VIDEO Astronomii descoperă în spațiu un rar cerc radio straniu, cu două inele

O structură neobișnuită cu două inele, observată în spațiu cu ajutorul unor cercetători amatori, s-a dovedit a fi o raritate cosmică. Anomalia celestă, captată de un radiotelescop, este un cerc radio straniu, unul dintre cele mai rare și misterioase obiecte din univers, a declarat dr. Ananda Hota, autorul principal al unui studiu publicat pe 2 octombrie în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, potrivit CNN.

Cercurile radio stranii (ORC) constau probabil din plasmă magnetizată și sunt atât de masive încât galaxii întregi se află în centrul lor. Întinzându-se pe sute de mii de ani-lumină, ele ating adesea o dimensiune de 10 până la 20 de ori mai mare decât galaxia noastră, Calea Lactee. Dar sunt și incredibil de slabe și, de obicei, detectabile numai prin unde radio.

Cercul radio straniu recent descoperit, numit RAD J131346.9+500320, este cel mai îndepărtat cunoscut până în prezent, situat la 7,5 miliarde de ani-lumină de Pământ — și primul descoperit de astronomi amatori. Este, de asemenea, al doilea cerc radio straniu care are două inele.

„ORC-urile sunt printre cele mai bizare și frumoase structuri cosmice pe care le-am văzut vreodată — și pot conține indicii vitale despre modul în care galaxiile și găurile negre co-evoluează, mână în mână”, a scris Hota, profesor asistent la departamentul de energie atomică al Centrului pentru Excelență în Științe Fundamentale al Universității din Mumbai, într-un e-mail.

Cercurile radio stranii au fost descoperite pentru prima dată în urmă cu aproximativ șase ani, dar structurile rămân în mare parte greu de înțeles.

Hota este directorul și cercetătorul principal al RAD@home Astronomy Collaboratory, o comunitate online deschisă tuturor celor cu studii în domeniul științelor. Astronomii îi instruiesc pe utilizatori să recunoască tiparele din petele slabe și neclare ale undelor radio și să analizeze imaginile astronomice, a explicat Hota.

Cercul radio straniu recent descoperit a apărut în datele telescopului Low Frequency Array (LOFAR), care este format din mii de antene din Olanda și din întreaga Europă, pentru a crea un mare radiotelescop. Este cel mai mare și mai sensibil radiotelescop care funcționează la frecvențe joase.

Deși participanții la RAD@home nu au fost instruiți în mod special să caute cercuri radio stranii, structura neobișnuită cu două inele a ieșit în evidență, marcând primul cerc radio straniu identificat folosind LOFAR. Inelele par să se intersecteze, ceea ce cercetătorii cred că se datorează punctului nostru de observație de pe Pământ, dar probabil că sunt separate în spațiu. Cele două inele se întind pe o distanță de 978.469 de ani-lumină. Un an-lumină este distanța parcursă de lumină într-un an, sau 9,46 trilioane de kilometri.

„Această lucrare arată cum astronomii profesioniști și astronomii amatori pot împreună să extindă limitele descoperirilor științifice”, a spus Hota.

Astronomii au crezut odată că cercurile radio stranii ar putea fi gâturile găurilor de vierme, unde de șoc provenite din coliziuni de găuri negre sau fuziuni de galaxii, sau jeturi puternice care pompează particule energetice.

„Noi sugerăm că un eveniment exploziv major a avut loc în galaxia centrală”, a spus Hota. „Șocul sau unda de șoc rezultată ar fi putut reenergiza norii antici de plasmă magnetizată, făcându-i să strălucească din nou sub formă de inele radio.”

Norii de plasmă au fost probabil creați inițial de jeturi de material eliberate de gaura neagră supermasivă a galaxiei, a explicat Hota. O nouă undă de șoc a iluminat în esență „fumul” lăsat în urmă de activitatea trecută a galaxiei, a adăugat el.

