WA 전파망원경이 발견한 신비한 우주 리본은 희귀한 극고리 은하일 수 있다
600개 이상의 은하계 카탈로그를 검색하던 중 Nathan Deg는 완벽하게 선물 포장된 것처럼 보이는 두 개의 은하계를 우연히 발견했습니다.
캐나다 온타리오 퀸스 대학교의 천체 물리학자인 Deg 박사는 서호주에 있는 ASKAP(Australian Square Kilometer Array Pathfinder) 망원경 배열의 데이터를 분석하던 중 은하 NGC 4632와 NGC 6156의 특성에 놀랐습니다.
은하를 둘러싸고 있는 두꺼운 수소 가스 리본은 그가 극고리 은하로 알려진 매우 희귀하고 아름다운 유형의 우주 구조를 발견했을 수 있는 첫 번째 힌트였습니다.
Deg 박사는 “이것은 우리가 볼 수 있는 가장 장엄하게 보이는 은하계 중 일부입니다.”라고 말했습니다.
Deg 박사가 이끄는 두 개의 극고리 은하의 잠재적인 발견은 왕립천문학회 월간 공지지에 게재되었습니다.
극고리 은하는 일반적으로 훌라후프를 통과하는 원반처럼 두 번째 수직 고리로 둘러싸인 별, 가스 및 먼지의 중심 원반으로 나타납니다.
가장 유명한 사례 중 하나인 NGC 4650a는 1999년 허블 망원경으로 촬영되었습니다.
튀어나온 확산 노란색 원반은 별과 먼지로 이루어진 울퉁불퉁한 고리로 둘러싸여 있습니다.
NASA/ESA 허블 우주 망원경이 약 1억 3천만 광년 떨어져 있는 극고리 은하인 은하 NGC 4650a의 이미지를 촬영했습니다(The Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA/ESA))
하지만 찾기가 어렵습니다. 이전 연구의 추정에 따르면 은하계는 전체 은하계의 약 0.1%에 불과합니다.
Deg 박사는 600개 은하 샘플에서 두 개를 발견한 것은 정말 놀라운 일이라고 말했습니다.
증거에 따르면 이것이 극고리일 수 있지만 연구자들은 놀라운 구조가 다른 설명을 할 수 있음을 재빠르게 지적합니다.
CSIRO의 천문학자이자 이번 연구의 공동 저자인 바르벨 코리발스키(Bärbel Koribalski)는 “큰 뒤틀린 원반을 가진 일부 나선 은하들은 극고리처럼 보일 수 있다”고 말했습니다.
만약 이들이 극고리 은하로 확인된다면, 이 신기하고 희귀한 은하들이 어떻게 형성되고 진화하는지 이해할 수 있는 방법을 제시할 것입니다.
그들은 심지어 우주에 스며드는 파악하기 어려운 힘인 암흑 물질을 이해하는 방법을 제공하는 데 도움이 될 수도 있습니다.
그 위에 반지를 끼우세요
두 개의 잠재적 극고리 은하가 ASKAP의 36개 안테나를 사용하여 우주 전역의 특정 유형의 수소를 찾는 전천 조사인 WALLABY의 첫 번째 데이터 릴리스에서 발견되었습니다.
수소 신호는 은하 내부와 외부의 가스 구조를 지도화하는 방법을 제공하고 가스가 어떻게 움직이는지에 대한 단서를 제공할 수 있습니다.
Deg 박사는 “ASKAP을 사용하면 가스가 하늘의 어디에 있는지는 물론 가스가 우리를 향해 얼마나 빨리 이동하는지, 얼마나 빨리 이동하는지 확인할 수 있습니다.”라고 말했습니다.
WALLABY 조사는 NGC 4632와 NGC 6156을 둘러싼 수소 가스의 역학을 더 자세히 연구할 수 있는 기회를 제공했습니다.
NGC 4632는 2022년 조사에서 처음 발견되었으며 원래는 약 5,600만 광년 떨어진 처녀자리 별자리에 위치한 나선 은하로 설명되었습니다. 두 은하 중 수소고리가 가장 뚜렷하다.
