Astronómovia si myslia, že konečne objavili pôvod obrovských „kozmických dymových prstencov“

Objav takzvaných „anomálnych rádiových kruhov“ pred niekoľkými rokmi spôsobil, že astronómovia sa snažili nájsť vysvetlenie týchto rozsiahlych polí rádiových vĺn tak pritiahnutých, že sa zdá, že majú vo svojich centrách galaxie. Vedci z Kalifornskej univerzity v San Diegu veria, že našli odpoveď: galaktické vetry z explodujúcich hviezd v takzvaných „starburst“ galaxiách. Svoje zistenia opísal v a nový papier Publikované v časopise Nature.

„Tieto galaxie sú naozaj zaujímavé,“ povedala Alison Coil Kalifornská univerzita, San Diego. „Vyskytujú sa, keď sa zrazia dve veľké galaxie. Zlúčenie tlačí všetok plyn do veľmi malej oblasti, čo spôsobuje intenzívny výbuch hviezd. Obrie hviezdy rýchlo horia a keď zomrú, vypudia svoj plyn ako von prúdiace vetry.

Ako už bolo spomenuté, tento objav pochádza z evolučná mapa vesmíru (EMU) projekt, ktorého cieľom je Zobrat sčítanie ľudu rádiový zdroj na oblohe. Pred niekoľkými rokmi Ray Norris, astronóm na Univerzite Západného Sydney a CSIRO V Austrálii sa predpovedalo, že projekt EMU prinesie neočakávané objavy. Nazval ich „WTF“. Anna KapinskaAstronómka z Národného rádioastronomického observatória (NRAO) si prezerala údaje o rádioastronomii zozbierané teleskopom CSIRO Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASCAP), keď si všimla niekoľko zvláštnych tvarov, ktoré sa nepodobali žiadnemu známemu typu objektu. Po pomenovaní Norrisa ho označila za potenciálne WTF. Jednou z nich bola fotografia strašidelného kruhu rádiového vyžarovania, „visiaceho ako prstenec kozmického dymu vo vesmíre“.

Ďalší členovia tímu čoskoro našli ďalšie dve zvláštne guľaté škvrny, ktoré nazvali „odd radio circles“ (ORC). Štvrtý ORC bol identifikovaný v archívnych údajoch z indického Giant Meterwave Radio Telescope a piaty bol objavený v čerstvých údajoch ASKAP v roku 2021. Existuje mnoho ďalších predmetov, ktoré môžu byť tiež orkami. Na základe toho tím odhaduje, že celkovo môže byť až 1000 orkov.

Zatiaľ čo Norris a ďalšie. Pôvodne sa verilo, že ide len o zobrazovacie artefakty, údaje z iných rádioteleskopov potvrdili, že ide o novú triedu astronomických objektov. Nie sú viditeľné v štandardných optických ďalekohľadoch ani infračervených a röntgenových ďalekohľadoch – iba v rádiovom spektre. Astronómovia majú podozrenie, že rádiovú emisiu spôsobujú oblaky elektrónov. To by však nevysvetľovalo, prečo sa ORC neobjavujú na iných vlnových dĺžkach. Všetky doteraz potvrdené ORC majú galaxiu v strede, čo naznačuje, že to môže byť dôležitý faktor pri ich formovaní. A sú obrovské, s priemerom asi milión svetelných rokov, väčšie ako naša vlastná galaxia.

Čo spôsobilo erupcie, ktoré viedli k vytvoreniu ORC, nové údaje uviedli v roku 2022 stačilo prepustiť Všetky okrem troch možností. Prvým je, že ORC sú výsledkom rázovej vlny prichádzajúcej zo stredu galaxie, pravdepodobne vygenerovanej spojením dvoch supermasívnych čiernych dier. Alternatívne môžu byť výsledkom rádiových prúdov, ktoré chrlia častice z aktívnych galaktických jadier. Nakoniec, ORC môžu byť gule spôsobené udalosťami vzplanutia hviezd („terminačný šok“), ktoré by generovali sférickú rázovú vlnu, keď horúci plyn exploduje z galaktického centra.

Coil a kol. Zaujal ich objav orka. Študovali hviezdne galaxie, ktoré sa vyznačujú vysokou mierou tvorby hviezd, vďaka čomu vyzerajú jasne modré. Tím si myslel, že neskoré štádiá týchto hviezdnych galaxií by mohli vysvetliť pôvod ORC, ale potrebovali viac než rádiové údaje, aby to dokázali. Tím teda použil integrálny spektrograf poľa na observatóriu WM Keck na Havaji, aby sa bližšie pozrel na ORC4, prvý rádiový kruh, ktorý možno vidieť zo severnej pologule. To odhalilo oveľa väčšie množstvo jasného, ​​horúceho, stlačeného plynu, ako by bolo možné vidieť v priemernej galaxii. Ďalšie optické a infračervené zobrazovacie údaje odhalili, že hviezdy v galaxii ORC 4 sú staré približne 6 miliárd rokov. Zdá sa, že tvorba nových hviezd sa skončila pred niekoľkými miliardami rokov.

Ďalším krokom bolo spustenie počítačových simulácií anomálnych rádiových kruhov v rozpätí 750 miliónov rokov. Tieto simulácie ukázali počiatočné 200-miliónové obdobie so silným odtokovým galaktickým vetrom, po ktorom nasledovala rázová vlna, ktorá vyvrhla veľmi horúci plyn z galaxie a vytvorila rádiové prstence. Medzitým spätná rázová vlna poslala ochladený plyn späť do centrálnej galaxie.

„Aby to fungovalo, potrebujete vysokú rýchlosť odtoku, čo znamená, že veľmi rýchlo vytlačí veľa materiálu. A hustota okolitého plynu tesne mimo galaxie musí byť nízka, inak sa šok zastaví. Toto sú dva hlavné faktory,“ Povedal Coil, „Ukazuje sa, že galaxie, ktoré študujeme, majú vysokú rýchlosť odtoku hmoty. Sú zriedkavé, ale existujú. V skutočnosti si myslím, že to poukazuje na to, že ORC sú generované nejakým druhom výstupných galaktických vetrov. Tiež si myslí, že ORC by mohla pomôcť astronómom pochopiť viac o galaktických odtokových vetroch, pretože im umožňuje „vidieť“ tieto vetry prostredníctvom rádiových údajov a spektrometrie.

DOI: Príroda, 2024. 10.1038/s41586-023-06752-8 (O DOI).