أليست المجرات الحلقية القطبية نادرة جدًا على كل حال؟

يقود باحثو كوينز اكتشاف اثنين من المجرات الحلقية القطبية المحتملة.

حددت مجموعة من علماء الفلك الدوليين، بما في ذلك باحثون من جامعة كوينز، مجرتين قطبيتين محتملتين، وفقًا للنتائج المنشورة في 13 سبتمبر في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

قاد باحثو كوينز ناثان ديج وكريستين سبيكينز (الفيزياء والفيزياء الهندسية وعلم الفلك) تحليل البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام تلسكوب تملكه وتديره جامعة كوينز. CSIRO، وكالة العلوم الوطنية الأسترالية. فحص خرائط السماء لغاز الهيدروجين في أكثر من 600 مجرة ​​في التلسكوب الراديوي ASKAP التابع لـ CSIRO مسح والابيوحددوا اثنين من المجرات الحلقية القطبية المحتملة، وهو نوع من المجرات التي تتميز بحلقة من النجوم والغاز المتعامدة مع قرصها الحلزوني الرئيسي.

“تعد المجرات الحلقية القطبية من بين المجرات الأكثر روعة في الكون. تشير هذه النتائج إلى أن ما بين 1 إلى 3% من المجرات القريبة يمكن أن تحتوي على حلقات قطبية غازية، وهي نسبة أعلى بكثير مما تشير إليه التلسكوبات البصرية.

— الدكتور ناثان ديج، باحث، قسم الفيزياء والفيزياء الهندسية وعلم الفلك، جامعة كوينز، كندا، والمؤلف الرئيسي للدراسة

السياق التاريخي والآثار

على الرغم من أن هذه ليست المرة الأولى التي يلاحظ فيها علماء الفلك مجرات ذات حلقة قطبية، إلا أنهم أول من يتم ملاحظتها باستخدام تلسكوب ASKAP الموجود في Inyarrimanha Ilgari Bundara، مرصد Murchison لعلم الفلك الراديوي التابع لـ CSIRO في واجاري ياماجي في غرب أستراليا.

تشير هذه الاكتشافات الجديدة في الغاز وحده إلى أن المجرات الحلقية القطبية قد تكون أكثر شيوعًا مما كان يُعتقد سابقًا.

“تمثل هذه النتائج مثالاً رائعًا على القيمة الهائلة لرسم خرائط السماء بشكل أعمق وأوسع من أي وقت مضى. إنها الفرصة في أفضل حالاتها: لقد وجدنا أشياء لم نتوقع العثور عليها بالتأكيد.

— الدكتورة كريستين سبيكينز، أستاذة (معينة بشكل مشترك من الكلية العسكرية الملكية)، قسم الفيزياء والفيزياء الهندسية وعلم الفلك، جامعة كوينز، كندا

فهم كيفية تطور المجرات

يمكن أن تساعدنا الدراسة الإضافية لهياكل الحلقات القطبية على فهم كيفية تطور المجرات بشكل أفضل. على سبيل المثال، إحدى الفرضيات الرئيسية لتفسير أصل الحلقات القطبية هي اندماج مجرة ​​أكبر “تبتلع” مجرة ​​أصغر. إذا كانت المجرات الحلقية القطبية أكثر شيوعًا مما كان يُعتقد سابقًا، فقد يعني ذلك أن عمليات الاندماج هذه أكثر شيوعًا.

في المستقبل، يمكن أيضًا استخدام المجرات ذات الحلقات القطبية لتعميق فهمنا للكون، مع تطبيقات محتملة في أبحاث المادة المظلمة. من الممكن استخدام الحلقات القطبية لاستكشاف شكل المادة المظلمة للمجرة المضيفة، مما قد يؤدي إلى أدلة جديدة حول الخصائص الغامضة لهذه المادة المراوغة.

“هذه الملاحظات الجديدة من ASKAP، والتي تكشف عن هياكل مذهلة على شكل حلقة حول المجرات الحلزونية ذات المظهر الطبيعي، تشير إلى أن تراكم الغاز من خلال التفاعلات مع المجرات المصاحبة الغنية بالغاز هو أكثر شيوعا بكثير مما كنا نعتقد سابقا. سيكون Wallaby مصدرًا رائعًا لاكتشاف العديد من هذه الأنظمة في المستقبل. »

— البروفيسور ليستر ستافيلي سميث، الباحث الرئيسي المشارك والمدير التنفيذي المؤقت في شركة WALLABY. إيكرار

