Les galaxies à anneaux polaires ne sont-elles pas si rares après tout ?

Possible galaxie à anneau polaire NGC 4632. L’image montre un anneau de gaz tournant perpendiculairement au disque spiral principal de la galaxie. Crédit image : Jayann English (Université du Manitoba), Nathan Degg (Université du Queens) et WALLABY Survey, CSIRO/ASKAP, NAOJ/Subaru Telescope

Les chercheurs de Queen’s mènent la découverte de deux galaxies potentielles à anneaux polaires.

Un groupe d’astronomes internationaux, dont des chercheurs de l’Université Queen’s, ont identifié deux galaxies polaires possibles, selon les résultats publiés le 13 septembre dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Les chercheurs de Queen’s Nathan Deeg et Christine Speakens (physique, génie physique et astronomie) ont dirigé l’analyse des données obtenues à l’aide d’un télescope détenu et exploité par l’Université Queen’s. CSIROAgence scientifique nationale australienne. Examen des cartes du ciel de l’hydrogène gazeux dans plus de 600 galaxies dans le cadre du radiotélescope ASKAP du CSIRO Analyse du wallabyIls ont identifié deux possibles galaxies à anneaux polaires, un type de galaxie qui présente un anneau d’étoiles et de gaz perpendiculaire à son disque spiral principal.

« Les galaxies à anneaux polaires sont parmi les galaxies les plus fascinantes de l’univers. Ces résultats suggèrent qu’entre 1 et 3 pour cent des galaxies proches peuvent contenir des anneaux polaires gazeux, un pourcentage beaucoup plus élevé que ce que suggèrent les télescopes optiques. »

— M. Nathan Deeg, chercheur, département de physique, d’ingénierie physique et d’astronomie, Université Queen’s, Canada, et auteur principal de l’étude

Contexte historique et implications

Bien que ce ne soit pas la première fois que des astronomes observent des galaxies à anneaux polaires, c’est la première fois qu’elles sont observées à l’aide du télescope ASKAP situé à Inyarrimanha Ilgari Bundara, l’observatoire de radioastronomie Murchison du CSIRO dans le district de Wajarri Yamaji en Australie occidentale.

Ces nouvelles découvertes dans le domaine du gaz suggèrent à elles seules que les galaxies à anneaux polaires pourraient être plus courantes qu’on ne le pensait auparavant.

« Ces résultats sont un exemple vraiment remarquable de l’énorme valeur de cartographier le ciel plus profond et plus large qu’auparavant. C’est le meilleur du hasard : nous avons trouvé des choses que nous ne nous attendions certainement pas à trouver. »

— Dr Christine Speakens, professeure (nommée par le Collège militaire royal), Département de physique, de génie physique et d’astronomie, Université Queen’s, Canada

Comprendre comment évoluent les galaxies

Des recherches plus approfondies sur les structures des anneaux polaires pourraient nous aider à mieux comprendre comment évoluent les galaxies. Par exemple, l’une des principales hypothèses pour expliquer l’origine des anneaux polaires est la fusion d’une galaxie plus grande engloutissant une galaxie plus petite. Si les galaxies à anneaux polaires sont plus courantes qu’on ne le pensait auparavant, cela pourrait signifier que de telles fusions sont plus fréquentes.

À l’avenir, les galaxies aux anneaux polaires pourraient également être utilisées pour approfondir notre compréhension de l’univers, avec des applications potentielles dans la recherche sur la matière noire. Les anneaux polaires pourraient être utilisés pour sonder la forme de la matière noire de la galaxie hôte, ce qui pourrait conduire à de nouveaux indices sur les propriétés mystérieuses de cette matière insaisissable.

« Ces nouvelles observations d’ASKAP, qui révèlent des structures annulaires frappantes autour de galaxies spirales apparemment normales, suggèrent que l’accrétion de gaz via les interactions avec des galaxies compagnons riches en gaz est beaucoup plus courante que nous le pensions auparavant. Le wallaby sera une excellente ressource pour détecter davantage de galaxies. Ces systèmes à l’avenir.

