Objek melingkar aneh yang diamati di luar angkasa akhirnya dapat dijelaskan

Pada tahun 2019, rekan-rekan saya dan saya bersama-sama menemukan cincin bercahaya menakutkan di langit Teleskop radio ASKAP oleh CSIRO di Australia Barat. Cincin itu tidak seperti apa pun yang terlihat sebelumnya dan kami tidak tahu apa itu.

Kami menyebutnya Odd Radio Circles atau ORC. Mereka terus membingungkan kami, tetapi data baru dari Afrika Selatan meerkat Teleskop membantu kami memecahkan teka-teki.

Sekarang kita dapat melihat bahwa setiap ORC berpusat pada galaksi yang terlalu redup untuk terlihat lebih cepat. Lingkaran-lingkaran tersebut kemungkinan besar merupakan semburan gas panas yang sangat besar dengan lebar sekitar satu juta tahun cahaya, yang berasal dari galaksi pusat.

Makalah kami menunjukkan hasil ini ditinjau oleh rekan sejawat dan diterima untuk publikasi Buletin Bulanan Royal Astronomical Society.

Melihat lebih dekat

Kami sekarang memiliki gambar yang indah dari salah satu cincin ini, yang diambil dengan teleskop radio MeerKAT Afrika Selatan, menunjukkan ORC dengan detail yang menakjubkan.

(Survei Jayanne English/MeerKAT/Dark Energy.)

Atas: Gambar MeerKAT (hijau/abu-abu) dari lingkaran radio ganjil ORC1 dilapis dengan gambar optik Energi Gelap Jajak pendapat.

Misalnya, MeerKAT melihat setitik kecil emisi radio di tengah cincin yang bertepatan dengan galaksi yang jauh. Kami sekarang cukup yakin bahwa galaksi ini menghasilkan ORC.

Kami juga melihat galaksi-galaksi pusat ini di ORC lain, semuanya pada jarak yang sangat jauh dari Bumi. Kami sekarang berpikir cincin-cincin ini mengelilingi galaksi-galaksi yang jauh sekitar satu miliar tahun cahaya, yang berarti cincin-cincin itu berukuran besar — sekitar satu juta tahun cahaya.

Dari pemodelan emisi radio berawan samar yang dideteksi MeerKAT di dalam cincin, cincin itu tampak seperti tepi cangkang bulat yang mengelilingi galaksi, seperti ledakan dari ledakan raksasa di galaksi.

Mereka hanya terlihat seperti cincin, bukan bola karena bola tampak lebih terang di tepinya di mana ada lebih banyak bahan di sepanjang garis pandang, mirip dengan gelembung sabun.

Atas: Gambaran artis tentang lingkaran radio aneh yang meledak dari galaksi pusat. Cincin itu diyakini membutuhkan waktu 1 miliar tahun untuk mencapai ukuran yang kita lihat sekarang. Cincin-cincin itu begitu besar (berukuran jutaan tahun cahaya) sehingga mereka telah melampaui galaksi-galaksi lain. (Sam Moorfield/CSIRO)

Elektron Energik

MeerKAT juga memetakan itu polarisasi gelombang radio, yang memberitahu kita sesuatu tentang medan magnet di dalam cincin. Gambar polarisasi kami menunjukkan medan magnet yang mengalir di sepanjang tepi bola.

Ini menunjukkan bahwa ledakan di galaksi pusat menyebabkan ledakan panas bertabrakan dengan gas tipis di luar galaksi. Gelombang kejut yang dihasilkan kemudian mengaktifkan elektron dalam gas, menyebabkan elektron berputar di sekitar medan magnet, menciptakan gelombang radio.

(Data oleh Larry Rudnick/MeerKAT)

DI ATAS: Garis di sekitar tepi ORC menunjukkan arah medan magnet. Medan magnet melingkar seperti ini menunjukkan bahwa ia dikompresi oleh gelombang kejut dari galaksi pusat.

Kejutan besar dari hasil MeerKAT adalah kami melihat beberapa filamen emisi radio melengkung di dalam ring. Kami belum tahu apa itu.

Tapi kita tahu bahwa bola itu sangat besar sehingga menelan galaksi lain saat meluncur keluar dari galaksi pusat. Mungkin filamen adalah jejak gas yang terkoyak dari galaksi oleh gelombang kejut yang lewat?

Bertabrakan lubang hitam atau kelahiran jutaan bintang?

Pertanyaan besarnya, tentu saja, adalah apa yang menyebabkan ledakan itu. Kami memeriksa dua kemungkinan.

Salah satunya adalah bahwa mereka disebabkan oleh penggabungan dua lubang hitam supermasif. “Peristiwa fusi” semacam itu melepaskan sejumlah besar energi, cukup untuk membuat ORC.

Kemungkinan lain adalah bahwa galaksi pusat memiliki “ledakan bintang“Peristiwa di mana jutaan bintang tiba-tiba lahir dari gas di galaksi. Ledakan bintang semacam itu menyemburkan gas panas dari galaksi, menyebabkan gelombang kejut berbentuk bola.

Keduanya lubang hitam Peristiwa merger dan starburst jarang terjadi, yang menjelaskan mengapa ORC sangat jarang (hanya lima yang dilaporkan sejauh ini).

ORC masih menjadi misteri, dan kita masih harus banyak belajar tentang cincin misterius di langit ini. Sejauh ini, kami hanya melihatnya dengan teleskop radio — kami tidak melihat cincin pada panjang gelombang optik, inframerah, atau sinar-X.

Dapatkan tampilan yang lebih baik

Untuk mengetahui lebih lanjut, kita membutuhkan alat yang lebih sensitif dari MeerKAT dan ASKAP. Untungnya, komunitas astronomi global sedang membangun observatorium seperti itu – ini susunan kilometer persegi (SKA), sebuah proyek internasional dengan teleskop di Afrika Selatan dan Australia.

ASKAP dan MeerKAT dibangun untuk menguji lokasi dan teknologi SKA. Selain peran mereka sebagai pendahulu SKA, kedua teleskop sangat sukses dengan caranya sendiri, membuat penemuan hebat di tahun-tahun awal operasinya.

Keberhasilan mereka dalam menemukan dan mempelajari ORC menjadi pertanda baik bagi SKA.

Kedua teleskop juga saling melengkapi dengan indah – ASKAP sangat baik dalam mengamati area langit yang luas dan menemukan objek baru, sementara MeerKAT tak tertandingi dalam memperbesar objek ini dan mempelajarinya dengan sensitivitas dan resolusi yang lebih tinggi.

SKA berjanji untuk melampaui keduanya. Tidak diragukan lagi, SKA akan dapat menemukan lebih banyak ORC dan juga mempelajarinya untuk mengetahui apa yang mereka katakan kepada kita tentang siklus hidup galaksi.

Ray NorrisProfesor, Sekolah Ilmu Pengetahuan, Universitas Sydney Barat.

Artikel ini diterbitkan ulang oleh Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Baca ini artikel asli.