Oamenii de știință încearcă să descifreze originea cercurilor radio din Univers

În 2019, Telescopul ASKAP (Australian Square Kilometer Array Pathfinder) a detectat ceva ce nimeni nu mai văzuse până atunci: cercuri de unde radio atât de mari încât ascundeau galaxii întregi în centrul lor.

Acum, o echipă condusă de Alison Coil, profesor de astronomie și astrofizică la University of California San Diego, crede că a găsit răspunsul: cercurile sunt învelișuri formate de vânturile galactice ce se revarsă, posibil de la stele masive care explodează, cunoscute sub numele de supernove.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Lucrarea lor este publicată în revista Nature.

Coil și colaboratorii săi au studiat galaxiile masive care pot conduce aceste vânturi ultra-rapide care se revarsă. Galaxiile cu explozie stelară au o rată excepțional de mare de formare a stelelor.

Atunci când mor și explodează, stelele expulzează gazul din stea și din împrejurimile sale înapoi în spațiul interstelar. Dacă suficient de multe stele explodează în același timp în apropiere una de cealaltă, forța acestor explozii poate împinge gazul în afara galaxiei în vânturi care se răspândesc cu o viteză de până la 2.000 de kilometri/secundă.

„Aceste galaxii sunt cu adevărat interesante”, a declarat Coil, care este și președintele Departamentului de Astronomie și Astrofizică.

Cercuri de unde radio atât de mari, încât conțineau galaxii întregi în centrul lor

„Ele apar atunci când două galaxii mari se ciocnesc. Fuziunea împinge tot gazul într-o regiune foarte mică, ceea ce provoacă o explozie intensă de formare de stele. Stelele masive ard rapid și, când mor, își expulzează gazul sub formă de vânturi care se răspândesc.”

Evoluțiile tehnologice au permis ASKAP să scaneze porțiuni mari ale cerului la limite foarte slabe, ceea ce a făcut ca cercurile radio ciudate (ORC) să poată fi detectate pentru prima dată în 2019. ORC-urile au fost enorme – sute de kiloparsecuri de diametru, unde un kiloparsec este egal cu 3.260 de ani lumină (pentru referință, galaxia Calea Lactee are un diametru de aproximativ 30 de kiloparsecuri).

Coil și colaboratorii săi au fost intrigați și s-au gândit că este posibil ca inelele radio să fie o evoluție din stadiile ulterioare ale galaxiilor cu explozie stelară pe care le studiaseră. Ei au început să cerceteze ORC 4 – primul ORC descoperit care este observabil din emisfera nordică.

Până atunci, ORC-urile fuseseră observate doar prin emisiile lor radio, fără date optice. Echipa lui Coil a folosit un spectrograf cu câmp integral de la Observatorul W.M. Keck din Maunakea, Hawaii, pentru a observa ORC 4, care a dezvăluit o cantitate imensă de gaz comprimat, încălzit și foarte luminos – mult mai mult decât se observă în galaxia medie.

Masive, rare și de origine necunoscută

Folosind date de imagistică optică și infraroșie, au determinat că stelele din interiorul galaxiei ORC 4 aveau o vechime de aproximativ 6 miliarde de ani. „A existat o explozie de formare de stele în această galaxie, dar aceasta s-a încheiat cu aproximativ un miliard de ani în urmă”, a declarat Coil.

Cassandra Lochhaas, bursieră postdoctorală la Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, specializată în partea teoretică a vânturilor galactice și coautoare a lucrării, a efectuat o suită de simulări numerice pe calculator pentru a reproduce dimensiunea și proprietățile inelului radio la scară largă.

Simulările sale au arătat că vânturile galactice de ieșire au suflat timp de 200 de milioane de ani înainte de a se opri. Când vântul s-a oprit, un șoc care se deplasa înainte a continuat să propulseze gazul de temperatură ridicată în afara galaxiei și a creat un inel radio, în timp ce un șoc invers a trimis gazul mai rece înapoi în galaxie.

„Pentru ca acest lucru să funcționeze este nevoie de o rată de ieșire a masei mare, ceea ce înseamnă că ejectează foarte mult material foarte repede. Iar gazul din jur, chiar în afara galaxiei, trebuie să aibă o densitate scăzută, altfel șocul se blochează. Aceștia sunt cei doi factori cheie”, a declarat Coil, transmite EurekAlert.

„Se pare că galaxiile pe care le-am studiat au aceste rate de scurgere a masei mari. Sunt rare, dar ele există. Cred cu adevărat că acest lucru indică faptul că ORC-urile provin de la un fel de vânturi galactice care se scurg.”

Vă recomandăm să mai citiți și:

Ar putea cutremurele stelare să dezlege misterul exploziilor radio rapide?

Fără precedent: Astronomii au detectat o explozie radio la 8 miliarde de ani-lumină depărtare de Pământ

Astronomii au descoperit mii de quasari roșii activi cu semnale radio puternice

O gaură neagră de mărimea unei stele emite semnale radio pe care astronomii nu le pot explica