego publicznego udostępnienia danych z badania WALLABY, w wyniku czego powstał nowo opublikowany artykuł.

Kolejnym krokiem zespołu jest potwierdzenie odkrycia polarnych galaktyk pierścieniowych poprzez dodatkowe obserwacje przy użyciu różnych teleskopów, w tym radioteleskopu MeerKAT w Republice Południowej Afryki.

„Jednym z najbardziej ekscytujących wyników dużego przeglądu, takiego jak WALLABY, który obejmie większą część południowego nieba w celu przeprowadzenia największego w historii spisu neutralnego wodoru atomowego, jest odkrycie nieoczekiwanego – tych niezwykłych galaktyk z pięknymi pierścieniami gazu są tego absolutnie doskonałymi przykładami.”

— Adiunkt Barbara Catinella, współkierownik projektu WALLABY i współautorka tego badania. ICRAR, Uniwersytet Australii Zachodniej

Odniesienie: „Eksperymentalne badanie WALLABY: możliwe polarne galaktyki pierścieniowe NGC 4632 i NGC 6156” autorstwa N Deg, R Palleske, K Spekkens, J Wang, T Jarrett, J English, X Lin, J Yeung, JR Mold, B Catinella, H Dénes , A Elagali, B -Q For, P Kamphuis, BS Koribalski, K Lee-Waddell, C Murugeshan, S Oh, J Rhee, P Serra, T Westmeier, OI Wong, K Bekki, A Bosma, C Carignan, BW Holwerda i N. Yu, 13 września 2023 r., Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
doi: 10.1093/manras/stad2312