"Uda radiocirklar" som förbryllade astronomer sannolikt explosioner från avlägsna galaxer

Under 2019 upptäckte jag och mina kollegor spöklika glödande ringar på himlen med hjälp av CSIROs ASKAP radioteleskop i västra Australien. Ringarna liknade inte något tidigare, och vi hade ingen aning om vad de var.

Vi kallade dem udda radiocirklar, eller ORC. De fortsätter att förbrylla oss, men nya uppgifter från Sydafrikas MeerKAT teleskop hjälper oss att lösa mysteriet.

Vi kan nu se var och en ORC är centrerad på en galax för svag för att upptäckas tidigare. Cirklarna är med största sannolikhet enorma explosioner av het gas, cirka en miljon ljusår över, som kommer från den centrala galaxen.

Vårt papper visar dessa resultat har granskats och godkänts för publicering av Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society.

En närmare titt

Vi har nu vackra bilder av en av dessa ringar tagna med Sydafrikas MeerKAT-radioteleskop, som visar ORC i fantastisk detalj. MeerKAT ser en liten klump av radioemission i mitten av ringen, som sammanfaller med en avlägsen galax. Vi är nu ganska säkra på att denna galax skapade ORC.

Vi ser dessa centrala galaxer också i andra ORC, alla på stora avstånd från jorden. Vi tror nu att dessa ringar omger avlägsna galaxer ungefär en miljard ljusår bort, vilket betyder att ringarna är enorma – runt en miljon ljusår i diameter.

Från att modellera den svagt grumliga radioemissionen som MeerKAT upptäcker i ringarna, verkar det som om ringarna är kanterna på ett sfäriskt skal som omger galaxen, som en sprängvåg från en gigantisk explosion i galaxen. De ser ut som ringar istället för klot bara för att sfären ser ljusare ut i kanterna där det finns mer material längs siktlinjen, ungefär som en såpbubbla.

Energiska elektroner

MeerKAT har också kartlagt polarisering av radiovågorna, som berättar om magnetfältet i ringen. Vår polarisationsbild visar ett magnetfält som löper längs kanten av sfären.

Detta tyder på att en explosion i den centrala galaxen fick en het explosion att kollidera med den svaga gasen utanför galaxen. Den resulterande chockvågen aktiverade sedan elektroner i gasen, vilket fick dem att spiralera runt magnetfältet och generera radiovågor.

En stor överraskning från MeerKAT-resultatet är att vi inom ringen ser flera krökta filament av radioemission. Vi vet fortfarande inte vad dessa är.

Men vi vet att sfären är så enorm att den har svalt upp andra galaxer när den sprängt ut från den centrala galaxen. Kanske är glödtrådarna spår av gas som slits av galaxerna av den passerande chockvågen?

Kolliderande svarta hål eller födelsen av miljoner stjärnor?

Den stora frågan är förstås vad som orsakade explosionen. Vi undersöker två möjligheter.

En är att de orsakades av sammanslagningen av två supermassiva svarta hål. En sådan "fusionshändelse" frigör en enorm mängd energi, tillräckligt för att generera ORC.

En annan möjlighet är att den centrala galaxen gick igenom en "starburst” händelse, där miljontals stjärnor plötsligt föddes från gasen i galaxen. Ett sådant stjärnskott får het gas att spränga ut från galaxen, vilket orsakar en sfärisk chockvåg.

Både svarta håls sammanslagningar och starburst-händelser är sällsynta, vilket förklarar varför ORC är så sällsynt (endast fem har hittills rapporterats).

Pusslet med ORC:er är inte löst än, och vi har fortfarande mycket att lära om dessa mystiska ringar på himlen. Hittills har vi bara upptäckt dem med radioteleskop – vi ser ingenting från ringarna vid optiska, infraröda eller röntgenvåglängder.

Få en bättre utsikt

För att ta reda på mer behöver vi ett verktyg som är ännu känsligare än MeerKAT och ASKAP. Lyckligtvis bygger det globala astronomiska samfundet just ett sådant observatorium - det Kvadratkilometer Array (SKA), en internationell satsning med teleskop i Sydafrika och Australien.

ASKAP och MeerKAT byggdes för att testa platserna och tekniken för SKA. Bortsett från deras roll som föregångare till SKA, har båda teleskopen varit enormt framgångsrika i sin egen rätt och gjort stora upptäckter under de första åren av drift.

Deras framgång med att upptäcka och studera ORC bådar därför gott för SKA.

De två teleskopen kompletterar också vackert – ASKAP är suverän på att kartlägga stora områden på himlen och hitta nya objekt, medan MeerKAT är oöverträffad när det gäller att zooma in på dessa objekt och studera dem med högre känslighet och upplösning.

SKA lovar att överträffa båda. Utan tvekan kommer SKA att hitta många fler ORC, och kommer också att kunna undersöka dem för att ta reda på vad de berättar om galaxernas livscykel.

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

Bildkredit: Jayanne English, med hjälp av data från MeerKAT och Dark Energy Survey

• Myntsmart. Europas bästa bitcoin- och kryptobörs.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. FRI TILLGÅNG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis provperiod.
• Källa: https://singularityhub.com/2022/04/01/odd-radio-circles-that-baffled-astronomers-are-likely-explosions-from-distant-galaxies/