Mærkelige cirkulære objekter observeret i rummet kan endelig blive forklaret

Kunstnerens indtryk af ulige radiokredse. (Sam Moorfield/CSIRO)

I 2019 opdagede mine kolleger og jeg uhyggelige lysende ringe på himlen ved hjælp af CSIROs ASKAP radioteleskop i det vestlige Australien. Ringene var ulig noget før, og vi anede ikke, hvad de var.

Vi døbte dem mærkelige radiocirkler eller ORC'er. De fortsætter med at undre os, men nye data fra Sydafrikas MeerKAT teleskop hjælper os med at løse mysteriet.

Vi kan nu se, at hver ORC er centreret om en galakse, der er for svag til at blive opdaget tidligere. Cirklerne er højst sandsynligt enorme eksplosioner af varm gas, omkring en million lysår på tværs, der udgår fra den centrale galakse.



Vores papir viser disse resultater er blevet peer-reviewed og accepteret til offentliggørelse af Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Et nærmere kig

Vi har nu smukke billeder af en af ​​disse ringe taget med Sydafrikas MeerKAT-radioteleskop, som viser ORC i forbløffende detaljer.

(Jayanne English/MeerKAT/Dark Energy Survey.)

Ovenfor: MeerKAT (grøn/grå) billede af den ulige radiocirkel ORC1 overlejret på et optisk billede fra Mørk energi Undersøgelse.

For eksempel ser MeerKAT en lille klat radioemission i midten af ​​ringen, som er sammenfaldende med en fjern galakse. Vi er nu ret sikre på, at denne galakse genererede ORC.

Vi ser også disse centrale galakser i andre ORC'er, alle i store afstande fra Jorden. Vi tror nu, at disse ringe omgiver fjerne galakser omkring en milliard lysår væk, hvilket betyder, at ringene er enorme - omkring en million lysår på tværs.

Fra modellering af den svagt uklare radioemission, som MeerKAT registrerer i ringene, ser det ud til, at ringene er kanterne af en sfærisk skal, der omgiver galaksen, som en eksplosionsbølge fra en gigantisk eksplosion i galaksen.

De ligner ringe i stedet for kugler, fordi kuglen ser lysere ud i kanterne, hvor der er mere materiale langs synslinjen, ligesom en sæbeboble.

Øverst: Kunstnerens indtryk af mærkelige radiocirkler, der eksploderer fra en central galakse. Det menes at tage ringene 1 milliard år at nå den størrelse, vi ser dem i dag. Ringene er så store (millioner af lysår på tværs), at de har udvidet sig forbi andre galakser. (Sam Moorfield/CSIRO)

Energiske elektroner

MeerKAT har også kortlagt polarisering af radiobølgerne, som fortæller os om magnetfeltet i ringen. Vores polarisationsbillede viser et magnetfelt, der løber langs kanten af ​​kuglen.

Dette tyder på, at en eksplosion i den centrale galakse fik en varm eksplosion til at kollidere med den spinkle gas uden for galaksen. Den resulterende chokbølge gav derefter energi til elektroner i gassen, hvilket fik dem til at spiralere rundt om magnetfeltet og generere radiobølger.

(Larry Rudnick/MeerKAT data)

OVER: Linjer rundt om kanten af ​​ORC viser retningen af ​​magnetfeltet. Et cirkulært magnetfelt som dette indikerer, at det er blevet komprimeret af en chokbølge fra den centrale galakse.

En stor overraskelse fra MeerKAT-resultatet er, at vi i ringen ser adskillige buede filamenter af radioemission. Vi ved stadig ikke, hvad disse er.

Men vi ved, at kuglen er så enorm, at den har opslugt andre galakser, da den sprængte ud fra den centrale galakse. Måske er filamenterne spor af gas, der er flået af galakserne af den forbipasserende chokbølge?

Kolliderer sorte huller eller fødslen af ​​millioner af stjerner?

Det store spørgsmål er selvfølgelig, hvad der forårsagede eksplosionen. Vi undersøger to muligheder.

Den ene er, at de var forårsaget af sammenlægningen af ​​to supermassive sorte huller . En sådan 'fusionsbegivenhed' frigiver en enorm mængde energi, nok til at generere ORC.

En anden mulighed er, at den centrale galakse gik gennem en ' stjerneudbrud ' begivenhed, hvor millioner af stjerner pludselig blev født fra gassen i galaksen. Et sådant stjerneudbrud får varm gas til at sprænge ud fra galaksen, hvilket forårsager en sfærisk chokbølge.

Begge sort hul fusioner og starburst-begivenheder er sjældne, hvilket forklarer, hvorfor ORC'er er så sjældne (kun fem er indtil videre blevet rapporteret).

Puslespillet med ORC'er er ikke løst endnu, og vi har stadig meget at lære om disse mystiske ringe på himlen. Indtil videre har vi kun opdaget dem med radioteleskoper - vi ser intet fra ringene ved optiske, infrarøde eller røntgenbølgelængder.

Få et bedre udsyn

For at finde ud af mere har vi brug for et værktøj, der er endnu mere følsomt end MeerKAT og ASKAP. Heldigvis bygger det globale astronomiske samfund netop sådan et observatorium - det Square Kilometer Array (SKA), en international indsats med teleskoper i Sydafrika og Australien.

ASKAP og MeerKAT blev bygget for at teste steder og teknologi til SKA. Bortset fra deres rolle som forløbere for SKA, har begge teleskoper haft stor succes i deres egen ret og gjort store opdagelser i deres første driftsår.

Deres succes med at opdage og studere ORC'er lover derfor godt for SKA.

De to teleskoper er også smukt komplementære – ASKAP er fremragende til at overskue store områder af himlen og finde nye objekter, mens MeerKAT er uovertruffen til at zoome ind på disse objekter og studere dem med højere følsomhed og opløsning.

SKA lover at overgå begge dele. Ingen tvivl om, at SKA vil finde mange flere ORC'er og vil også være i stand til at sondere dem for at finde ud af, hvad de fortæller os om galaksernes livscyklus.

Ray Norris , Professor, Institut for Videnskab, Western Sydney University .

Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Læs original artikel .

Populære Kategorier: Forklarer , Miljø , Tech , Plads , Sundhed , Natur , Mennesker , Mening , Samfund , Ukategoriseret ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.