Sind Polarringgalaxien doch so selten?

Die Forscher von Queen sind führend bei der Entdeckung zweier potenzieller Polarringgalaxien.

Eine Gruppe internationaler Astronomen, darunter Forscher der Queen’s University, hat laut den am 13. September in der Zeitschrift veröffentlichten Ergebnissen zwei mögliche Polargalaxien identifiziert Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.

Die Queen-Forscher Nathan Deeg und Christine Speakens (Physik, technische Physik und Astronomie) leiteten die Analyse der Daten, die mit einem Teleskop gewonnen wurden, das der Queen’s University gehört und von ihr betrieben wird. CSIROAustralische Nationale Wissenschaftsagentur. Blick auf Himmelskarten von Wasserstoffgas in mehr als 600 Galaxien im Rahmen des ASKAP-Radioteleskops von CSIRO Wallaby-ScanSie identifizierten zwei mögliche Polarringgalaxien, einen Galaxientyp, der senkrecht zu seiner Hauptspiralscheibe einen Ring aus Sternen und Gas aufweist.

„Polarringgalaxien gehören zu den faszinierendsten Galaxien im Universum. Diese Ergebnisse legen nahe, dass zwischen 1 und 3 Prozent der nahen Galaxien gasförmige Polarringe enthalten könnten, ein viel höherer Prozentsatz als von optischen Teleskopen angenommen.“

— Dr. Nathan Deeg, Forscher, Fachbereich Physik, Technische Physik und Astronomie, Queen’s University, Kanada, und Hauptautor der Studie

Historischer Kontext und Implikationen

Obwohl dies nicht das erste Mal ist, dass Astronomen Polarringgalaxien beobachtet haben, ist es das erste Mal, dass sie mit dem ASKAP-Teleskop am Inyarrimanha Ilgari Bundara, dem Radioastronomie-Observatorium Murchison des CSIRO im Distrikt Wajarri Yamaji in Westaustralien, beobachtet wurden.

Allein diese neuen Entdeckungen im Gasbereich legen nahe, dass Polarringgalaxien häufiger vorkommen als bisher angenommen.

„Diese Ergebnisse sind ein wirklich bemerkenswertes Beispiel dafür, wie enorm wertvoll es ist, den Himmel tiefer und weiter zu kartieren als bisher. Das ist Zufall vom Feinsten: Wir haben Dinge gefunden, mit denen wir definitiv nicht gerechnet hatten.“

— Dr. Christine Speakens, Professorin (Ernennung zum Royal Military College), Fachbereich Physik, Technische Physik und Astronomie, Queen’s University, Kanada

Verstehen Sie, wie sich Galaxien entwickeln

Weitere Forschungen zu den Strukturen der Polarringe könnten uns helfen, besser zu verstehen, wie sich Galaxien entwickeln. Eine der Haupthypothesen zur Erklärung des Ursprungs von Polarringen ist beispielsweise die Verschmelzung einer größeren Galaxie mit einer kleineren Galaxie. Wenn Polarringgalaxien häufiger vorkommen als bisher angenommen, könnte dies bedeuten, dass solche Verschmelzungen häufiger vorkommen.

In Zukunft könnten Polarringgalaxien auch dazu genutzt werden, unser Verständnis des Universums zu vertiefen, mit potenziellen Anwendungen in der Erforschung der Dunklen Materie. Die Polarringe könnten genutzt werden, um die Form der Dunklen Materie der Muttergalaxie zu untersuchen, was zu neuen Hinweisen auf die mysteriösen Eigenschaften der schwer fassbaren Materie führen könnte.

„Diese neuen Beobachtungen von ASKAP, die auffällige ringartige Strukturen um scheinbar normale Spiralgalaxien offenbaren, legen nahe, dass Gasakkretion durch Wechselwirkungen mit gasreichen Begleitgalaxien viel häufiger vorkommt, als wir bisher angenommen haben. Wallaby wird eine großartige Ressource für die Entdeckung weiterer Galaxien sein.“ Diese Systeme in der Zukunft.