수소 가스는 사람의 눈으로 볼 수 없는 무선 파장에서만 감지할 수 있기 때문에 이 기사 상단에 있는 것과 같은 NGC 4632의 이미지는 디지털 방식으로 흰색으로 표시되었습니다. 내부 은하계의 수소 가스도 제거되어 고리 모양이 드러났습니다.
추가 컴퓨터 모델링은 연구팀이 NGC 4632의 역학을 시뮬레이션하여 가스가 어떻게 움직이는지 탐구하는 데 도움이 되었습니다. 극 고리는 그것을 둘러싸고 있는 가스 질량에 대한 가장 좋은 설명인 것처럼 보였습니다.
6개의 접시 모양의 안테나가 푸른 관목 사이의 붉은 모래 위에 서서 흐린 푸른 하늘을 가리키고 있습니다.
이 은하들은 36개의 안테나를 사용해 하늘을 스캔하는 ASKAP 망원경을 사용해 발견됐다.(제공: CSIRO)
NGC 6156은 다른 이야기였습니다. 그것은 약 1억 5천만 광년 떨어져 있으며 그 고리는 훨씬 덜 분명합니다.
이 경우, 연구자들은 은하 주위를 이동하는 가스의 속도를 관찰해야 했습니다. 이번에도 그들의 모델은 이것이 극지 고리일 수 있음을 암시하는 것처럼 보였지만 확실성은 낮았습니다.
Deg 박사는 “우리는 이것이 극성이라는 것을 완전히 확인할 필요가 있습니다”라고 말했습니다.
극고리의 발견이 확인된다면, 이러한 유형의 은하가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 흔하다는 것을 시사합니다.
이번 발견은 ASKAP의 가능성과 그 기능을 강조합니다.
코리발스키 교수는 “두 극고리 은하계는 거대한 프로젝트의 시작일 뿐이다”라고 말했다.
전체적으로 WALLABY는 200,000개 이상의 은하를 발견할 수 있기를 희망합니다.
탐구할 수 있는 호기심이 가득한 ASKAP은 우주에서 가장 뜨거운 질문에 답할 수 있는 기회를 제공합니다.
다음과 같은 질문이 있습니다… 암흑 물질은 다 어디에 있나요?
어둠 속으로
천문학자들은 더 큰 은하가 더 작은 은하를 올바른 방식으로 잡아먹을 때 극고리 은하가 생성될 수 있다고 가정했습니다.
아니면 두 은하가 서로 너무 가까워질 때 형성되었을 수도 있습니다.
그러나 어떻게 형성되었든 극고리 은하는 암흑기를 연구할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다.
더 나아가, 우주를 하나로 하는 것은 보이지 않는 것처럼 보이는 힘입니다.
암흑물질 탐색
대단한 준한 산맥에 있는 금광에서 찾을 수 있습니다.
Ute의 앞면 유리를 통해 아래로 변환기진이 보입니다.
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이번 연구에 참여하지 않은 호주국립대학교의 교수 케네스 프리먼(Kenneth Freeman)은 이 은하가 확실히 활동하고 있다는 것을 확신하지 않습니다.
“하지만 확실하게 나에게 축구를 하는 것은 암흑 물질에 대해 줄 수 있는 것입니다”라고 Freeman 교수는 있습니다.
이러한 원반은 하와 제외되는 것은 하가 주변에 있는 구형 암흑물질의 후광을 보고 있기 때문에 가족입니다.
극고리 은하의 경우 암흑물질 헤일로 모양은 두 개의 수직 원반에 영향을 미치게 되며, 이를 통해 조사자들은 해당 헤일로의 오른쪽으로 조사할 수 있습니다.
Freeman 교수는 “다른 기술로는 거의 불가능합니다.”라고 합니다.
“우리는 실제로 성공해서 해낸 것이 목표입니다.”
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25분 전에 게시됨
더 나가, 우주를 한
Dr Deg, an astrophysicist from Queen’s University in Ontario, Canada, was analysing data from the Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) telescope array in Western Australia, when he was struck by the characteristics of galaxies NGC 4632 and NGC 6156.
