Tenemos nuestro mejor vistazo hasta ahora a los misteriosos ORC (circuitos de radio individuales) en el espacio

Zoom / Datos del radiotelescopio MeerKAT de SARAO (en verde) que muestran circuitos de radio individuales, superpuestos a datos ópticos y de infrarrojo cercano del estudio de energía oscura.

J. Inglés (U. Manitoba) / EMU / MeerKAT / DES (CTIO)

Los astrónomos han estado desconcertados por la naturaleza y el origen de los misteriosos y raros circuitos de radio en el espacio desde que los objetos se descubrieron por primera vez en 2019. Ahora, el radiotelescopio de alta resolución MeerKAT en Sudáfrica ha capturado uno de estos circuitos con mucho más detalle. proporcionando algunas pistas útiles sobre este raro fenómeno. . La imagen y el análisis que la acompaña aparecieron en una versión preliminar. en arXivY el el papel Ha sido aceptado para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El descubrimiento se originó a partir de Mapa evolutivo del universo. (UEM) cuyo objetivo Toma enumeración fuentes de radio en el cielo. Hace varios años, Ray Norris, astrónomo de la Universidad de Western Sydney y CSIRO En Australia, el proyecto de Unión Monetaria Europea traerá descubrimientos inesperados. Fueron llamados «WTF». norris admitió en pieza 2020 Para The Conversation, espere que estos descubrimientos surjan del análisis de aprendizaje automático, dada la enorme cantidad de datos involucrados. Escribió: «Pero estos descubrimientos se hicieron con una buena técnica antigua».

Un par de ojos pertenece a ana kabinska, astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO). Mientras navegaba a través de nuevos datos de radioastronomía recopilados por el telescopio Australian Square Kilometer Array (ASKAP) de CSIRO, Kapinska notó varias formas extrañas que no parecían parecerse a ningún tipo de objeto conocido. Después de nombrar a Norris, los llamó posibles WTF. Uno de ellos, Per Norris, «era una imagen de un círculo fantasmal de emisión de radio, suspendido en el espacio como un anillo de humo cósmico».

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(Izquierda) El descubrimiento original de ORC1 en los datos del radiotelescopio ASKAP en el Mapa Evolutivo del Universo (EMU).  (Derecha) Observación de seguimiento de ORC1 utilizando un radiotelescopio MeerKAT.
Zoom / (Izquierda) El descubrimiento original de ORC1 en los datos del radiotelescopio ASKAP en el Mapa Evolutivo del Universo (EMU). (Derecha) Observación de seguimiento de ORC1 utilizando un radiotelescopio MeerKAT.

Mapa evolutivo del universo.

Pronto, otros miembros del equipo encontraron dos puntos circulares extraños, a los que llamaron circuitos de radio individuales (ORC). Se identificó un cuarto ORC en los datos de archivo del Radiotelescopio Giant MetreWave, y el año pasado se descubrió un quinto en los nuevos datos de ASKAP. Hay muchos objetos que también pueden ser ORC. En base a esto, el equipo estima que podría haber hasta 1000 ORC en total.

mientras norris et al. Suponiendo inicialmente que los puntos eran solo artefactos, los datos de otros radiotelescopios confirmaron que, de hecho, eran una nueva clase de objetos astronómicos. No aparece en los telescopios ópticos estándar, ni en los telescopios infrarrojos y de rayos X, solo en el espectro de radio. Los astrónomos sospechan que las emisiones de radio son causadas por nubes de electrones. Pero esto no explica por qué los ORC no aparecen en otras longitudes de onda.

Todos los ORC confirmados hasta ahora tienen una galaxia en el centro, lo que sugiere que este puede ser un factor importante en la forma en que se formaron. Es masivo, alrededor de un millón de años luz de diámetro, y más grande que nuestra galaxia, la Vía Láctea. «Sabemos que los ORC son anillos de emisiones de radio débiles que rodean una galaxia con un agujero negro hiperactivo en su centro, pero aún no sabemos qué los causa o por qué son tan raros». Norris dijo.

