Gli "strani circoli radiofonici" che hanno sconcertato gli astronomi sono probabili esplosioni di galassie lontane

Nel 2019, io e i miei colleghi abbiamo scoperto spettrali anelli luminosi nel cielo usando Il radiotelescopio ASKAP del CSIRO nell'Australia occidentale. Gli anelli erano diversi da qualsiasi cosa vista prima e non avevamo idea di cosa fossero.

Li abbiamo soprannominati circoli radiofonici strani o ORC. Continuano a lasciarci perplessi, ma nuovi dati dal Sud Africa MeerKAT telescopio ci stanno aiutando a risolvere il mistero.

Ora possiamo vedere ciascuno ORC è centrato su a galassia troppo debole per essere rilevato prima. I cerchi sono molto probabilmente enormi esplosioni di gas caldo, larghe circa un milione di anni luce, provenienti dalla galassia centrale.

Il nostro articolo mostra questi risultati è stato sottoposto a revisione paritaria e accettato per la pubblicazione da Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

Uno sguardo più da vicino

Ora abbiamo bellissime immagini di uno di questi anelli scattate con il radiotelescopio MeerKAT del Sud Africa, che mostra l'ORC con dettagli sbalorditivi. MeerKAT vede una piccola macchia di emissione radio al centro dell'anello, che coincide con una galassia lontana. Ora siamo abbastanza certi che questa galassia abbia generato l'ORC.

Vediamo queste galassie centrali anche in altri ORC, tutti a grandi distanze dalla Terra. Ora pensiamo che questi anelli circondino galassie lontane a circa un miliardo di anni luce di distanza, il che significa che gli anelli sono enormi, circa un milione di anni luce di diametro.

Dalla modellazione della debole emissione radio nuvolosa che MeerKAT rileva all'interno degli anelli, sembra che gli anelli siano i bordi di un guscio sferico che circonda la galassia, come un'onda d'urto da una gigantesca esplosione nella galassia. Sembrano anelli invece di sfere solo perché la sfera appare più luminosa ai bordi dove c'è più materiale lungo la linea di vista, proprio come una bolla di sapone.

Elettroni energetici

MeerKAT ha anche mappato il file polarizzazione delle onde radio, che ci parla del campo magnetico nell'anello. La nostra immagine di polarizzazione mostra un campo magnetico che corre lungo il bordo della sfera.

Ciò suggerisce che un'esplosione nella galassia centrale abbia causato la collisione di un'esplosione calda con il tenue gas al di fuori della galassia. L'onda d'urto risultante ha quindi eccitato gli elettroni nel gas, facendoli ruotare attorno al campo magnetico, generando onde radio.

Una grande sorpresa dal risultato MeerKAT è che all'interno dell'anello vediamo diversi filamenti curvi di emissione radio. Non sappiamo ancora cosa siano.

Ma sappiamo che la sfera è così grande che ha inghiottito altre galassie mentre è esplosa dalla galassia centrale. Forse i filamenti sono scie di gas strappate dalle galassie dall'onda d'urto che passa?

Buchi neri in collisione o nascita di milioni di stelle?

La grande domanda, ovviamente, è cosa abbia causato l'esplosione. Stiamo esplorando due possibilità.

Uno è che sono stati causati dalla fusione di due buchi neri supermassicci. Un tale "evento di fusione" rilascia un'enorme quantità di energia, sufficiente per generare l'ORC.

Un'altra possibilità è che la galassia centrale abbia attraversato un "starburst” evento, in cui milioni di stelle sono nate improvvisamente dal gas nella galassia. Una tale esplosione di stelle fa espellere gas caldo dalla galassia, provocando un'onda d'urto sferica.

Sia le fusioni di buchi neri che gli eventi starburst sono rari, il che spiega perché gli ORC sono così rari (finora ne sono stati segnalati solo cinque).

Il puzzle degli ORC non è ancora risolto e abbiamo ancora molto da imparare su questi misteriosi anelli nel cielo. Finora li abbiamo rilevati solo con i radiotelescopi: non vediamo nulla dagli anelli a lunghezze d'onda ottiche, infrarosse o dei raggi X.

Ottenere una visione migliore

Per saperne di più, serve uno strumento ancora più sensibile di MeerKAT e ASKAP. Fortunatamente, la comunità astronomica globale sta costruendo proprio un tale osservatorio: il Matrice quadrata di chilometri (SKA), uno sforzo internazionale con telescopi in Sud Africa e Australia.

ASKAP e MeerKAT sono stati creati per testare i siti e la tecnologia per SKA. A prescindere dal loro ruolo di precursori dello SKA, entrambi i telescopi hanno avuto un enorme successo di per sé, facendo importanti scoperte nei loro primi anni di attività.

Il loro successo nella scoperta e nello studio degli ORC è quindi di buon auspicio per lo SKA.

I due telescopi sono anche meravigliosamente complementari: ASKAP è eccezionale nel rilevare vaste aree del cielo e trovare nuovi oggetti, mentre MeerKAT non ha rivali per lo zoom su quegli oggetti e per studiarli con maggiore sensibilità e risoluzione.

Lo SKA promette di superare entrambi. Senza dubbio lo SKA troverà molti altri ORC e ​​sarà anche in grado di sondarli per scoprire cosa ci stanno dicendo sul ciclo di vita delle galassie.

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

Credito immagine: Jayanne English, utilizzando i dati di MeerKAT e Dark Energy Survey

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