У астрономов появилась взрывная теория происхождения загадочных радиокругов в космосе

Странные радиокруги, также известные как ORC, настолько массивны, что в их центрах находятся целые галактики, а сами объекты простираются на сотни тысяч световых лет, рассказывает CNN.

Наша галактика Млечный Путь имеет 30 килопарсек в поперечнике, а один килопарсек равен 3260 световым годам. Нечетные радиокруги измеряются сотнями килопарсек в поперечнике. Пока что было обнаружено только 11, и некоторые из них являются потенциальными ORC, которые, по словам исследователей, не были подтверждены.

Как продолжает CNN, астрономы выдвинули множество теорий, чтобы определить, что может образовывать космические кольца, в том числе, что они являются результатом массивных космических столкновений. Но новое исследование предполагает, что круги – это оболочки, сформированные мощными галактическими ветрами, возникающими при взрыве массивных звезд.

Астрономы впервые заметили странные радиокруги с помощью телескопа SKA Pathfinder, управляемого национальным научным агентством Австралии CSIRO или Организацией научных и промышленных исследований Содружества.

Телескоп может сканировать большие участки неба для обнаружения слабых сигналов, что позволило ученым обнаружить необычные объекты.

Исследователи, использующие телескоп MeerKAT Южноафриканской радиоастрономической обсерватории, также получили первое изображение ORC, обозначенное как ORC 1, в 2022 году. Мощный телескоп чувствителен к слабому радиоизлучению.

Теории появились после того, как были обнаружены странные радиокруги: возможно, они были горловинами червоточин, остатками столкновений с черными дырами или мощными струями, выбрасывающими энергетические частицы, предположили исследователи.

Но до нового исследования круги наблюдались только с помощью радиоволн. Несмотря на их огромные размеры, ни видимый свет, ни инфракрасные, ни рентгеновские телескопы не обнаружили странных радиокружков.

Профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Сан-Диего Элисон Койл и ее сотрудники решили внимательно присмотреться к ORC 4, первому известному странному радиокругу, наблюдаемому из Северного полушария Земли. Койл и ее команда изучили ORC 4 с помощью обсерватории У.М. Кека на Гавайях, которая выявила присутствие большего количества светящегося нагретого газа в видимом свете, чем наблюдается в типичных галактиках.

Открытие только вызвало больше вопросов.

Койл, как рассказывает CNN, была очарована необычными радиокругами, потому что она и ее коллеги-исследователи изучают массивные “галактики со вспышками звездообразования”, которые имеют высокую скорость звездообразования. Галактики также могут вызывать быстро распространяющиеся ветры. Когда гигантские звезды взрываются, они выбрасывают газ в межзвездное пространство, или пространство, которое существует между звездами.

Когда одновременно взрывается достаточное количество звезд, сила взрыва может вытеснить газ из галактики, в которой вспыхивают звезды, со скоростью до 4 473 873 миль в час (2000 километров в секунду).

“Эти галактики действительно интересны, – говорит Койл, ведущий автор исследования и заведующий кафедрой астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Сан-Диего. – Они возникают, когда сталкиваются две большие галактики. Слияние выталкивает весь газ в очень маленькую область, что вызывает интенсивный всплеск звездообразования. Массивные звезды быстро сгорают, а когда они умирают, они выбрасывают свой газ в виде исходящих ветров”.

Койл и ее команда подумали, что радиокольца могут быть связаны с галактиками, в которых вспыхивают звезды.

Используя данные о видимом и инфракрасном излучении, команда Coil подсчитала, что возраст звезд в галактике внутри ORC 4 составляет 6 миллиардов лет.

“В этой галактике произошел всплеск звездообразования, но он закончился примерно миллиард лет назад”, – говорит Койл.

Затем соавтор исследования Кассандра Лоххаас, аспирант Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики, провела моделирование, чтобы воссоздать размер и свойства радиокруга, включая количество газа, которое они обнаружили с помощью телескопа.

Моделирование Лоххаас показало, что исходящие галактические ветры дули в течение 200 миллионов лет, прежде чем прекратились. Затем движущаяся вперед ударная волна продолжала выбрасывать горячий газ из галактики, создавая радиокруг. Тем временем обратный удар отправил более холодный газ обратно в галактику. Эти события происходили в течение примерно 750 миллионов лет.

Новое исследование было опубликовано в журнале Nature и представлено на заседании Американского астрономического общества в Новом Орлеане.

“Чтобы это сработало, вам нужна высокая скорость истечения массы, что означает, что он выбрасывает много материала очень быстро. И окружающий газ непосредственно за пределами галактики должен быть низкой плотности, иначе ударная волна прекратится. Это два ключевых фактора, – рассказывает Койл. – Оказывается, галактики, которые мы изучали, имеют такие высокие скорости оттока массы. Они редки, но они существуют. Я действительно думаю, что это указывает на то, что ORC происходят от каких-то исходящих галактических ветров”.

Понимание происхождения странных радиокругов также помогает астрономам в конечном счете понять, какое влияние эти явления могут оказывать на формирование галактик с течением времени.

“ORC предоставляют нам возможность ”видеть" ветры с помощью радиоданных и спектроскопии", - отмечает Койл. “Это может помочь нам определить, насколько распространены эти экстремальные галактические ветры и каков жизненный цикл ветра. Они также могут помочь нам узнать больше об эволюции галактик: все ли массивные галактики проходят фазу ORC? Становятся ли спиральные галактики эллиптическими, когда они больше не формируют звезды? Я думаю, мы многое можем узнать об ORC и поучиться у них.”