'Círculos de rádio estranhos' que confundiram os astrônomos são prováveis ​​explosões de galáxias distantes

Em 2019, meus colegas e eu descobrimos anéis brilhantes e assustadores no céu usando Radiotelescópio ASKAP da CSIRO na Austrália Ocidental. Os anéis eram diferentes de tudo que já vimos antes e não tínhamos ideia do que eram.

Nós os apelidamos de círculos de rádio estranhos, ou ORCs. Eles continuam a confundir-nos, mas novos dados da África do Sul MeerKAT telescópio estão nos ajudando a resolver o mistério.

Agora podemos ver cada ORC está centrado em um galáxia muito fraco para ser detectado mais cedo. Os círculos são provavelmente enormes explosões de gás quente, com cerca de um milhão de anos-luz de diâmetro, emanando da galáxia central.

Nosso artigo mostrando esses resultados foi revisado por pares e aceito para publicação por Avisos mensais da Royal Astronomical Society.

Um olhar mais atento

Temos agora belas imagens de um destes anéis tiradas com o radiotelescópio MeerKAT da África do Sul, que mostra o ORC com detalhes impressionantes. O MeerKAT vê uma pequena bolha de emissão de rádio no centro do anel, que coincide com uma galáxia distante. Agora temos quase certeza de que esta galáxia gerou o ORC.

Vemos estas galáxias centrais também em outros ORCs, todas a grandes distâncias da Terra. Pensamos agora que estes anéis rodeiam galáxias distantes a cerca de mil milhões de anos-luz de distância, o que significa que os anéis são enormes – com cerca de um milhão de anos-luz de diâmetro.

Ao modelar a tênue emissão de rádio nublada que o MeerKAT detecta dentro dos anéis, parece que os anéis são as bordas de uma concha esférica que circunda a galáxia, como uma onda de choque de uma explosão gigante na galáxia. Eles se parecem com anéis em vez de orbes apenas porque a esfera parece mais brilhante nas bordas, onde há mais material ao longo da linha de visão, como uma bolha de sabão.

Elétrons Energéticos

MeerKAT também mapeou o polarização das ondas de rádio, o que nos informa sobre o campo magnético no anel. Nossa imagem de polarização mostra um campo magnético percorrendo a borda da esfera.

Isto sugere que uma explosão na galáxia central causou a colisão de uma explosão quente com o gás tênue fora da galáxia. A onda de choque resultante energizou os elétrons do gás, fazendo-os espiralar em torno do campo magnético, gerando ondas de rádio.

Uma grande surpresa do resultado do MeerKAT é que dentro do anel vemos vários filamentos curvos de emissão de rádio. Ainda não sabemos o que são.

Mas sabemos que a esfera é tão grande que engoliu outras galáxias ao sair da galáxia central. Talvez os filamentos sejam rastros de gás arrancados das galáxias pela passagem da onda de choque?

Colisão de buracos negros ou nascimento de milhões de estrelas?

A grande questão, claro, é o que causou a explosão. Estamos explorando duas possibilidades.

Uma é que eles foram causados ​​pela fusão de dois buracos negros supermassivos. Tal “evento de fusão” liberta uma enorme quantidade de energia, suficiente para gerar o ORC.

Outra possibilidade é que a galáxia central tenha passado por um “starburst”Evento, no qual milhões de estrelas nasceram repentinamente do gás na galáxia. Tal explosão estelar faz com que gás quente seja expelido da galáxia, causando uma onda de choque esférica.

Tanto as fusões de buracos negros como os eventos de explosão estelar são raros, o que explica por que os ORCs são tão raros (apenas cinco foram relatados até agora).

O quebra-cabeça dos ORCs ainda não foi resolvido e ainda temos muito que aprender sobre esses misteriosos anéis no céu. Até agora, só os detectámos com radiotelescópios – não vemos nada dos anéis nos comprimentos de onda ópticos, infravermelhos ou de raios X.

Obtendo uma visão melhor

Para saber mais, precisamos de uma ferramenta ainda mais sensível que o MeerKAT e o ASKAP. Felizmente, a comunidade astronómica global está a construir exatamente esse observatório – o Matriz de Quilômetro Quadrado (SKA), um esforço internacional com telescópios na África do Sul e na Austrália.

ASKAP e MeerKAT foram construídos para testar os sites e a tecnologia do SKA. Independentemente do seu papel como precursores do SKA, ambos os telescópios tiveram um enorme sucesso por mérito próprio, fazendo grandes descobertas nos seus primeiros anos de operação.

O seu sucesso na descoberta e estudo dos ORCs é, portanto, um bom augúrio para o SKA.

Os dois telescópios também são maravilhosamente complementares – o ASKAP é excelente no levantamento de grandes áreas do céu e na descoberta de novos objetos, enquanto o MeerKAT é incomparável para ampliar esses objetos e estudá-los com maior sensibilidade e resolução.

O SKA promete superar ambos. Não há dúvida de que o SKA encontrará muito mais ORCs e também será capaz de investigá-los para descobrir o que nos dizem sobre o ciclo de vida das galáxias.

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Crédito da imagem: Jayanne English, usando dados do MeerKAT e do 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/