La découverte de deux galaxies potentielles de l’anneau polaire suggère que ces amas rares et étonnants pourraient être plus courants qu’on ne le pensait auparavant

Les chercheurs de Queen’s Nathan Deg et Kristine Spekkens (physique, ingénierie physique et astronomie) ont dirigé l’analyse des données obtenues à l’aide d’un télescope détenu et exploité par le 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.

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.

Comprendre comment évoluent les galaxies

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.

Visualiser les galaxies à 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.

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 à l’aide d’outils de réalité virtuelle, en collaboration avec le professeur Tom Jarrett (Université du Cap, Afrique du Sud).

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.

“Les galaxies à anneaux polaires font partie des 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.” Dr Nathan Deg, chercheur au Département de physique, de génie physique et d’astronomie, Université Queen’s, Canada, et auteur principal de l’étude.