Астрономи откриха рядък странен радио кръг с двойни пръстени в космоса

Черните дупки не поглъщат директно звезди, газ и прах

Необичайна структура с двойни пръстени, забелязана в космоса с помощта на граждански учени, се оказа космическа рядкост. Небесната аномалия, заснета от радиотелескоп, е странен радио кръг, един от най-редките и най-загадъчни обекти във Вселената, каза д-р Ананда Хота, водещ автор на проучване, съобщава CNN.

Странните радио кръгове, известни още като ORC, вероятно се състоят от магнетизирана плазма – зареден газ, който е силно повлиян от магнитни полета – и са толкова масивни, че в центъра им се намират цели галактики. Простиращи се на стотици хиляди светлинни години, те често достигат 10 до 20 пъти размера на нашата галактика Млечният път. Но те са и невероятно слаби и обикновено могат да бъдат засечени само чрез радио светлина.

Новооткритият странен радио кръг, наречен RAD J131346.9+500320, е най-отдалеченият, известен досега, намиращ се на 7,5 милиарда светлинни години от Земята – и първият, открит от граждански учени. Той е и едва вторият странен радио кръг, който има два пръстена.

„ORC са сред най-странните и красиви космически структури, които сме виждали някога – и те може да съдържат важни улики за това как галактиките и черните дупки еволюират заедно, ръка за ръка“, каза Хота, асистент-професор в Центъра за отлични постижения в фундаменталните науки към катедрата по атомна енергия на Университета в Мумбай.

Странните радио кръгове бяха открити за първи път преди около шест години, но структурите им остават до голяма степен неразгадаеми.

Хота е директор и главен изследовател на RAD@home Astronomy Collaboratory, онлайн общност, отворена за всеки с научна подготовка.

"Астрономите обучават потребителите да разпознават модели в слаби, размити петна от радиовълни и да анализират астрономически изображения", обясни Хота.

Новооткритият странен радио кръг се появи в данните от телескопа Low Frequency Array (LOFAR), който се състои от хиляди антени в Нидерландия и в цяла Европа, за да създаде един голям радиотелескоп. Това е най-големият и най-чувствителен радиотелескоп, работещ на ниски честоти.

Въпреки че участниците в RAD@home не са били специално обучени да търсят странни радио кръгове, необичайната структура с двойни пръстени се открояваше, като бе първият странен радио кръг, идентифициран с помощта на LOFAR. Пръстените изглеждат пресичащи се, което според изследователите се дължи на нашата гледна точка от Земята, но вероятно са разделени в космоса. Двойката се простира на 978 469 светлинни години. Светлинната година е разстоянието, което светлината изминава за една година, или 5,88 трилиона мили (9,46 трилиона километра).

Астрономите някога смятаха, че странните радио кръгове може да са гърлата на червейни дупки, ударни вълни от сблъсъци на черни дупки или сливащи се галактики, или мощни струи, изпомпващи енергични частици.

„Ние предполагаме, че в централната галактика е настъпило голямо експлозивно събитие“, каза Хота. „Резултатната ударна вълна или взривна вълна може да е презаредила древните облаци от магнетизирана плазма, карайки ги да светят отново като радио пръстени.“

Плазмените облаци вероятно са били създадени първоначално от струи материя, изхвърлени от супермасивната черна дупка на галактиката, обясни Хота. Нова ударна вълна е осветила „дима“, оставен от миналите дейности на галактиката, добави той.

Черните дупки не поглъщат директно звезди, газ и прах. Вместо това, този материал пада в въртящ се диск около черната дупка. Когато отломките се въртят по-бързо, те се прегряват. Мощните магнитни полета около черните дупки помагат да се отклонят тези енергични, прегряти частици от черните дупки в струи, които достигат почти скоростта на светлината.

Гражданският научен екип забеляза и два допълнителни странни радио кръга в две различни галактики, включително един, разположен в края на мощен струй, който има рязка крива, в резултат на което се получава радио пръстен с ширина около 100 000 светлинни години.

И двата странни радио кръга се намират в галактики, които са част от по-големи галактични купове, което означава, че струите, изстрелвани от техните супермасивни черни дупки, взаимодействат с околната гореща плазма, която може да спомогне за формирането на радио пръстените, каза Хота.

„Тези открития показват, че ORC и радиопръстените не са изолирани куриози – те са част от по-широко семейство екзотични плазмени структури, оформени от струи на черни дупки, ветрове и тяхната среда“, каза съавторът на проучването д-р Пратик Дабхаде, асистент-професор в отдела по астрофизика на Националния център за ядрени изследвания във Варшава, Полша.

Рей Норис, астрофизик от Австралийската организация за научни и индустриални изследвания, който ръководи откриването на странните радио кръгове, беше доволен да види откриването на феномена с помощта на телескопа LOFAR – и с помощта на гражданската наука.

Неразрешени галактически загадки

Откритието на най-отдалечения странен радио кръг досега позволява на изследователите ефективно да погледнат назад във времето. Екипът вярва, че феноменът може да служи като начин за записване и съхраняване на древни, бурни събития, които са оформили галактиките преди милиарди години.

Светлината от радио кръга е пътувала 7,5 милиарда години, за да достигне Земята, и може да даде представа за ролята, която странните радио кръгове играят в еволюцията на галактиките в различни времеви мащаби, което не е добре известно.

„Чрез изучаването им в различни космически периоди можем да започнем да разкриваме как такива енергични изблици влияят на околния газ и предизвикват или потискат образуването на звезди“, отбеляза Хота. „Нашето откритие разширява известните граници на ORC до почти половината от възрастта на Вселената, предоставяйки важни улики за техния произход и връзка с по-широкия жизнен цикъл на галактиките.“

Много въпроси остават без отговор относно странните радио кръгове, включително защо астрономите ги виждат само в толкова големи размери. Хота и Дабхаде искат да знаят дали кръговете се разширяват от по-малки мехурчета, които са неоткриваеми. И ако странните радио кръгове наистина възникват от сливането на галактики или супермасивни черни дупки, защо не се наблюдават по-често?

За да се отговори на тези въпроси, ще е необходима помощта на граждански учени и телескопи от ново поколение, като трансконтиненталния Square Kilometre Array в Южна Африка и Австралия.

В момента в процес на строителство и с очаквано завършване през 2028 г., масивът ще включва хиляди антени и до един милион нискочестотни антени, за да създаде най-големия радиотелескоп в света.

Въпреки че тези антени ще се намират в две различни части на света, те ще образуват един телескоп с площ за събиране на данни от над 1 милион квадратни метра (386 102 квадратни мили), което ще позволи на астрономите да наблюдават цялото небе много по-бързо от всякога.

SKA и други телескопи, които са в процес на разработка, ще могат да наблюдават странните радио кръгове с много по-голяма подробност, помагайки на астрономите да научат повече за еволюцията на черните дупки и галактиките.