Galaxie à anneau polaire potentiel NGC 4632. L’image montre un anneau gazeux circulant perpendiculairement au disque spiral principal de la galaxie. Crédit : Jayanne English (Université du Manitoba), Nathan Deg (Université de Queen’s) 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, comprenant des chercheurs de l’Université Queen’s, a identifié deux galaxies potentielles à anneaux polaires, selon les résultats publiés le 13 septembre dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Les chercheurs de Queen’s Nathan Deg et Kristine Spekkens (physique, génie physique et astronomie) ont dirigé l’analyse des données obtenues à l’aide d’un télescope détenu et exploité par CSIRO, l’agence scientifique nationale australienne. En examinant les cartes du ciel de l’hydrogène gazeux dans plus de 600 galaxies dans le cadre de l’enquête WALLABY du radiotélescope ASKAP du CSIRO, ils ont identifié deux galaxies à anneaux polaires potentielles, un type de galaxie qui présente un anneau d’étoiles et de gaz perpendiculaire à son disque spiral principal.
« Les galaxies à anneaux polaires comptent parmi les galaxies les plus spectaculaires de l’Univers. Ces résultats suggèrent qu’un à trois pour cent des galaxies proches pourraient avoir des anneaux polaires gazeux, ce qui est beaucoup plus élevé que ce que suggèrent les télescopes optiques.
— M. Nathan Deg, 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, ce sont les premières à être observées à l’aide du télescope ASKAP situé à Inyarrimanha Ilgari Bundara, l’observatoire de radioastronomie Murchison du CSIRO dans le pays de Wajarri Yamaji en Australie occidentale.
Ces nouvelles détections dans le gaz suggèrent à elles seules que les galaxies à anneaux polaires pourraient être plus courantes qu’on ne le pensait auparavant.
« Ces résultats sont une très belle illustration de l’énorme valeur qu’il y a à cartographier le ciel plus profondément et plus largement que jamais auparavant. C’est le meilleur du hasard : nous avons trouvé des choses que nous ne nous attendions certainement pas à trouver.
— Dr Kristine Spekkens, professeure (nommée conjointement du Collège militaire royal), Département de physique, de génie physique et d’astronomie, Université Queen’s, Canada
Comprendre comment les galaxies évoluent
Une étude plus approfondie des structures des anneaux polaires peut nous aider à mieux comprendre comment les galaxies évoluent. Par exemple, l’une des principales hypothèses pour expliquer l’origine des anneaux polaires est une fusion où une galaxie plus grande « avale » une galaxie plus petite. Si les galaxies à anneaux polaires sont plus courantes qu’on ne le pensait, cela pourrait signifier que ces fusions sont plus fréquentes.
À l’avenir, les galaxies aux anneaux polaires pourront également être utilisées pour approfondir notre compréhension de l’univers, avec des applications potentielles dans la recherche sur la matière noire. Il est possible d’utiliser des anneaux polaires 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 substance insaisissable.
« Ces nouvelles observations ASKAP, qui révèlent d’étonnantes structures en forme d’anneau autour de galaxies spirales d’apparence normale, suggèrent que l’accrétion de gaz par interactions avec des galaxies compagnes riches en gaz est beaucoup plus courante que nous le pensions auparavant. WALLABY sera une ressource incroyable pour découvrir de nombreux autres systèmes de ce type à l’avenir. »
— Professeur Lister Staveley-Smith, co-chercheur principal de WALLABY et directeur exécutif par intérim. ICRAR
Visualiser les galaxies des 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 l’image du disque spirale de la galaxie. Ensuite, l’anneau gazeux a été ajouté sur la base des données obtenues de l’enquête WALLABY, un projet international utilisant le radiotélescope ASKAP du CSIRO pour détecter les émissions atomiques d’hydrogène provenant d’environ un demi-million de galaxies.
« Notre radiotélescope ASKAP fournit un flot de données et nous y sommes prêts. Grâce à ASKAP, WALLABY complet fournira plus de 200 000 galaxies riches en hydrogène, parmi lesquelles de nombreux objets inhabituels comme les anneaux polaires, qui pourront être utilisés pour sonder la forme et la distribution des halos de matière noire.
— Dr Bärbel Koribalski, Chercheur principal principal, CSIRO
La création de cette image et d’autres images astronomiques sont toutes composites car elles incluent 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, est vu en « lumière » radio à l’aide de l’ASKAP du CSIRO. Le subtil dégradé de couleurs de cet anneau représente les mouvements orbitaux du gaz, avec des teintes violettes en bas traçant le gaz qui se déplace vers le spectateur tandis que la partie supérieure s’éloigne. L’émission de l’anneau a été séparée de l’émission radio émanant du disque de la galaxie grâce à des outils de réalité virtuelle, en collaboration avec le professeur Tom Jarrett (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 montrant une grille fine de canaux de vitesse, équivalents aux stations de radio de votre récepteur radio à l’ancienne. La richesse des données de vitesse m’a permis d’attribuer plusieurs couleurs à ce composite pour transmettre subtilement le mouvement se produisant dans l’anneau polaire. La danse et la chorégraphie du gaz sont magnifiques, et ce mouvement du gaz nous donne des indices sur la façon dont les galaxies évoluent au fil du temps.
— Jayanne English, Département de physique et d’astronomie, Université du Manitoba
Plus de 25 collaborateurs internationaux du Canada, d’Australie, d’Afrique du Sud, d’Équateur, du Burkina Faso, d’Allemagne, de Chine et d’ailleurs ont travaillé ensemble pour analyser les données de la première publication de données publiques de l’enquête WALLABY, ce qui a abouti à l’article récemment publié.
La prochaine étape pour l’équipe consiste à confirmer la découverte des galaxies à anneaux polaires grâce à des observations supplémentaires utilisant différents télescopes, notamment le radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud.
« L’un des résultats les plus passionnants d’une vaste étude telle que WALLABY, qui scannera 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 de gaz sont parfaites. des exemples de cela.
— Professeur adjoint Barbara Catinella, co-chercheuse principale de WALLABY et co-auteur de cette étude. ICRAR, Université d’Australie occidentale