Găurile negre nu înghit direct stele, gaz și praf. În schimb, materialul respectiv cade într-un disc rotativ în jurul găurii negre. Pe măsură ce resturile se învârt mai rapid, ele devin supraîncălzite. Câmpurile magnetice puternice din jurul găurilor negre ajută la canalizarea acestor particule energetice și supraîncălzite departe de găurile negre, în jeturi care ating aproape viteza luminii.

Echipa de astronomi amatori a observat, de asemenea, două cercuri radio stranii suplimentare în două galaxii diferite.

Ambele cercuri radio stranii se află în galaxii care se află în clustere mai mari de galaxii, ceea ce înseamnă că jeturile lansate din găurile negre supermasive interacționează cu plasma fierbinte din jur, care ar putea contribui la formarea inelelor radio, a spus Hota.

„Aceste descoperiri arată că ORC-urile și inelele radio nu sunt curiozități izolate — ele fac parte dintr-o familie mai largă de structuri exotice de plasmă modelate de jeturile găurilor negre, vânturile și mediile lor”, a declarat coautorul studiului, dr. Pratik Dabhade, profesor asistent în divizia de astrofizică a Centrului Național de Cercetări Nucleare din Varșovia, Polonia.

Ray Norris, astrofizician la Organizația pentru Cercetare Științifică și Industrială a Commonwealth-ului din Australia, care a condus descoperirea cercurilor radio ciudate, s-a bucurat să vadă descoperirea fenomenului folosind telescopul LOFAR — și cu ajutorul științei cetățenești.

Este dificil să antrenezi IA să identifice cercurile radio stranii, deoarece există foarte puține exemple cunoscute, a spus el.

„ORC-urile sunt foarte greu de găsit, dar știm că trebuie să existe sute în date”, a spus Norris. „În acest moment, știința cetățenească pare cea mai bună abordare, iar acești oameni par să facă o treabă excelentă.”

Enigme galactice persistente

Descoperirea celui mai îndepărtat cerc radio straniu de până acum permite cercetătorilor să privească efectiv înapoi în timp. Echipa consideră că fenomenul poate servi ca o modalitate de înregistrare și conservare a evenimentelor violente antice care au modelat galaxiile cu miliarde de ani în urmă.

Lumina din cercul radio a călătorit 7,5 miliarde de ani pentru a ajunge pe Pământ și ar putea oferi informații despre rolul pe care îl joacă cercurile radio stranii în evoluția galaxiilor pe diferite scale de timp.

„Studiindu-le în diferite perioade cosmice, putem începe să dezvăluim modul în care astfel de explozii energetice influențează gazul din jur și declanșează sau suprimă formarea stelelor”, a remarcat Hota. „Descoperirea noastră extinde limita cunoscută a ORC-urilor la aproape jumătate din vârsta Universului, oferind indicii vitale despre originile lor și legătura cu ciclul de viață mai larg al galaxiilor.”

Rămân multe întrebări despre cercurile radio stranii, inclusiv de ce astronomii le văd doar la dimensiuni atât de mari. Hota și Dabhade vor să afle dacă cercurile se extind din bule mai mici, care sunt nedetectabile. Și dacă cercurile radio stranii apar din fuziunile galaxiilor sau ale găurilor negre supermasive, de ce nu sunt observate mai frecvent?

Pentru a răspunde la astfel de întrebări, va fi nevoie de telescoape de ultimă generație, precum Square Kilometre Array transcontinental din Africa de Sud și Australia.

În prezent în construcție și cu finalizarea prevăzută pentru 2028, ansamblul va include mii de antene parabolice și până la un milion de antene de joasă frecvență, pentru a crea cel mai mare radiotelescop din lume.

Chiar dacă aceste antene parabolice și antene vor fi amplasate în două părți diferite ale lumii, ele vor forma un singur telescop cu o suprafață de colectare de peste 1 milion de metri pătrați, permițând astronomilor să studieze întregul cer mult mai repede decât până acum.