تصور المجرات ذات الحلقات القطبية

قامت Jayanne English، وهي عضو في فريق بحث WALLABY وأيضًا خبيرة التصوير الفلكي في جامعة مانيتوبا، بتطوير الصور الأولى لهذه المجرات الغازية ذات الحلقات القطبية باستخدام مزيج من البيانات البصرية والراديو من التلسكوبات المختلفة. أولاً، قدمت البيانات البصرية والأشعة تحت الحمراء من تلسكوب سوبارو في هاواي صورة القرص الحلزوني للمجرة. ثم تمت إضافة حلقة الغاز بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها من مسح WALLABY، وهو مشروع دولي يستخدم التلسكوب الراديوي ASKAP التابع لـ CSIRO للكشف عن انبعاثات الهيدروجين الذرية من حوالي نصف مليون مجرة.

“يوفر التلسكوب الراديوي ASKAP الخاص بنا سيلًا من البيانات ونحن مستعدون لذلك. باستخدام ASKAP، سيوفر WALLABY الكامل أكثر من 200000 مجرة ​​غنية بالهيدروجين، بما في ذلك العديد من الأجسام غير العادية مثل الحلقات القطبية، والتي يمكن استخدامها لاستكشاف شكل وتوزيع هالات المادة المظلمة.

— الدكتور باربيل كوريبالسكي، كبير المحققين، CSIRO

إن إنشاء هذه الصورة وغيرها من الصور الفلكية كلها مركبة لأنها تتضمن معلومات لا تستطيع أعيننا التقاطها. في هذه الحالة بالذات، تمت ملاحظة المكون البارد لغاز الهيدروجين، غير المرئي للعين البشرية، في “ضوء” الراديو باستخدام ASKAP الخاص بـ CSIRO. يمثل التدرج اللوني الدقيق لهذه الحلقة الحركات المدارية للغاز، مع تدرجات أرجوانية في الأسفل تتتبع تحرك الغاز نحو المشاهد بينما ينحسر الجزء العلوي بعيدًا. وتم فصل بث الحلقة عن البث الإذاعي المنبعث من قرص المجرة باستخدام أدوات الواقع الافتراضي، بالتعاون مع البروفيسور توم جاريت (جامعة كيب تاون، جنوب أفريقيا).

“يسعدني العمل مع هذا الفريق المتنوع والمتعاون. لقد تمكنا من العمل مع البيانات التي توضح شبكة دقيقة من القنوات السريعة، تعادل محطات الراديو الموجودة على جهاز استقبال الراديو القديم الخاص بك. سمحت لي وفرة بيانات السرعة بتعيين ألوان متعددة لهذا المركب لنقل الحركة التي تحدث في الحلقة القطبية بمهارة. إن رقصة الغاز وتصميم رقصاته ​​رائعة، وتعطينا حركة الغاز هذه أدلة حول كيفية تطور المجرات بمرور الوقت.

— جايان إنجليش، قسم الفيزياء وعلم الفلك، جامعة مانيتوبا

عمل أكثر من 25 متعاونًا دوليًا من كندا وأستراليا وجنوب إفريقيا والإكوادور وبوركينا فاسو وألمانيا والصين وخارجها معًا لتحليل البيانات في أول إصدار عام للبيانات من تحقيق WALLABY، والذي نتج عنه المقال المنشور مؤخرًا.

الخطوة التالية للفريق هي تأكيد اكتشاف المجرات الحلقية القطبية من خلال عمليات رصد إضافية باستخدام تلسكوبات مختلفة، بما في ذلك التلسكوب الراديوي MeerKAT في جنوب إفريقيا.

“واحدة من أكثر النتائج إثارة لدراسة كبيرة مثل دراسة WALLABY، والتي ستقوم بمسح معظم السماء الجنوبية لإجراء أكبر إحصاء للهيدروجين الذري المحايد على الإطلاق، هو اكتشاف ما هو غير متوقع: هذه المجرات غير العادية ذات الحلقات الغازية الرائعة مثالية تمامًا أمثلة على ذلك.

— الأستاذة المساعدة باربرا كاتينيلا، الباحثة الرئيسية المشاركة في WALLABY والمؤلفة المشاركة في هذه الدراسة. إكرار، جامعة غرب أستراليا

المرجع: “مسح WALLABY التجريبي: المجرات الحلقية القطبية المحتملة NGC 4632 وNGC 6156” بقلم N Deg، R Palleske، K Spekkens، J Wang، T Jarrett، J English، X Lin، J Yeung، JR Mould، B Catinella، H Dénes ، A Elagali، BQ 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 and N Yu ، 13 سبتمبر 2023، الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
دوى: 10.1093/منراس/ستاد2312