— Professeur Lester Staveley-Smith, co-chercheur principal et PDG par intérim de WALLABY. Répéter

Visualisation des galaxies à anneaux polaires

Jayanne English, membre de l’équipe de recherche WALLABY et également experte en création d’images astronomiques à l’Université du Manitoba, a développé les premières images de ces galaxies gazeuses à anneaux polaires en utilisant une combinaison de données optiques et radio provenant de différents télescopes. Premièrement, les données optiques et infrarouges du télescope Subaru à Hawaï ont fourni une image du disque spiralé de la galaxie. Ensuite, l’anneau gazeux a été ajouté sur la base des données obtenues de l’enquête WALLABY, un projet international qui utilise le radiotélescope ASKAP du CSIRO pour détecter l’émission d’hydrogène atomique d’environ un demi-million de galaxies.

« Notre radiotélescope ASKAP délivre un torrent de données et nous y sommes prêts. Avec ASKAP, un WALLABY complet fournira plus de 200 000 galaxies riches en hydrogène, dont de nombreux objets inhabituels tels que les anneaux polaires, qui pourront être utilisés pour explorez la forme et la distribution des halos de matière noire.

— Dr Barbel Korybalski, Chercheur principal principal, CSIRO

La création de cette image et d’autres images astronomiques est complexe car elle inclut des informations que nos yeux ne peuvent pas capturer. Dans ce cas particulier, le composant froid de l’hydrogène gazeux, invisible à l’œil humain, peut être vu en « lumière » radio à l’aide de l’ASKAP du CSIRO. La teinte subtile de cet anneau représente les mouvements orbitaux du gaz, avec des teintes violettes en bas qui suivent le gaz se déplaçant vers le spectateur à mesure que le haut s’éloigne. Les émissions de l’anneau ont été séparées des émissions radio du disque galactique à l’aide d’outils de réalité virtuelle, en collaboration avec le professeur Tom Garrett (Université du Cap, Afrique du Sud).

« Je suis ravi de travailler avec une équipe aussi diversifiée et collaborative. Nous avons pu travailler avec des données qui montraient un réseau précis de canaux de vitesse, qui sont l’équivalent des stations radio de votre ancien récepteur radio. La richesse de la vitesse Ces données m’ont permis d’attribuer plusieurs couleurs à ce composite pour transmettre le mouvement qui se produit à l’intérieur de l’anneau polaire. La danse et le design du gaz sont magnifiques, et le mouvement du gaz nous donne des indices sur la façon dont les galaxies évoluent au fil du temps.

— Dr.. Jayann English, Département de physique et d’astronomie, Université du Manitoba

Plus de 25 collaborateurs mondiaux du Canada, d’Australie, d’Afrique du Sud, d’Équateur, du Burkina Faso, d’Allemagne, de Chine et d’autres ont travaillé ensemble pour analyser les données de la première publication de données publiques de l’enquête WALLABY, aboutissant à l’article récemment publié.

La prochaine étape de l’équipe consiste à confirmer la découverte de galaxies à anneaux polaires grâce à des observations supplémentaires utilisant divers télescopes, dont le radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud.

« L’un des résultats les plus passionnants d’une vaste étude comme WALLABY, qui balayera la majeure partie du ciel du sud pour effectuer le plus grand recensement d’hydrogène atomique neutre jamais réalisé, est la découverte de l’inattendu – ces galaxies inhabituelles avec de magnifiques anneaux d’hydrogène absolument parfaits. le gaz en sont des exemples.

— Professeur adjoint Barbara Catinella, co-chercheuse principale de WALLABY et co-auteur de cette étude. ICRAR, Université d’Australie occidentale

Référence : « Enquête expérimentale WALLABY : possibles galaxies à anneaux polaires NGC 4632 et NGC 6156″ par 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 et N. Yu, 13 septembre 2023, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
est ce que je: 10.1093/manras/stad2312