Unerwartete Interaktion zwischen der Spiralgalaxie JO36 und GIN 049

Wir reden über eine unerwartete Interaktion zwischen einer spiralförmigen Galaxie, JO36, und dem Radio-Strahl von der Radio-Galaxie GIN 049. Fand das spannende Ergebnis durch Beobachtungen im niederfrequenten Bereich, die gezeigt haben, wie die Radioemissionen von GIN 049 mit JO36 überlappen.

#Beobachtungen und Ergebnisse

Mit Daten vom LOFAR-Teleskop bei 144 MHz haben wir den Galaxienhaufen Abell 160 beobachtet. Die Daten zeigten, dass der Radio-Strahl von GIN 049 mit JO36 überlappt. Frühere Studien mit dem MUSE-Teleskop zeigten, dass JO36 eine Scheibe aus warmem, ionisiertem Gas hat, die im Vergleich zu ihrer stellaren Scheibe stark verkürzt ist.

Wir haben dieses System weiter untersucht mit Beobachtungen bei einer höheren Frequenz von 675 MHz, um die Radiowellen genauer zu analysieren. Die Analyse legt nahe, dass JO36 in den letzten 200 bis 500 Millionen Jahren mit dem Radio-Strahl interagiert hat. Diese Interaktion scheint die Sternentstehung in JO36 angekurbelt zu haben.

#Hintergrund zu Galaxienhaufen

Galaxienhaufen sind spannende Orte, um zu studieren, wie sich Galaxien verhalten und entwickeln. Sie bieten ein einzigartiges Umfeld, in dem starke gravitative Kräfte die Eigenschaften der darin befindlichen Galaxien beeinflussen können. Im Laufe der Jahre hat sich gezeigt, dass diese Umgebungen zu verschiedenen Merkmalen in Galaxien führen können, wie verzerrte Gaskerne oder Trümmerstränge.

Meistens beobachten wir grosse Radiosourcen von riesigen Galaxien in diesen Haufen. Diese Quellen werden von relativistischem Plasma betrieben, das von ihren zentralen aktiven Galaxien ausgestossen wird. Dieses Plasma strahlt Radiowellen aus, bedingt durch das Vorhandensein von Magnetfeldern und interagiert mit dem umgebenden intracluster Medium.

#Neue Entdeckungen

In dieser Studie konzentrieren wir uns auf die ungewöhnliche Interaktion, die wir zwischen JO36 und dem Radio-Lappen von GIN 049 gefunden haben. Unsere LOFAR-Beobachtungen zeigten, dass der nördliche Radio-Strahl von GIN 049 die spiralförmige Galaxie JO36 umschlingt. Diese aufregende Entdeckung geschah, während wir Galaxien untersucht haben, die durch Ram-Druck beeinflusst wurden, wie im GASP-Proben gesehen.

Die Beziehung zwischen JO36 und GIN 049 bietet eine einzigartige Gelegenheit, zu studieren, wie sich relativistisches Plasma verhält, wenn es mit der Scheibe einer Galaxie in Kontakt kommt. Neben unseren Ergebnissen wollen wir diese Interaktion charakterisieren und die Auswirkungen für beide Galaxien darlegen.

#Grundlage für zukünftige Studien

Diese Studie ist in mehrere Abschnitte unterteilt. Wir beginnen mit der Diskussion über frühere Studien zu JO36 und GIN 049 und wie wir unsere Daten vorbereitet haben. Im nächsten Abschnitt präsentieren wir die neuen Ergebnisse, darunter Details zu einer puzzelnden Radiowelle namens "Mandoline", die wir in der Nähe von GIN 049 entdeckt haben. Ausserdem enthalten wir hochauflösende Spektralindexkarten.

Im letzten Abschnitt analysieren wir die Ergebnisse unserer Beobachtungen, um die Auswirkungen der Interaktion zu charakterisieren und teilen unsere Schlussfolgerungen. Wir haben auch eine neuartige Methode entwickelt, um den erwarteten Trunktionsradius aufgrund von Ram-Druck-Effekten zu schätzen.

#Beschreibungen der Galaxien und Daten

JO36 liegt im A160-Haufen und hat eine Rotverschiebung von 0,0407. Es wurde bereits mit der MUSE-Umfrage beobachtet. Die Daten zeigen, dass JO36 verkürzte H-alpha-Emissionen hat, was darauf hinweist, dass es sich in einer Phase der Sternentstehung befindet, aber die langen Gasschwänze, die man gewöhnlich in Qualle-Galaxien findet, fehlen. Die Richtung der Gasabtrennung in JO36 ist aufgrund von ionisiertem Gas in bestimmten Bereichen etwas unklar, was zu Unsicherheiten über dessen Bewegung führt.

Inzwischen ist GIN 049 eine Hantel-Galaxie mit vier Hauptkern und wird als die hellste Galaxie im A160-Haufen betrachtet. Sie strahlt Radiowellen aus, die als Weitwinkel-Schwanz-FRI-Radiowellen klassifiziert sind. Frühere Studien über GIN 049 vermerkten ihre markante Form, wobei die Jets aufgrund gravitativer Einflüsse gekrümmt sind.

#Radio-Beobachtungen und Datenverarbeitung

Das LOFAR-Teleskop lieferte Bilder im Bereich von 120 bis 168 MHz, die mehr über GIN 049 enthüllten. Wir folgten etablierten Verfahren zur Datenkalibrierung, um die Genauigkeit unserer Ergebnisse zu gewährleisten. Unser Ziel war es, die Radioemissionen bei verschiedenen Frequenzen zu kartieren, um ein besseres Verständnis für deren Verhalten zu bekommen.

