'Vreemde radiocirkels' die astronomen verbijsterden, zijn waarschijnlijk explosies van verre sterrenstelsels

In 2019 ontdekten mijn collega's en ik spookachtige gloeiende ringen in de lucht met behulp van CSIRO's ASKAP radiotelescoop in West-Australië. De ringen waren anders dan alles wat we eerder hadden gezien, en we hadden geen idee wat ze waren.

We noemden ze vreemde radiokringen, of ORC's. Ze blijven ons puzzelen, maar nieuwe gegevens uit Zuid-Afrika MeerKAT telescoop helpt ons het mysterie op te lossen.

We kunnen nu elk zien ORC is gecentreerd op een melkweg te zwak om eerder te worden gedetecteerd. De cirkels zijn hoogstwaarschijnlijk enorme explosies van heet gas, ongeveer een miljoen lichtjaar in doorsnede, afkomstig uit het centrale sterrenstelsel.

Onze paper met deze resultaten is door vakgenoten beoordeeld en geaccepteerd voor publicatie door Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.

Onder de loep

We hebben nu prachtige beelden van een van deze ringen, gemaakt met de Zuid-Afrikaanse MeerKAT-radiotelescoop, die de ORC in verbluffende details laat zien. MeerKAT ziet een kleine klodder radiostraling in het midden van de ring, die samenvalt met een ver sterrenstelsel. We zijn er nu vrij zeker van dat dit sterrenstelsel de ORC heeft voortgebracht.

We zien deze centrale sterrenstelsels ook in andere ORC's, allemaal op grote afstanden van de aarde. We denken nu dat deze ringen verre sterrenstelsels omringen op ongeveer een miljard lichtjaar afstand, wat betekent dat de ringen enorm zijn - ongeveer een miljoen lichtjaar in doorsnede.

Uit het modelleren van de vage bewolkte radio-emissie die MeerKAT binnen de ringen detecteert, lijkt het erop dat de ringen de randen zijn van een bolvormige schil die het melkwegstelsel omringt, als een explosiegolf van een gigantische explosie in het melkwegstelsel. Ze zien eruit als ringen in plaats van lichtbollen, alleen omdat de bol helderder lijkt aan de randen waar zich meer materiaal langs de zichtlijn bevindt, net als een zeepbel.

Energetische elektronen

MeerKAT heeft ook de polarisatie van de radiogolven, wat ons vertelt over het magnetische veld in de ring. Ons polarisatiebeeld toont een magnetisch veld dat langs de rand van de bol loopt.

Dit suggereert dat een explosie in het centrale sterrenstelsel ervoor zorgde dat een hete explosie in botsing kwam met het ijle gas buiten het sterrenstelsel. De resulterende schokgolf bekrachtigde vervolgens elektronen in het gas, waardoor ze rond het magnetische veld spiraalden en radiogolven opwekten.

Een grote verrassing van het resultaat van MeerKAT is dat we binnen de ring verschillende gebogen filamenten van radiostraling zien. We weten nog steeds niet welke dit zijn.

Maar we weten wel dat de bol zo groot is dat hij andere sterrenstelsels heeft opgeslokt toen hij uit het centrale sterrenstelsel werd geschoten. Misschien zijn de filamenten gassporen die van de sterrenstelsels zijn gerukt door de passerende schokgolf?

Botsende zwarte gaten of de geboorte van miljoenen sterren?

De grote vraag is natuurlijk wat de explosie heeft veroorzaakt. We onderzoeken twee mogelijkheden.

Een daarvan is dat ze werden veroorzaakt door de samenvoeging van twee superzware zwarte gaten. Bij zo'n “fusiegebeurtenis” komt een enorme hoeveelheid energie vrij, genoeg om de ORC op te wekken.

Een andere mogelijkheid is dat het centrale sterrenstelsel door een "starburst” evenement, waarbij miljoenen sterren plotseling werden geboren uit het gas in de melkweg. Zo'n starburst zorgt ervoor dat heet gas uit de melkweg wordt geschoten, wat een bolvormige schokgolf veroorzaakt.

Zowel fusies van zwarte gaten als starburst-gebeurtenissen zijn zeldzaam, wat verklaart waarom ORC's zo zeldzaam zijn (er zijn er tot nu toe slechts vijf gerapporteerd).

De puzzel van ORC's is nog niet opgelost en we moeten nog veel leren over deze mysterieuze ringen in de lucht. Tot nu toe hebben we ze alleen gedetecteerd met radiotelescopen - we zien niets van de ringen op optische, infrarode of röntgengolflengten.

Een beter zicht krijgen

Om meer te weten te komen, hebben we een tool nodig die nog gevoeliger is dan MeerKAT en ASKAP. Gelukkig bouwt de wereldwijde astronomische gemeenschap precies zo'n observatorium - de Array met vierkante kilometers (SKA), een internationale inspanning met telescopen in Zuid-Afrika en Australië.

ASKAP en MeerKAT zijn gebouwd om de locaties en technologie voor de SKA te testen. Afgezien van hun rol als voorlopers van de SKA, zijn beide telescopen op zichzelf enorm succesvol geweest en hebben ze grote ontdekkingen gedaan in hun eerste jaren van gebruik.

Hun succes bij het ontdekken en bestuderen van ORC's is dan ook een goed voorteken voor de SKA.

De twee telescopen zijn ook prachtig complementair: ASKAP is uitstekend in het onderzoeken van grote delen van de lucht en het vinden van nieuwe objecten, terwijl MeerKAT ongeëvenaard is om op die objecten in te zoomen en ze met een hogere gevoeligheid en resolutie te bestuderen.

De SKA belooft beide te overtreffen. De SKA zal ongetwijfeld nog veel meer ORC's vinden en ze ook kunnen onderzoeken om erachter te komen wat ze ons vertellen over de levenscyclus van sterrenstelsels.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Image Credit: Jayanne Engels, met behulp van gegevens van MeerKAT en de Dark Energy Survey

• Coinsmart. Europa's beste Bitcoin- en crypto-uitwisseling.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. GRATIS TOEGANG.
• CryptoHawk. Altcoin-radar. Gratis proefversie.
• Bron: https://singularityhub.com/2022/04/01/odd-radio-circles-that-baffled-astronomers-are-likely-explosions-from-distant-galaxies/