A ribbon of thick hydrogen gas surrounding the galaxies was the first hint he may have found an exceedingly rare and beautiful type of cosmic structure, known as a polar ring galaxy.
“These are some of the most spectacular looking galaxies that we see,” Dr Deg said.
The potential discovery of two polar ring galaxies, led by Dr Deg, was published in the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Polar ring galaxies typically appear as a central disk of stars, gas and dust enclosed by a second, perpendicular ring — like a frisbee zipping through a hula hoop.
One of the most famous examples, NGC 4650a, was imaged by the Hubble telescope in 1999.
But they’re tough to find. Estimates from previous research suggest they make up about only 0.1 per cent of galaxies.
Finding two in a sample of 600 galaxies was a total surprise, Dr Deg said.
Though the evidence suggests these may be polar rings, the researchers are quick to point out the stunning structures could have other explanations.
“Some spiral galaxies with large warped disks can look like polar rings,” said Bärbel Koribalski, an astronomer at CSIRO and co-author on the new study.
If they are confirmed as polar ring galaxies, they present a way to understand how these curious and rare galaxies form and evolve.
They may even help provide a way to understand dark matter, an elusive force that permeates the cosmos.
Put a ring on it
The two potential polar ring galaxies were spotted in the first data release from WALLABY, an all-sky survey that uses ASKAP’s 36 antennas to look for a specific type of hydrogen across the universe.
The hydrogen signal provides a way to map the structure of gas inside and outside of galaxies and can offer clues about how that gas moves.
“With ASKAP, we see both where the gas is on the sky, but also how fast the gas is moving towards or away from us,” Dr Deg said.
The WALLABY survey presented an opportunity to study the dynamics of the hydrogen gas surrounding NGC 4632 and NGC 6156 in more detail.
NGC 4632 was first spotted by the survey in 2022 and originally described as a spiral galaxy situated in the Virgo constellation, lying about 56 million light-years away. Of the two galaxies, its hydrogen ring is the most obvious.
Because the hydrogen gas is detectable only at radio wavelengths that can’t be seen by the human eye, images of NGC 4632, like the one at the top of this article, have been digitally colourised in white. The hydrogen gas from the inner galaxy has also been removed, to bring out the ring shape.
Further computer modelling helped the research team simulate the dynamics of NGC 4632, exploring how the gas moves around. A polar ring seemed to be the best explanation for the mass of gas surrounding it.
NGC 6156 was a different story. It lies about 150 million light-years away and its ring is much less obvious.
In this case, the researchers had to look at the speed of the gas moving around the galaxy. Again, their models seemed to suggest this could be a polar ring, though with less certainty.
“We do need to confirm these fully as being polar,” Dr Deg noted.
If the discovery of the polar rings is confirmed, it also suggests these types of galaxies are much more common than previously thought.
The find highlights the promise of ASKAP and its capabilities.
“The two polar ring galaxies are just the beginning of a huge project,” Professor Koribalski said.
In total, WALLABY hopes to spot upwards of 200,000 galaxies.
With a bounty of curiosities to delve into, ASKAP then provides an opportunity to help answer some of the Universe’s most burning questions.
Questions like … where’s all the dark matter?
Into the dark
Astronomers have postulated that polar ring galaxies might be created when a larger galaxy eats a smaller one in just the right way.
Or, perhaps, they’re formed when two galaxies stray a little too close to one another.
But no matter how they’re formed, polar ring galaxies provide a unique opportunity to study dark matter, the invisible force that seems to bind the cosmos together.
The search for dark matter
Kenneth Freeman, a professor of astronomy at Australian National University, who was not associated with the research, is not convinced the galaxies are definitely polar ring galaxies.
“But the real interest, certainly for me, is just what it can tell you about dark matter,” Professor Freeman said.
That’s because typical disk and spiral galaxies are assumed to have a spherical halo of dark matter surrounding them.
With a polar ring galaxy, the shape of the dark matter halo will be affected by the two perpendicular disks, giving researchers a way to probe the nature of that halo.
“That’s almost impossible with any other technique,” Professor Freeman said.
“We’ve never really successfully done it, but that’s the goal.”
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Posted 25m ago
