結局のところ、極環銀河はそれほど珍しいのではありませんか？

極環銀河 NGC 4632 の可能性があります。この画像は、銀河の主渦巻円盤に対して垂直に回転するガス環を示しています。 画像クレジット: Jayann English (マニトバ大学)、Nathan Degg (クイーンズ大学)、WALLABY Survey、CSIRO/ASKAP、国立天文台/すばる望遠鏡

クイーンの研究者たちは、2 つの極環銀河の可能性の発見を主導しています。

9月13日に雑誌に掲載された結果によると、クイーンズ大学の研究者を含む国際天文学者のグループが極銀河の可能性がある2つを特定した 王立天文協会の月次通知。

クイーンズ大学の研究者であるネイサン・ディーグ氏とクリスティン・スピーケンス氏（物理学、工学物理学、天文学）は、クイーンズ大学が所有・運営する望遠鏡を使用して得られたデータの分析を主導しました。 CSIROオーストラリア国立科学庁。 CSIRO の ASKAP 電波望遠鏡の一部として 600 以上の銀河の水素ガスの空図を観察 ワラビースキャン彼らは、主渦巻円盤に垂直な星とガスの輪を示す銀河の一種である極輪銀河の可能性があることを 2 つ特定しました。

「極輪銀河は、宇宙で最も魅力的な銀河の一部です。これらの結果は、近くの銀河の 1 ～ 3 パーセントにガス状の極輪が含まれている可能性があることを示しており、その割合は光学望遠鏡が示唆するものよりもはるかに高いです。」

— ネイサン・ディーグ博士、カナダのクイーンズ大学物理学・工学物理学・天文学部研究者、この研究の筆頭著者

歴史的背景と意味

天文学者が極環銀河を観測したのはこれが初めてではないが、西オーストラリア州ワジャリ・ヤマジ地区にあるCSIROのマーチソン電波天文台、インヤリマンハ・イルガリ・ブンダラにあるASKAP望遠鏡を使って観測されたのは初めてである。

ガス単独でのこれらの新しい発見は、極環銀河がこれまで考えられていたよりも一般的である可能性を示唆しています。

「これらの結果は、これまでに行われてきたものよりも深く、より広い空をマッピングすることの多大な価値を示す、真に注目に値する例です。これは最高のセレンディピティです。私たちは、絶対に見つかるとは予想していなかったものを見つけました。」

— クリスティーン・スピーケンズ博士、カナダ、クイーンズ大学物理学、工学物理学および天文学学科教授（王立陸軍大学に任命）

銀河がどのように進化するかを理解する

極環の構造をさらに研究すれば、銀河がどのように進化するかをより深く理解できる可能性があります。 たとえば、極環の起源を説明する主な仮説の 1 つは、より大きな銀河が小さな銀河を飲み込む合体であるというものです。 極環銀河がこれまで考えられていたよりも一般的であれば、そのような合体がより頻繁に起こることを意味する可能性があります。

将来的には、極環銀河は宇宙への理解を深めるためにも使用される可能性があり、暗黒物質の研究に応用できる可能性があります。 極リングは、ホスト銀河の暗黒物質の形状を調査するために使用される可能性があり、とらえどころのない物質の神秘的な性質についての新たな手がかりにつながる可能性があります。

「ASKAPによるこれらの新しい観測は、一見普通の渦巻銀河の周囲にある印象的なリング状の構造を明らかにしており、ガスが豊富な随伴銀河との相互作用によるガスの降着が、これまで考えられていたよりもはるかに一般的であることを示唆している。ワラビーは、より多くの銀河を検出するための優れた資源となるだろう」将来的にはこれらのシステム。

— レスター・ステイブリー・スミス教授、WALLABYの共同主任研究者兼暫定CEO。 繰り返す

極環銀河の可視化

ワラビー研究チームのメンバーであり、マニトバ大学の天体画像作成の専門家でもあるジャヤン・イングリッシュは、さまざまな望遠鏡からの光学データと電波データを組み合わせて、これらのガス状の極輪銀河の最初の画像を作成しました。 まず、ハワイのすばる望遠鏡からの光学データと赤外線データから、銀河の渦巻き円盤の画像が得られました。 次に、約 50 万個の銀河からの原子状水素の放出を検出するために CSIRO の ASKAP 電波望遠鏡を使用する国際プロジェクトである WALLABY 調査から得られたデータに基づいて、ガス状のリングが追加されました。

「私たちのASKAP電波望遠鏡は大量のデータを配信しており、私たちはそれに対する準備ができています。ASKAPを使用すると、完全なWALLABYは、探索に使用できる極環などの多くの珍しい天体を含む20万個以上の水素に富んだ銀河を提供します。暗黒物質ハローの形状と分布。」

— バーベル・コリバルスキー博士、 CSIRO 上級主席研究員

この画像やその他の天体画像の作成は、私たちの目では捉えられない情報が含まれているため、複雑です。 この特定のケースでは、人間の目には見えない冷たい水素ガス成分が、CSIRO の ASKAP を使用して無線の「光」で見ることができます。 このリングの微妙な色合いはガスの軌道運動を表しており、上部が遠ざかるにつれて下部の紫色の色合いが観察者に向かって移動するガスを追跡します。 リングからの放射は、トム・ギャレット教授（南アフリカのケープタウン大学）と協力して、仮想現実ツールを使用して銀河円盤からの電波放射から分離されました。

「このような多様で協力的なチームと仕事ができることに興奮しています。私たちは、古いラジオ受信機のラジオ局に相当する、速度チャネルの正確なネットワークを示すデータを扱うことができました。速度の豊かさデータは、この合成に複数の色を割り当てて伝えることができることを意味しました。極リングの内部で起こる動きは微妙です。ガスのダンスとデザインは美しく、ガスの動きは、銀河が時間の経過とともにどのように進化するかについてのヒントを与えてくれます。

— 博士.. ジャヤン・イングリッシュ、マニトバ大学物理学および天文学部

カナダ、オーストラリア、南アフリカ、エクアドル、ブルキナファソ、ドイツ、中国などからの25人以上の世界的な協力者が協力して、WALLABY調査の最初の公開データのデータを分析し、新たに発表された論文が誕生した。

研究チームの次のステップは、南アフリカのMeerKAT電波望遠鏡を含むさまざまな望遠鏡を使用した追加観測を通じて、極環銀河の発見を確認することである。

「ワラビー調査のような大規模な調査の最も刺激的な結果の一つは、これまでで最大の中性原子水素の国勢調査を行うために南の空の大部分をスキャンするものですが、予期せぬ発見、つまり美しいガスの輪を持つこれらの珍しい銀河の発見です。まさにこれの完璧な例です。」

— Barbara Catinella 助教授、WALLABY の共同主任研究者であり、この研究の共著者。 西オーストラリア大学 ICRAR

参考文献: 「WALLABY 実験調査: 極環銀河 NGC 4632 および NGC 6156」 N Deg、R Palleske、K Spekkens、J Wang、T Jarrett、J English、X Lin、J Yeung、JR Mold、B Catinella、H Dénes 著、A エラガリ、B -Q フォー、P カンフィス、BS コリバルスキー、K リー-ワデル、C ムルゲシャン、S オー、J リー、P セラ、T ウェストマイヤー、OI ウォン、K ベッキ、A ボスマ、C カリニャン、BW ホルヴェルダ、 N. Yu、2023 年 9 月 13 日、 王立天文協会の月次通知。
土井: 10.1093/manras/stad2312