המראה החד־צדדי אינו תוצאה של תהליך יחיד. המחקרים מצביעים על שילוב בין שתי תופעות קוסמיות שונות.

שני הכוחות שעיצבו את האסימטריה

1. לחץ־נגיחה בצביר הגלקסיות

NGC 4654 נעה במהירות דרך התווך הבין־גלקטי — גז חם ודליל שממלא את החלל שבין הגלקסיות בצביר הבתולה. התנועה המהירה דרך הגז הזה יוצרת לחץ, בדומה לרוח חזקה שפוגעת בגלקסיה, ודוחפת חלק מהגז שלה החוצה .

התהליך, המכונה ram-pressure stripping — הסרת גז באמצעות לחץ־נגיחה — הוא שמסביר בעיקר את זנב הגז הארוך בצד אחד של הגלקסיה. הוא גם עשוי לדחוס גז באזורים אחרים, ובכך להשפיע על קצב היווצרותם של כוכבים חדשים .

2. מפגש כבידתי עם גלקסיה שכנה

בעבר עברה NGC 4654 במפגש קרוב ומהיר עם הגלקסיה המסיבית NGC 4639. כוח הכבידה של המפגש, המכונה אינטראקציה גאותית, עיוות את התפלגות הכוכבים והגז בגלקסיה ומשך חומר לכיוונים לא שווים .

הנקודה המרכזית היא שאף אחד מהתהליכים לבדו אינו מסביר את כל התמונה. סימולציות ומודלים דינמיים מראות שרק שילוב של מפגש כבידתי ולחץ־נגיחה מצליח לשחזר את המבנה והנתונים שנמדדו עבור NGC 4654 .

אילו נתונים משמשים לחקר הגלקסיה?

הנתונים ששימשו ליצירת תמונת האבל נאספו במסגרת תוכנית תצפית שחוקרת את מחזור היווצרות הכוכבים ואת משוב הכוכבים בגלקסיות סמוכות . יכולות האבל באור אולטרה־סגול ובאור נראה מאפשרות לעקוב אחר אוכלוסיות של כוכבים צעירים וגז מיונן — שני רמזים חשובים לפעילות של לידת כוכבים.

החוקרים משלבים את נתוני האבל עם תצפיות באורכי גל נוספים, ובהן:

• תצפיות רדיו ומיפוי של מימן ניטרלי, בין היתר באמצעות מערך ה־VLA;
• נתונים באינפרה־אדום הרחוק ובתחום התת־מילימטרי מטלסקופים כמו ALMA ו־Herschel;
• מדידות של גז מולקולרי, מימן אטומי ואזורי גז דחוסים בשוליים של הדיסקה האופטית .

מחקר משנת 2021 בחן את NGC 4654 כגלקסיה שסובלת כמעט במקביל מהסרת גז באמצעות לחץ־נגיחה וממפגש כבידתי חולף עם NGC 4639. נתוני גז באורכי גל שונים שימשו כדי לבדוק כיצד הדחיסה באזורים מסוימים מעודדת היווצרות כוכבים .

בנוסף, נתוני ארכיון של האבל, שנאספו באמצעות מצלמת WFPC2 ומצלמת ACS ונשמרו בארכיון המורשת של האבל, שימשו למחקרים על צבירי הכוכבים ועל הגרעין הכפול שנצפה במרכז הגלקסיה .

מה אפשר ללמוד מהשילוב הזה?

הערך של NGC 4654 אינו מסתכם במראה המרשים שלה. שילוב נתוני האבל עם תצפיות רדיו, אינפרה־אדום ותת־מילימטר מאפשר לחוקרים להשוות בין מפת הגז והדינמיקה של הגלקסיה לבין המיקומים וקצב היווצרות הכוכבים.

כך ניתן לזהות היכן הדחיסה שנגרמה משני התהליכים מעודדת לידת כוכבים חדשים — והיכן הסרת הגז מפחיתה את חומר הגלם הדרוש להמשך היווצרותם. במילים אחרות, NGC 4654 משמשת מעבדה טבעית לבחינת האופן שבו סביבת צביר גלקסיות ומפגשים כבידתיים משנים את חייה של גלקסיה ספירלית.

