天体收藏家-孙国佑

中国天文学会会员,埃格•威尔逊奖获得者,中国首颗银河系新星、亮红新星发现者,PSP公众超新星搜寻项目管理员,(546756)Sunguoyou – 孙国佑星。

极环星系

    极环星系(polar – ring galaxy)是一类具有独特结构的星系,其外围环绕的恒星和气体越过星系的极区。这种绕过极区的环,目前普遍被认为是两个星系相互作用后形成的。美国国家航空航天局(NASA)等权威机构的研究指出,极环星系的形成存在两种主要可能性:一种是在星系相互靠近的过程中,潮汐力发挥作用,将一个星系的物质剥离出来,这些被剥离的物质逐渐形成环绕极区的环圈,进而构成我们所观测到的极环星系;另一种可能是较小的星系以垂直的角度碰撞到大星系的环绕盘面,在这个剧烈的过程中,小星系受到极大影响,其物质最终形成绕极的圆环结构 。​
    在极环星系的探索历程中,最早被天文学家辨认出来的四个极环星系分别是 NGC 2685、NGC 4650A、A 0136 -0801 和 ESO 415 -G26。自这些星系被广泛研究之后,凭借不断发展的观测技术和天文学家们持续的探索,许多其他的极环星系也逐渐被辨认出来。相关研究表明,在邻近的透镜星系中,极环星系仅占约 0.5% 。不过,基于对星系演化过程的深入研究和模拟分析,有观点认为可能有 5% 的透镜星系在其漫长的一生中,曾经经历过极环星系的阶段 。​
    极环星系的结构十分独特,通常由一个侧向着我们的透镜状 SO 盘星系,以及跨越盘面两极的恒星、气体和尘埃圆环共同组成,这也是其得名的缘由。但由于这类星系既遥远又相对暗淡,给观测工作带来了诸多困难。通过对极环星系绕极环转速的研究,天文学家有了意外收获 —— 能够借此估算星系中暗物质的含量。暗物质虽无法直接观测,却被提出用于解释星系动力学中的一些现象,因为极环的旋转速度往往过高,仅依靠可见的恒星物质,不足以提供维持星系结构稳定的引力,因此推测有大量暗物质存在于星系中,默默维系着星系的整体结构 。​
    与极环星系结构有些类似的是环状星系,如著名的哈氏天体(Hoag’s Object)。哈氏天体位于北天的巨蛇座星系内,距离地球约 6 亿光年,直径约 10 万光年。它由明亮的蓝色恒星组成外围环状物,中心则主要是较老的红色恒星,两者之间存在一道几乎完全黑暗的裂缝。尽管已识别出类似的环状星系,但哈氏天体的形成过程仍是未解之谜,假说包括星系碰撞或星系核在紊乱重力作用下产生特殊结构等 。极环星系与环状星系虽有相似之处,但极环星系的环跨越星系极区这一特征,使其在星系家族中独树一帜。​
    随着观测技术的不断革新,对极环星系的研究也在持续深入。2023 年,澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)宣布,利用 ASKAP 射电望远镜探测到了极环星系 NGC 4632,距离地球约 5600 万光年。该星系是 WALLABY 调查绘制的 600 个星系中被识别出的两个极环星系之一。ASKAP 是 CSIRO 国家望远镜设施的一部分,也是平方公里阵列射电望远镜(SKA)的前身。通过 WALLABY 调查,来自多个国家的天文学家共同分析处理 ASKAP 收集的数据,这将助力发现更多极环星系等罕见星系,进一步完善人类对星系多样性和演化历程的认知 。
 

NGC 4650A

我发现的极环星系候选体

polar-ring galaxy candidate by Guoyou Sun

 

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