Wir haben unseren bisher besten Blick auf mysteriöse ORCs (einzelne Funkkreise) im Weltraum

Seit der ersten Entdeckung der Objekte im Jahr 2019 rätseln Astronomen über die Natur und den Ursprung der mysteriösen, seltenen Funkkreise im Weltraum. Jetzt hat das hochauflösende MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika einen dieser Kreise viel detaillierter erfasst, liefert einige nützliche Hinweise zu diesem seltenen Phänomen. Das Bild und die begleitende Analyse erschienen in einer vorläufigen Version auf arXivUnd das das Papier Es wurde zur Veröffentlichung in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society angenommen.

Die Entdeckung stammt aus Evolutionäre Karte des Universums (EWU), die darauf abzielt Dauert Aufzählung Radioquellen im Himmel. Vor einigen Jahren hat Ray Norris, ein Astronom an der Western Sydney University and CSIRO In Australien wird das Projekt der Europäischen Währungsunion unerwartete Entdeckungen bringen. Sie wurden „WTFs“ genannt. Norris gab zu Stück 2020 Erwarten Sie für The Conversation, dass diese Entdeckungen angesichts der riesigen Datenmengen, die damit verbunden sind, aus der Analyse des maschinellen Lernens hervorgehen. Er schrieb: „Aber diese Entdeckungen wurden durch gute alte Technik gemacht.“

Ein Paar Augäpfel gehört dazu Anna Kabinska, ein Astronom am National Radio Astronomy Observatory (NRAO). Beim Durchsuchen neuer radioastronomischer Daten, die vom Australian Square Kilometre Array (ASKAP)-Teleskop von CSIRO gesammelt wurden, bemerkte Kapinska mehrere seltsame Formen, die keinem bekannten Objekttyp zu ähneln schienen. Nachdem sie Norris benannt hatte, nannte sie sie mögliche WTFs. Einer davon, Per Norris, „war ein Bild eines gespenstischen Kreises aus Radioemissionen, der wie ein kosmischer Rauchring im Raum schwebte“.

Bald fanden andere Teammitglieder zwei seltsame kreisförmige Punkte, die sie individuelle Funkkreise (ORCs) nannten. Ein vierter ORC wurde in Archivdaten des Giant MetreWave Radio Telescope identifiziert, und ein fünfter wurde letztes Jahr in neuen ASKAP-Daten entdeckt. Es gibt viele Objekte, die auch ORCs sein können. Auf dieser Grundlage schätzt das Team, dass es insgesamt bis zu 1.000 ORCs geben könnte.

während Norris et al. Anfänglich davon ausgegangen, dass es sich bei den Punkten nur um Artefakte handelte, bestätigten Daten von anderen Radioteleskopen, dass es sich tatsächlich um eine neue Klasse astronomischer Objekte handelte. Es erscheint nicht in optischen Standardteleskopen oder in Infrarot- und Röntgenteleskopen – nur im Radiospektrum. Astronomen vermuten, dass die Radioemissionen von Elektronenwolken verursacht werden. Aber das erklärt nicht, warum ORCs nicht bei anderen Wellenlängen auftreten.

Alle bisher bestätigten ORCs haben eine Galaxie im Zentrum, was darauf hindeutet, dass dies ein wichtiger Faktor für ihre Entstehung sein könnte. Es ist massiv, hat einen Durchmesser von etwa einer Million Lichtjahren und ist größer als unsere Milchstraße. „Wir wissen, dass ORCs Ringe aus schwachen Radioemissionen sind, die eine Galaxie mit einem hyperaktiven Schwarzen Loch in ihrem Zentrum umgeben, aber wir wissen noch nicht, was sie verursacht oder warum sie so selten sind.“ sagte Norris.