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Las líneas alrededor del borde del ORC muestran la dirección del campo magnético.  Un campo magnético circular como este indica que fue comprimido por una onda de choque de la galaxia central.
Zoom / Las líneas alrededor del borde del ORC muestran la dirección del campo magnético. Un campo magnético circular como este indica que fue comprimido por una onda de choque de la galaxia central.

Larry Rudnick / Suricata

Los astrónomos han postulado varias posibilidades de lo que podrían ser estos objetos. Podría ser un remanente de supernova o los anillos de Einstein. Alternativamente, pueden ser causados ​​por flujos de electrones emitidos desde la vecindad de un agujero negro supermasivo, aunque los ORC son mucho más circulares que las nubes que normalmente se ven como resultado de este fenómeno en las radiogalaxias. La propuesta más especulada asumió que los ORC podrían ser, de hecho, las «gargantas» de los agujeros de gusano.

Según Norris, ASKAP es ideal para escanear grandes áreas del cielo, mientras que MeerKAT está diseñado para ampliar cualquier objeto de interés, por lo que los dos conjuntos de telescopios son complementarios. Esta última imagen de radio de MeerKAT muestra varios anillos más pequeños dentro del círculo exterior más grande. MeerKAT también ha mapeado la polarización de la onda de radio, revelando un campo magnético a lo largo del borde de la esfera. Esto corresponde a una explosión en el centro de la galaxia.

«Ahora podemos ver que cada uno de los ORC se centra alrededor de una galaxia demasiado débil para detectarla previamente», escribió Norris en su libro. articulo nuevo en conversación. «Lo más probable es que los círculos sean explosiones masivas de gas caliente, de aproximadamente un millón de años luz de diámetro, que emanan de la galaxia central. Al modelar la débil emisión de radio nublada detectada por MeerKAT dentro de los anillos, los anillos parecen ser los bordes de una esfera esférica. capa alrededor de la galaxia, como una onda expansiva de una explosión gigante». En la galaxia. Parecen anillos en lugar de orbes solo porque la esfera parece más brillante en los bordes donde hay más material a lo largo de la línea de visión, como una pompa de jabón. .»

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Quince de los 64 platos del radiotelescopio MeerKAT bajo un cielo estrellado en Karoo, Sudáfrica.
Zoom / Quince de los 64 platos del radiotelescopio MeerKAT bajo un cielo estrellado en Karoo, Sudáfrica.

Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica

Entonces, ¿qué causó la explosión que condujo a la formación de los ORC? Los nuevos datos son suficientes para descartar todas menos tres posibilidades. La primera es que los ORC son el resultado de una onda de choque del centro de una galaxia, posiblemente derivada de la fusión de dos agujeros negros supermasivos. Alternativamente, podría ser el resultado de chorros de radio que expulsan partículas de núcleos galácticos activos. Finalmente, los ORC pueden ser proyectiles generados por eventos de explosión estelar («choque de terminación»), que producirían una onda de choque esférica como gas caliente expulsado del centro galáctico.

Determinar cuál de estas hipótesis es correcta requerirá más datos. Un gran grupo de radiotelescopios, denominado Square Kilometre Array (SKA), se pondrá en línea en 2028, y Norris confía en que SKA encontrará muchos más ORC y, con suerte, revelará más detalles sobre el ciclo de vida de las galaxias. Estos datos de observación adicionales también pueden permitir a los astrónomos identificar los extraños filamentos curvos de emisiones de radio que acechan dentro del anillo exterior.

Mientras tanto, muchos astrónomos disfrutan de tener un nuevo misterio cósmico que resolver. “La gente a menudo quiere explicar sus observaciones y mostrar que son consistentes con la mejor información que tenemos”, El coautor Jordan Collier dijo: Del Instituto Interuniversitario de Astronomía Intensiva en Datos. «Para mí, es aún más emocionante descubrir algo nuevo que desafíe nuestra comprensión actual».

DOI: Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, 2022. 10.1093/manras/stac701 (Acerca de los DOI).

Impresión artística de extraños circuitos de radio explotando desde una galaxia central.

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