המראה החד־צדדי אינו תוצאה של תהליך יחיד. המחקרים מצביעים על שילוב בין שתי תופעות קוסמיות שונות.

שני הכוחות שעיצבו את האסימטריה

1. לחץ־נגיחה בצביר הגלקסיות

NGC 4654 נעה במהירות דרך התווך הבין־גלקטי — גז חם ודליל שממלא את החלל שבין הגלקסיות בצביר הבתולה. התנועה המהירה דרך הגז הזה יוצרת לחץ, בדומה לרוח חזקה שפוגעת בגלקסיה, ודוחפת חלק מהגז שלה החוצה .

התהליך, המכונה ram-pressure stripping — הסרת גז באמצעות לחץ־נגיחה — הוא שמסביר בעיקר את זנב הגז הארוך בצד אחד של הגלקסיה. הוא גם עשוי לדחוס גז באזורים אחרים, ובכך להשפיע על קצב היווצרותם של כוכבים חדשים .

2. מפגש כבידתי עם גלקסיה שכנה

בעבר עברה NGC 4654 במפגש קרוב ומהיר עם הגלקסיה המסיבית NGC 4639. כוח הכבידה של המפגש, המכונה אינטראקציה גאותית, עיוות את התפלגות הכוכבים והגז בגלקסיה ומשך חומר לכיוונים לא שווים .

הנקודה המרכזית היא שאף אחד מהתהליכים לבדו אינו מסביר את כל התמונה. סימולציות ומודלים דינמיים מראות שרק שילוב של מפגש כבידתי ולחץ־נגיחה מצליח לשחזר את המבנה והנתונים שנמדדו עבור NGC 4654 .

אילו נתונים משמשים לחקר הגלקסיה?

הנתונים ששימשו ליצירת תמונת האבל נאספו במסגרת תוכנית תצפית שחוקרת את מחזור היווצרות הכוכבים ואת משוב הכוכבים בגלקסיות סמוכות . יכולות האבל באור אולטרה־סגול ובאור נראה מאפשרות לעקוב אחר אוכלוסיות של כוכבים צעירים וגז מיונן — שני רמזים חשובים לפעילות של לידת כוכבים.

החוקרים משלבים את נתוני האבל עם תצפיות באורכי גל נוספים, ובהן:

• תצפיות רדיו ומיפוי של מימן ניטרלי, בין היתר באמצעות מערך ה־VLA;
• נתונים באינפרה־אדום הרחוק ובתחום התת־מילימטרי מטלסקופים כמו ALMA ו־Herschel;
• מדידות של גז מולקולרי, מימן אטומי ואזורי גז דחוסים בשוליים של הדיסקה האופטית .

מחקר משנת 2021 בחן את NGC 4654 כגלקסיה שסובלת כמעט במקביל מהסרת גז באמצעות לחץ־נגיחה וממפגש כבידתי חולף עם NGC 4639. נתוני גז באורכי גל שונים שימשו כדי לבדוק כיצד הדחיסה באזורים מסוימים מעודדת היווצרות כוכבים .

בנוסף, נתוני ארכיון של האבל, שנאספו באמצעות מצלמת WFPC2 ומצלמת ACS ונשמרו בארכיון המורשת של האבל, שימשו למחקרים על צבירי הכוכבים ועל הגרעין הכפול שנצפה במרכז הגלקסיה .

מה אפשר ללמוד מהשילוב הזה?

הערך של NGC 4654 אינו מסתכם במראה המרשים שלה. שילוב נתוני האבל עם תצפיות רדיו, אינפרה־אדום ותת־מילימטר מאפשר לחוקרים להשוות בין מפת הגז והדינמיקה של הגלקסיה לבין המיקומים וקצב היווצרות הכוכבים.

כך ניתן לזהות היכן הדחיסה שנגרמה משני התהליכים מעודדת לידת כוכבים חדשים — והיכן הסרת הגז מפחיתה את חומר הגלם הדרוש להמשך היווצרותם. במילים אחרות, NGC 4654 משמשת מעבדה טבעית לבחינת האופן שבו סביבת צביר גלקסיות ומפגשים כבידתיים משנים את חייה של גלקסיה ספירלית.