Astronomen haben mehrere Möglichkeiten postuliert, was diese Objekte sein könnten. Es könnte ein Supernova-Überrest oder Einsteins Ringe sein. Alternativ können sie durch Elektronenströme verursacht werden, die aus der Nähe eines supermassiven Schwarzen Lochs emittiert werden, obwohl ORCs viel kreisförmiger sind als die Wolken, die typischerweise aus diesem Phänomen in Radiogalaxien resultieren. Der am meisten spekulierte Vorschlag ging davon aus, dass ORCs tatsächlich die „Kehlen“ von Wurmlöchern sein könnten.

Laut Norris ist ASKAP ideal zum Scannen großer Bereiche des Himmels, während MeerKAT darauf ausgelegt ist, alle interessierenden Objekte zu vergrößern, sodass sich die beiden Teleskopanordnungen ergänzen. Dieses neueste Radiobild von MeerKAT zeigt mehrere kleinere Ringe innerhalb des größeren äußeren Kreises. MeerKAT hat auch die Polarisation der Radiowelle kartiert und ein Magnetfeld entlang des Randes der Kugel enthüllt. Dies entspricht einer Explosion im Zentrum der Galaxie.

„Wir können jetzt sehen, dass sich jeder der ORCs um eine Galaxie dreht, die zu schwach ist, um sie zuvor zu entdecken“, schrieb Norris in seinem Buch. neuer Artikel in Konversation. „Die Kreise sind höchstwahrscheinlich massive Explosionen heißen Gases mit einem Durchmesser von etwa einer Million Lichtjahren, die von der Zentralgalaxie ausgehen. Nach der Modellierung der schwachen, wolkigen Radioemission, die von MeerKAT innerhalb der Ringe entdeckt wurde, scheinen die Ringe die Ränder einer Kugel zu sein Granate um die Galaxie, wie eine Druckwelle von einer riesigen Explosion.“ In der Galaxie. Sie sehen eher wie Ringe als wie Kugeln aus, nur weil die Kugel an den Rändern heller erscheint, wo sich entlang der Sichtlinie mehr Material befindet, wie eine Seifenblase .“

Was also verursachte die Explosion, die zur Bildung von ORCs führte? Die neuen Daten reichen aus, um alle bis auf drei Möglichkeiten auszuschließen. Erstens sind die ORCs das Ergebnis einer Schockwelle aus dem Zentrum einer Galaxie, die möglicherweise aus der Verschmelzung zweier supermassereicher Schwarzer Löcher entsteht. Alternativ könnte es das Ergebnis von Radiojets sein, die Partikel aus aktiven galaktischen Kernen ausspucken. Schließlich könnten ORCs Projektile sein, die durch Starburst-Ereignisse („Terminierungsschock“) erzeugt wurden, die eine kugelförmige Schockwelle erzeugen würden, wenn heißes Gas aus dem galaktischen Zentrum ausgestoßen würde.

Um zu bestimmen, welche dieser Hypothesen richtig ist, werden mehr Daten benötigt. Eine große Gruppe von Radioteleskopen, die als Square Kilometre Array (SKA) bezeichnet werden, sollen 2028 online gehen, und Norris ist zuversichtlich, dass SKA viele weitere ORCs finden und hoffentlich mehr Details über den Lebenszyklus von Galaxien enthüllen wird. Diese zusätzlichen Beobachtungsdaten könnten es Astronomen auch ermöglichen, die seltsam gekrümmten Filamente von Radioemissionen zu identifizieren, die innerhalb des äußeren Rings lauern.

Inzwischen haben viele Astronomen Spaß daran, ein neues kosmisches Rätsel zu lösen. „Menschen wollen oft ihre Beobachtungen erklären und zeigen, dass sie mit den besten Informationen, die wir haben, übereinstimmen.“ Co-Autor Jordan Collier sagte: Vom Interuniversitären Institut für Datenintensive Astronomie. „Für mich ist es noch spannender, etwas Neues zu entdecken, das unser bisheriges Verständnis herausfordert.“

DOI: Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society, 2022. 10.1093/manras/stac701 (Über DOIs).