Les « cercles radio étranges » qui ont déconcerté les astronomes sont probablement des explosions de galaxies lointaines

En 2019, mes collègues et moi avons découvert des anneaux lumineux effrayants dans le ciel en utilisant Radiotélescope ASKAP du CSIRO en Australie occidentale. Les anneaux ne ressemblaient à rien de ce que nous avions vu auparavant et nous n’avions aucune idée de ce qu’ils étaient.

Nous les avons surnommés cercles radio étranges, ou ORC. Ils continuent de nous intriguer, mais de nouvelles données provenant de l'Afrique du Sud SuricateKAT Le télescope nous aide à résoudre le mystère.

Nous pouvons maintenant voir chacun ORC est centré sur un galaxie trop faible pour être détectée plus tôt. Les cercles sont très probablement d’énormes explosions de gaz chauds, d’environ un million d’années-lumière de diamètre, émanant de la galaxie centrale.

Notre article montrant ces résultats a été évalué par des pairs et accepté pour publication par Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Regarder de plus près

Nous avons maintenant de belles images de l'un de ces anneaux prises avec le radiotélescope MeerKAT d'Afrique du Sud, qui montre l'ORC avec des détails époustouflants. MeerKAT voit une petite goutte d’émission radio au centre de l’anneau, qui coïncide avec une galaxie lointaine. Nous sommes maintenant à peu près certains que cette galaxie a généré l'ORC.

Nous voyons également ces galaxies centrales dans d’autres ORC, toutes très éloignées de la Terre. Nous pensons maintenant que ces anneaux entourent des galaxies lointaines situées à environ un milliard d’années-lumière, ce qui signifie que les anneaux sont énormes – environ un million d’années-lumière de diamètre.

D'après la modélisation de la faible émission radio nuageuse que MeerKAT détecte à l'intérieur des anneaux, il semble que les anneaux soient les bords d'une coquille sphérique entourant la galaxie, comme une onde de souffle provenant d'une explosion géante dans la galaxie. Ils ressemblent à des anneaux au lieu d'orbes uniquement parce que la sphère apparaît plus brillante sur les bords où il y a plus de matière le long de la ligne de mire, un peu comme une bulle de savon.

Électrons énergétiques

MeerKAT a également cartographié le polarisation des ondes radio, qui nous renseignent sur le champ magnétique dans l'anneau. Notre image de polarisation montre un champ magnétique longeant le bord de la sphère.

Cela suggère qu’une explosion dans la galaxie centrale a provoqué la collision d’une explosion chaude avec le gaz ténu à l’extérieur de la galaxie. L’onde de choc qui en résulte a ensuite dynamisé les électrons du gaz, les faisant tourner en spirale autour du champ magnétique, générant des ondes radio.

Une grande surprise du résultat de MeerKAT est que, à l’intérieur de l’anneau, nous voyons plusieurs filaments incurvés d’émission radio. Nous ne savons toujours pas de quoi il s'agit.

Mais nous savons que la sphère est si énorme qu’elle a englouti d’autres galaxies lorsqu’elle a jailli de la galaxie centrale. Peut-être que les filaments sont des traînées de gaz arrachées des galaxies par l’onde de choc qui passe ?

Collision de trous noirs ou naissance de millions d’étoiles ?

La grande question, bien sûr, est de savoir ce qui a provoqué l’explosion. Nous explorons deux possibilités.

La première est qu'ils ont été causés par la fusion de deux trous noirs supermassifs. Un tel « événement de fusion » libère une énorme quantité d’énergie, suffisante pour générer l’ORC.

Une autre possibilité est que la galaxie centrale ait traversé une «Starburst"Événement au cours duquel des millions d'étoiles sont soudainement nées du gaz présent dans la galaxie. Une telle explosion d’étoiles provoque l’expulsion de gaz chauds de la galaxie, provoquant une onde de choc sphérique.

Les fusions de trous noirs et les événements d'étoiles sont rares, ce qui explique pourquoi les ORC sont si rares (seulement cinq ont été signalés jusqu'à présent).

L’énigme des ORC n’est pas encore résolue et il nous reste encore beaucoup à apprendre sur ces mystérieux anneaux dans le ciel. Jusqu’à présent, nous ne les avons détectés qu’avec des radiotélescopes : nous ne voyons rien des anneaux aux longueurs d’onde optiques, infrarouges ou des rayons X.

Obtenir une meilleure vue

Pour en savoir plus, il nous faut un outil encore plus sensible que MeerKAT et ASKAP. Heureusement, la communauté astronomique mondiale est en train de construire un tel observatoire : le Réseau de kilomètres carrés (SKA), un effort international avec des télescopes en Afrique du Sud et en Australie.

ASKAP et MeerKAT ont été construits pour tester les sites et la technologie du SKA. Indépendamment de leur rôle de précurseurs du SKA, les deux télescopes ont connu un énorme succès, réalisant des découvertes majeures au cours de leurs premières années d’exploitation.

Leur succès dans la découverte et l’étude des ORC est donc de bon augure pour le SKA.

Les deux télescopes sont également magnifiquement complémentaires : ASKAP est superbe pour étudier de vastes zones du ciel et trouver de nouveaux objets, tandis que MeerKAT est inégalé pour zoomer sur ces objets et les étudier avec une sensibilité et une résolution plus élevées.

Le SKA promet de surpasser les deux. Nul doute que le SKA trouvera beaucoup plus d'ORC, et pourra également les sonder pour découvrir ce qu'ils nous disent sur le cycle de vie des galaxies.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

Crédit d'image : Jayanne English, utilisant les données de MeerKAT et du Dark Energy Survey

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• Source : https://singularityhub.com/2022/04/01/odd-radio-circles-that-baffled-astronomers-are-likely-explosions-from-distant-galaxies/