We hebben onze beste kijk tot nu toe bij mysterieuze ORC’s (individuele radiocircuits) in de ruimte

Astronomen zijn verbaasd over de aard en oorsprong van de mysterieuze, zeldzame radiocircuits in de ruimte sinds de objecten voor het eerst werden ontdekt in 2019. Nu heeft de MeerKAT-radiotelescoop met hoge resolutie in Zuid-Afrika een van deze circuits veel gedetailleerder vastgelegd, met enkele nuttige aanwijzingen over dit zeldzame fenomeen. De afbeelding en bijbehorende analyse verschenen in een voorlopige versie op arXivEn de de krant Het is geaccepteerd voor publicatie in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

De ontdekking is ontstaan ​​uit Evolutionaire kaart van het universum (EMU) die tot doel heeft duurt opsomming radiobronnen in de lucht. Enkele jaren geleden, Ray Norris, een astronoom aan de Western Sydney University en CSIRO In Australië zal het project van de Europese Monetaire Unie onverwachte ontdekkingen opleveren. Ze werden “WTF’s” genoemd. Norris gaf toe in stuk 2020 Verwacht voor The Conversation dat deze ontdekkingen voortkomen uit de analyse van machine learning, gezien de enorme hoeveelheden gegevens die ermee gemoeid zijn. Hij schreef: “Maar deze ontdekkingen werden gedaan door de goede oude techniek,”

Een paar oogbollen behoort tot: Anna Kabinska, een astronoom bij het National Radio Astronomy Observatory (NRAO). Tijdens het bladeren door nieuwe radioastronomische gegevens verzameld door CSIRO’s Australian Square Kilometre Array (ASKAP)-telescoop, merkte Kapinska verschillende vreemde vormen op die niet op een bekend type object leken te lijken. Nadat ze Norris had genoemd, noemde ze ze mogelijke WTF’s. Een daarvan, Per Norris, “was een afbeelding van een spookachtige cirkel van radiostraling, opgehangen in de ruimte als een kosmische rookring.”

Al snel vonden andere teamleden twee vreemde cirkelvormige punten, die ze individuele radiocircuits (ORC’s) noemden. Een vierde ORC werd geïdentificeerd in archiefgegevens van Giant MetreWave Radio Telescope en een vijfde werd vorig jaar ontdekt in nieuwe ASKAP-gegevens. Er zijn veel objecten die ook ORC’s kunnen zijn. Op basis hiervan schat het team dat er in totaal maximaal 1.000 ORC’s kunnen zijn.

terwijl Norris et al. Ik nam aanvankelijk aan dat de punten slechts artefacten waren, en gegevens van andere radiotelescopen bevestigden dat ze in feite een nieuwe klasse van astronomische objecten waren. Het verschijnt niet in standaard optische telescopen, of in infrarood- en röntgentelescopen – alleen in het radiospectrum. Astronomen vermoeden dat de radiostraling wordt veroorzaakt door wolken van elektronen. Maar dit verklaart niet waarom ORC’s niet op andere golflengten verschijnen.

Alle tot nu toe bevestigde ORC’s hebben een sterrenstelsel in het centrum, wat suggereert dat dit een belangrijke factor kan zijn in hoe ze zijn ontstaan. Het is enorm, ongeveer een miljoen lichtjaar in diameter, en groter dan ons Melkwegstelsel. “We weten dat ORC’s ringen zijn van zwakke radio-emissies die een sterrenstelsel omringen met een hyperactief zwart gat in het centrum, maar we weten nog niet waardoor ze worden veroorzaakt, of waarom ze zo zeldzaam zijn,” Norris zei:.

Astronomen hebben verschillende mogelijkheden gepostuleerd voor wat deze objecten zouden kunnen zijn. Het kan een overblijfsel van een supernova zijn of de ringen van Einstein. Als alternatief kunnen ze worden veroorzaakt door elektronenstromen die worden uitgezonden vanuit de buurt van een superzwaar zwart gat, hoewel ORC’s meer cirkelvormig zijn dan de wolken die doorgaans worden waargenomen als gevolg van dit fenomeen in radiostelsels. Het meest gespeculeerde voorstel ging ervan uit dat ORC’s in feite de “keeltjes” van wormgaten zouden kunnen zijn.

Volgens Norris is ASKAP ideaal voor het scannen van grote delen van de lucht, terwijl MeerKAT is ontworpen om alle interessante objecten te vergroten, zodat de twee telescooparrays complementair zijn. Dit nieuwste radiobeeld van MeerKAT toont verschillende kleinere ringen binnen de grotere buitenste cirkel. MeerKAT heeft ook de polarisatie van de radiogolf in kaart gebracht en een magnetisch veld langs de rand van de bol onthuld. Dit komt overeen met een explosie in het centrum van de melkweg.

“We kunnen nu zien dat elke ORC is gecentreerd rond een sterrenstelsel dat te zwak is om eerder te detecteren”, schreef Norris in zijn boek. nieuw artikel in gesprek. “De cirkels zijn hoogstwaarschijnlijk enorme explosies van heet gas, ongeveer een miljoen lichtjaar in doorsnede, afkomstig uit het centrale sterrenstelsel. Uit het modelleren van de vage bewolkte radio-emissie die door MeerKAT in de ringen is gedetecteerd, lijken de ringen de randen van een bolvormig schil rond de melkweg, als een explosiegolf van een gigantische explosie.” In de melkweg. Ze zien eruit als ringen in plaats van lichtbollen, alleen omdat de bol helderder lijkt aan de randen waar er meer materiaal langs de gezichtslijn is, zoals een zeepbel .”

Dus wat veroorzaakte de explosie die leidde tot de vorming van ORC’s? De nieuwe gegevens zijn voldoende om op drie na alle mogelijkheden uit te sluiten. De eerste is dat de ORC’s het resultaat zijn van een schokgolf vanuit het centrum van een melkwegstelsel, mogelijk ontstaan ​​door de samensmelting van twee superzware zwarte gaten. Als alternatief kan het het resultaat zijn van radiostralen die deeltjes uit actieve galactische kernen spuwen. Ten slotte kunnen ORC’s projectielen zijn die worden gegenereerd door starburst-gebeurtenissen (“beëindigingsschok”), die een bolvormige schokgolf zouden produceren als heet gas dat uit het galactische centrum wordt uitgestoten.

Om te bepalen welke van deze hypothesen de juiste is, zijn meer gegevens nodig. Een grote groep radiotelescopen, genaamd de Square Kilometre Array (SKA), zal in 2028 online gaan, en Norris heeft er vertrouwen in dat SKA nog veel meer ORC’s zal vinden en hopelijk meer details over de levenscyclus van sterrenstelsels zal onthullen. Deze aanvullende waarnemingsgegevens kunnen astronomen ook in staat stellen de vreemde gebogen filamenten van radio-emissies te identificeren die op de loer liggen in de buitenste ring.

Ondertussen genieten veel astronomen ervan om een ​​nieuw kosmisch mysterie op te lossen. “Mensen willen vaak hun observaties uitleggen en laten zien dat ze consistent zijn met de beste informatie die we hebben,” Co-auteur Jordan Collier zei: Van het Interuniversitair Instituut voor Data-intensieve Sterrenkunde. “Voor mij is het nog spannender om iets nieuws te ontdekken dat ons huidige begrip uitdaagt.”

DOI: maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society, 2022. 10.1093/manras/stac701 (Over DOI’s).