Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι τελικά γνωρίζουν την προέλευση των τεράστιων «κοσμικών δακτυλίων καπνού».

Η ανακάλυψη πριν από αρκετά χρόνια των αποκαλούμενων «μεμονωμένων ραδιοκύκλων» ώθησε τους αστρονόμους να ψάξουν για μια εξήγηση για αυτές τις τεράστιες περιοχές ραδιοκυμάτων που είναι τόσο εκτεταμένες που στα κέντρα τους υπάρχουν γαλαξίες. Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο πιστεύουν ότι βρήκαν την απάντηση: γαλαξιακούς άνεμους που ρέουν από αστέρια που εκρήγνυνται στους λεγόμενους γαλαξίες «αστρικής έκρηξης». Περιέγραψαν τα ευρήματά τους στο Α Νέο χαρτί Δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.

«Αυτοί οι γαλαξίες είναι πραγματικά ενδιαφέροντες». είπε η Άλισον Κόιλ Από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο. “Συμβαίνει όταν δύο μεγάλοι γαλαξίες συγκρούονται. Η συγχώνευση σπρώχνει όλο το αέριο σε μια πολύ μικρή περιοχή, προκαλώντας μια έντονη έκρηξη σχηματισμού αστεριών. Τα τεράστια αστέρια καίγονται γρήγορα και όταν πεθαίνουν διώχνουν τα αέρια τους σε ρέοντες ανέμους.”

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, αυτή η ανακάλυψη προέκυψε από… Εξελικτικός χάρτης του σύμπαντος (ΟΝΕ) Το έργο που στοχεύει Παίρνει απαρίθμηση Ραδιοφωνικές πηγές στον ουρανό. Πριν από αρκετά χρόνια, ο Ρέι Νόρις, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Δυτικού Σίδνεϊ και CSIRO Στην Αυστραλία, το έργο της Ευρωπαϊκής Νομισματικής Ένωσης αναμένεται να κάνει απροσδόκητες ανακαλύψεις. Τους ονόμασε «WTF». Άννα ΚαπίνσκαΜια αστρονόμος στο Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας (NRAO) περιηγούσε τα δεδομένα ραδιοαστρονομίας που συλλέχθηκαν από το τηλεσκόπιο CSIRO's Australian Square Kilometer Array (ASKAP) όταν παρατήρησε πολλά περίεργα σχήματα που δεν φαινόταν να μοιάζουν με κανένα γνωστό είδος αντικειμένου. Ακολουθώντας τις ετικέτες του Norris, τα κατηγοριοποίησα ως πιθανά WTF. Μία από αυτές τις εικόνες ήταν ένας απόκοσμος κύκλος ραδιοφωνικής εκπομπής, «κρεμασμένος στο διάστημα σαν ένα κοσμικό δαχτυλίδι καπνού».

Άλλα μέλη της ομάδας βρήκαν σύντομα δύο παράξενες κυκλικές κουκκίδες, τις οποίες ονόμασαν “περίεργα κυκλώματα ραδιοφώνου” (ORCs). Ένα τέταρτο ORC εντοπίστηκε σε αρχειακά δεδομένα από το ραδιοτηλεσκόπιο Giant MetreWave της Ινδίας και ένα πέμπτο αντικείμενο ανακαλύφθηκε σε νέα δεδομένα ASKAP το 2021. Υπάρχουν πολλά άλλα αντικείμενα που μπορεί επίσης να είναι ORC. Με βάση αυτό, η ομάδα εκτιμά ότι μπορεί να υπάρχουν έως και 1.000 ORC συνολικά.

Ενώ ο Νόρις et al. Αρχικά, υποθέσαμε ότι οι σταγόνες ήταν απλώς φωτογραφικά αντικείμενα και τα δεδομένα από άλλα ραδιοτηλεσκόπια επιβεβαίωσαν ότι ήταν μια νέα κατηγορία αστρονομικών αντικειμένων. Δεν εμφανίζονται σε τυπικά οπτικά τηλεσκόπια ή τηλεσκόπια υπέρυθρων και ακτίνων Χ, αλλά μόνο στο ραδιοφάσμα. Οι αστρονόμοι υποψιάζονται ότι οι ραδιοεκπομπές προκαλούνται από σύννεφα ηλεκτρονίων. Αλλά αυτό δεν εξηγεί γιατί τα ORC δεν εμφανίζονται σε άλλα μήκη κύματος. Όλα τα ORC που έχουν επιβεβαιωθεί μέχρι στιγμής έχουν έναν γαλαξία στο κέντρο, υποδηλώνοντας ότι αυτός μπορεί να είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τον τρόπο σχηματισμού τους. Είναι τεράστιο σε μέγεθος, περίπου ένα εκατομμύριο έτη φωτός σε διάμετρο, και είναι μεγαλύτερο από τον Γαλαξία μας.

