Астрономи виявили галактику з таємничою космічною оболонкою

Те, що ми вважали цілком звичайною спіральною галактикою неподалік від Чумацького Шляху, виявило прихований сюрприз.

NGC 4632, що знаходиться на відстані близько 56 мільйонів світлових років від нас, оточена величезним газовим кільцем, яке обертається навколо галактики під великим кутом до її галактичної площини. Чому ми не бачили його досі? Вона невидима в більшій частині електромагнітного спектру і з’являється лише тоді, коли ми дивимося на небо за допомогою радіотелескопів.

Це відкриття може віднести NGC 4632 до класу надзвичайно рідкісних галактик, відомих як галактики полярного кільця – але також припускає, що ці галактики можуть бути не такими рідкісними, як ми думали. Швидше за все, NGC 4632 може означати, що ми просто дивилися на них у неправильному світлі.

“Отримані дані свідчать про те, що від одного до трьох відсотків найближчих галактик можуть мати газові полярні кільця, що набагато більше, ніж припускають оптичні телескопи. Галактики з полярними кільцями можуть бути більш поширеними, ніж вважалося раніше”, – говорить астрофізик Натан Дег з Квінського університету в Канаді.

“Хоча астрономи не вперше спостерігають галактики з полярними кільцями, NGC 4632 – перша з них, виявлена за допомогою ASKAP, і їх може бути набагато більше”.

Більш типова галактика полярного кільця, NGC 660. (Jschulman555/Wikimedia Commons, CC BY 3.0)

Полярні кільцеві галактики – це саме те, чим вони здаються: галактики з кільцем матеріалу – пилу, газу і зірок – яке обертається навколо або близько до полюсів галактики, тобто перпендикулярно до галактичної площини.

Зазвичай вони виглядають досить ефектно, з їхніми блискучими кільцями, викривленими, як тор космічної станції фон Брауна.

Ми не знаємо, як вони так виглядають, але є два головні претенденти на перемогу.

Перша полягає в тому, що матеріал подорожує космічною павутиною через міжгалактичний простір і опиняється на орбіті навколо галактики, утворюючи її частину.

Друге, більш поширене пояснення полягає в тому, що кільце складається з матеріалу, гравітаційно витягнутого з іншої галактики, яка наблизилася до галактики полярного кільця і взаємодіяла з нею.

Цікаво, що полярні кільця, як правило, мають галактики лінзоподібного та еліптичного типів. Ці галактики нечіткі та неструктуровані, без чітко виражених спіральних рукавів, які можна побачити в галактиках на кшталт Чумацького Шляху.

NGC 4632 на знімку WALLABY (ліворуч) порівняно з оптичним зображенням з обсерваторії DESI Legacy Survey (праворуч). (Тобіас Вестмайєр/ICRAR)

Оптичні спостереження виявили полярні кільця приблизно навколо 0,5 відсотка найближчих лінзоподібних галактик. Але у Всесвіті набагато більше, ніж може побачити наше обмежене людське око.

Незважаючи на це, Дег та міжнародна команда астрономів не очікували, що навколо спіральної галактики NGC 4632 буде приховане полярне кільце.

Воно з’явилося в даних, зібраних під час ширококутного L-діапазону ASKAP Legacy All-sky Blind Survey (WALLABY), проведеного за допомогою Australian Square Kilometer Array Pathfinder, потужного масиву радіотелескопів, розташованого в пустелі Західної Австралії. Мета WALLABY – дослідити сотні тисяч галактик у південному небі, щоб скласти карту розподілу газу в них.

“NGC 4632 – одна з двох галактик полярного кільця, які ми ідентифікували з 600 галактик, що були нанесені на карту під час нашого першого невеликого дослідження WALLABY”, – говорить астроном Бербель Корібальскі з Австралійської організації наукових і промислових досліджень (CSIRO).

“Використовуючи ASKAP протягом наступних років, ми сподіваємося виявити понад 200 000 багатих на водень галактик, серед яких буде багато незвичайних галактик, таких як ці з полярними кільцями”.

Зображення галактики з полярним кільцем NGC 4650A, отримане “Габбл”. Галактика – нечітка пляма посередині (Hubble Heritage Team/AURA/STScI/NASA).

NGC 4632 не дає нам одразу зрозуміти, як полярні кільцеві галактики отримують свої кільця. Але вона – разом з другою знайденою командою спіральною галактикою з полярним кільцем, NGC 6156 – вказує на те, що може існувати велика популяція таких галактик, яку нам ще належить знайти.

Це також може свідчити про те, що механізм утворення спіральних галактик з полярним кільцем відрізняється від механізму утворення раніше виявлених галактик з полярним кільцем.

Команда сподівається, що подальші спостереження відкриють більше цих загадкових об’єктів. Це дозволить з’ясувати, чи пов’язаний тип кільця – газове чи заповнене зірками – зі структурою галактики-господаря. Так само, як і більш детальне вивчення NGC 4632 і NGC 6156.

“У міру того, як будуть отримані кращі спостереження і більш досконалі моделі для обох галактик, можна буде обмежити параметри попередника кільця (якщо вони дійсно утворилися в результаті злиття або прольоту)”, – пишуть дослідники.

“Розуміння того, чи є вони результатом взаємодії або акреції газу, дозволить встановити обмеження на формування та еволюцію галактик”.