Für GIN 049 beobachteten wir mit dem modernisierten Giant Metrewave Radio Telescope bei höheren Frequenzen. Wir sammelten Daten über mehrere Stunden und verarbeiteten sie, um sicherzustellen, dass unsere Ergebnisse zuverlässig sind.

Die Bilder von LOFAR und uGMRT zeigten, dass die Radioemissionen von GIN 049 viel umfangreicher sind als zuvor aufgezeichnet. Unsere Beobachtungen zeigten zwei neue Komponenten, die die Grösse der Radiosource erheblich erweiterten. Wir kategorisierten die Emissionen in der Nähe von JO36 mit spezifischem Bezug auf ihre physikalischen Grössen und vermerkten markante Merkmale in den Radioemissionen.

#Radioemission und Eigenschaften

Bei 144 MHz erscheint JO36 als kompakte Radiosource innerhalb des nördlichen Plumes von GIN 049. Wir beobachteten auch ein "schwanzähnliches" Merkmal, das sich von JO36 in Richtung Nordwesten erstreckt und beträchtliche Distanz misst. Dieser Schwanz steht im Kontrast zu typischen Radioemissionen, die normalerweise eine klare Unterscheidung zwischen verschiedenen Komponenten zeigen.

Die Radioemissionen, die zusammen mit JO36 detektiert wurden, deuten auf eine komplexe Interaktion hin. In unseren Beobachtungen bei 675 MHz waren die Emissionen vorhanden, aber weniger ausgeprägt, sodass das volle Ausmass des Schwanzes etwas unklar bleibt.

#Entdeckung der Mandoline

In unserer Studie entdeckten wir ein rätselhaftes Merkmal, das wir "Mandoline" nannten, welches eine distinct Radioquelle in der Nähe von GIN 049 ist. Diese längliche Radio-Komponente scheint sich vom Hauptkörper von GIN 049 abzuzweigen. Die Mandoline hat eine einzigartige Struktur und wurde bei niedrigeren Frequenzen detektiert, benötigt jedoch weitere Untersuchungen, um ihre Verbindung zu GIN 049 und ihre Ursprünge vollständig zu verstehen.

#Spektralindexkarten

Wir erzeugten Spektralindexkarten, die zeigen, wie die Radioemissionen sich mit der Entfernung von GIN 049 verändern. Die Karten zeigen einen Trend, der darauf hinweist, dass die Radioemissionen steiler werden, je weiter sie sich von GIN 049 entfernen. Das ist ein erwartetes Verhalten, da Partikel in Radio-Plumes altern, während sie sich weiter von ihrer Quelle entfernen.

#Flussdichteverteilung

Um zu studieren, wie die Emissionen im GIN 049-Gebiet variieren, massen wir die Helligkeit und Spektralindizes an verschiedenen Punkten. Sowohl die nördlichen als auch die südlichen Plumes zeigten bis zu einem bestimmten Abstand eine gewisse Symmetrie, aber eine sorgfältige Untersuchung offenbarte mehrere Unterschiede zwischen ihnen.

#Radio-Schwanz-Form

Die einzigartige Schwanzstruktur, die in JO36 beobachtet wurde, ist untypisch für andere gestrippte Galaxien. Die Länge und Helligkeitsverhalten des Schwanzes deuten auf eine mögliche Interaktion zwischen JO36 und dem Lappen von GIN 049 hin. Das ist ein unerwartetes Merkmal im Vergleich zu standardmässigen Radioschwänzen, die normalerweise optische oder Röntgen-Gegenstücke haben.

#Geschichte der Sternentstehung

Wir haben die Sternentstehungsrate von JO36 bewertet und festgestellt, dass sie die durchschnittlichen Erwartungen für eine Galaxie ihrer Art übertroffen hat. Die höheren Sternentstehungsraten könnten mit der Interaktion mit dem Radio-Schwanz zusammenhängen.

#Schätzung des Trunktionsradius

Unsere Studie untersuchte auch, wie die Interaktion mit dem Radio-Schwanz den Trunktionsradius von JO36 beeinflusste. Durch Simulation verschiedener Trajektorien versuchten wir zu bewerten, wie das Gas von JO36 durch den Druck des intracluster Mediums abgezogen wurde.

#Das grosse Ganze

Die Beweise deuten darauf hin, dass der ungewöhnliche Radio-Schwanz von JO36 das Ergebnis einer Begegnung mit dem Plume von GIN 049 ist. Die Entdeckung solcher Merkmale wirft Fragen über die Natur galaktischer Interaktionen in hochdichten Umgebungen wie Galaxienhaufen auf.

#Fazit

Unsere Studie präsentiert neue Erkenntnisse über die Interaktion zwischen JO36 und GIN 049. Die Beobachtungen von LOFAR und uGMRT zeigen Details, die signifikante Auswirkungen auf die Sternentstehung und die Eigenschaften der Radioemissionen dieser Galaxien nahelegen. Zukünftige Forschungen sollten darauf abzielen, die Auswirkungen dieser Begegnung zu klären und die komplexen Beziehungen zwischen Galaxien in Clusterumgebungen zu untersuchen.

Dieser einzigartige Fall bietet eine Gelegenheit für weitere Studien über die Physik, die bei solchen Interaktionen eine Rolle spielt, und könnte zu einem tieferen Verständnis darüber führen, wie Galaxien auf ihre Umgebungen reagieren.