Όσον αφορά την αιτία των εκρήξεων που οδήγησαν στο σχηματισμό ORC, νέα δεδομένα αναφέρθηκαν το 2022 Ήταν αρκετό για τον αποκλεισμό Όλες εκτός από τρεις πιθανότητες. Το πρώτο είναι ότι τα ORC είναι το αποτέλεσμα ενός ωστικού κύματος από το κέντρο του γαλαξία, που ίσως δημιουργήθηκε από τη συγχώνευση δύο υπερμεγέθων μαύρων τρυπών. Εναλλακτικά, θα μπορούσαν να είναι το αποτέλεσμα ραδιοπίδακες που εκτοξεύουν σωματίδια από ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες. Τέλος, τα ORC μπορεί να είναι εκτοξεύσεις από γεγονότα εκρήξεως αστεριών («σοκ τερματισμού»), τα οποία θα παρήγαγαν ένα σφαιρικό ωστικό κύμα όταν εκρήγνυται θερμό αέριο από το γαλαξιακό κέντρο.

Coil et al. Γοητεύτηκαν από την ανακάλυψη των ORC. Μελετούσαν γαλαξίες με εκρήξεις αστεριών, οι οποίοι έχουν πολύ υψηλό ρυθμό σχηματισμού άστρων, γεγονός που τους κάνει να φαίνονται λαμπερό μπλε. Η ομάδα σκέφτηκε ότι τα μεταγενέστερα στάδια αυτών των αστεριών γαλαξιών θα μπορούσαν να εξηγήσουν την προέλευση των ORC, αλλά χρειάζονταν περισσότερα από ραδιοφωνικά δεδομένα για να το αποδείξουν. Έτσι, η ομάδα χρησιμοποίησε το Ολοκληρωμένο Φασματόμετρο Πεδίου στο Παρατηρητήριο WM Keck στη Χαβάη για να ρίξει μια πιο προσεκτική ματιά στο ORC 4, το πρώτο ραδιοκύκλωμα που μπορεί να παρατηρηθεί από το Βόρειο Ημισφαίριο. Αυτό αποκάλυψε μια πολύ μεγαλύτερη ποσότητα συμπαγούς, φωτεινού, θερμού αερίου από ό,τι θα έβλεπε κανείς σε έναν μέσο γαλαξία. Πρόσθετα δεδομένα οπτικής και υπέρυθρης απεικόνισης αποκάλυψαν ότι τα αστέρια στον γαλαξία ORC 4 είναι περίπου 6 δισεκατομμυρίων ετών. Ο σχηματισμός νέων άστρων φαίνεται να έχει τελειώσει πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Το επόμενο βήμα ήταν να πραγματοποιηθούν προσομοιώσεις υπολογιστή του ίδιου του μεμονωμένου ραδιοκυκλώματος, που εκτείνεται σε 750 εκατομμύρια χρόνια. Αυτές οι προσομοιώσεις έδειξαν μια αρχική περίοδο 200 εκατομμυρίων ετών με ισχυρούς γαλαξιακούς ανέμους που έρεαν μέσα, ακολουθούμενο από ένα ωστικό κύμα που ώθησε πολύ ζεστό αέριο έξω από τον γαλαξία για να σχηματίσει έναν ραδιοφωνικό δακτύλιο. Την ίδια στιγμή, ένα αντίστροφο ωστικό κύμα έστειλε ψυχρότερο αέριο στον κεντρικό γαλαξία.

“Για να λειτουργήσει αυτό, χρειάζεστε υψηλό ρυθμό ροής μάζας, που σημαίνει ότι εκτοξεύει πολύ υλικό πολύ γρήγορα. Το περιβάλλον αέριο έξω από τον γαλαξία πρέπει να είναι χαμηλής πυκνότητας, διαφορετικά το σοκ θα σταματήσει. Αυτοί είναι οι δύο κύριοι παράγοντες. ” είπε ο Κουίλ. “Αποδείχθηκε ότι οι γαλαξίες που μελετούσαμε έχουν υψηλούς ρυθμούς ροής μάζας. Είναι σπάνιοι, αλλά υπάρχουν. Πραγματικά πιστεύω ότι αυτό δείχνει ότι οι ORC προκύπτουν από κάποιο είδος ρέοντος γαλαξιακού ανέμου. Επίσης πιστεύει ότι οι ORC θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους αστρονόμους να καταλάβουν περισσότερα για τους γαλαξιακούς ανέμους.» ρέει γιατί τους δίνει τη δυνατότητα να «βλέπουν» αυτούς τους ανέμους μέσω ραδιοφωνικών δεδομένων και φασματοφωτομετρίας.

doi: Nature, 2024. 10.1038/s41586-023-06752-8 (Περί ψηφιακών ταυτοτήτων).