— Professor Lester Staveley-Smith, Co-Hauptforscher und Interims-CEO von WALLABY. Wiederholen

Visualisierung polarer Ringgalaxien

Jayanne English, Mitglied des WALLABY-Forschungsteams und Expertin für astronomische Bildgebung an der Universität von Manitoba, entwickelte die ersten Bilder dieser gasförmigen Polarringgalaxien mithilfe einer Kombination aus optischen und Radiodaten verschiedener Teleskope. Zunächst lieferten optische und Infrarotdaten des Subaru-Teleskops auf Hawaii ein Bild der Spiralscheibe der Galaxie. Als nächstes wurde der Gasring auf der Grundlage von Daten aus der WALLABY-Durchmusterung hinzugefügt, einem internationalen Projekt, das das ASKAP-Radioteleskop von CSIRO nutzt, um die Emission von atomarem Wasserstoff aus etwa einer halben Million Galaxien zu erfassen.

„Unser ASKAP-Radioteleskop liefert eine Flut von Daten und wir sind bereit dafür. Mit ASKAP wird ein vollständiges WALLABY mehr als 200.000 wasserstoffreiche Galaxien liefern, darunter viele ungewöhnliche Objekte wie die Polarringe, die genutzt werden können.“ Erforschen Sie die Form und Verteilung von Halos aus dunkler Materie.

— Dr. Barbel Korybalski, Leitender leitender Forschungswissenschaftler, CSIRO

Die Erstellung dieses und anderer astronomischer Bilder ist komplex, da sie Informationen enthalten, die unsere Augen nicht erfassen können. In diesem speziellen Fall kann die kalte Wasserstoffgaskomponente, die für das menschliche Auge unsichtbar ist, mit dem ASKAP von CSIRO im Radiolicht gesehen werden. Der subtile Farbton dieses Rings stellt die Umlaufbewegungen des Gases dar, wobei violette Farbtöne an der Unterseite die Bewegung des Gases in Richtung des Betrachters verfolgen, während sich die Oberseite wegbewegt. In Zusammenarbeit mit Professor Tom Garrett (Universität Kapstadt, Südafrika) wurden die Emissionen des Rings mithilfe von Virtual-Reality-Tools von den Radioemissionen der galaktischen Scheibe getrennt.

„Ich freue mich, mit einem so vielfältigen und kooperativen Team zusammenzuarbeiten. Wir konnten mit Daten arbeiten, die ein präzises Netzwerk von Geschwindigkeitskanälen zeigten, die den Radiosendern Ihres alten Radioempfängers entsprechen. Der Reichtum der Geschwindigkeit.“ Aufgrund der Daten konnte ich diesem Komposit mehrere Farben zuordnen, um die Bewegung zu vermitteln, die innerhalb des Polarrings auftritt. Der Tanz und die Struktur des Gases sind wunderschön, und die Bewegung des Gases gibt uns einige Hinweise darauf, wie sich Galaxien im Laufe der Zeit entwickeln.

— DR.. Jayann English, Fachbereich Physik und Astronomie, Universität Manitoba

Mehr als 25 globale Mitarbeiter aus Kanada, Australien, Südafrika, Ecuador, Burkina Faso, Deutschland, China und anderen Ländern arbeiteten zusammen, um Daten aus der ersten öffentlichen Datenveröffentlichung der WALLABY-Umfrage zu analysieren, was zu dem neu veröffentlichten Papier führte.

Der nächste Schritt des Teams besteht darin, die Entdeckung der Polarringgalaxien durch zusätzliche Beobachtungen mit verschiedenen Teleskopen, darunter dem MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika, zu bestätigen.

„Eines der aufregendsten Ergebnisse einer großen Durchmusterung wie der WALLABY-Durchmusterung, die den größten Teil des Südhimmels abtasten wird, um die größte Zählung neutralen atomaren Wasserstoffs aller Zeiten durchzuführen, ist die Entdeckung des Unerwarteten – dieser ungewöhnlichen Galaxien mit wunderschönen Gasringen.“ sind absolut perfekte Beispiele dafür.“

— Assistenzprofessorin Barbara Catinella, Co-Hauptforscherin von WALLABY und Co-Autorin dieser Studie. ICRAR, University of Western Australia

Referenz: „WALLABY Experimental Survey: Mögliche Polarringgalaxien NGC 4632 und NGC 6156“ von 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 und N. Yu, 13. September 2023, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
doi: 10.1093/manras/stad2312