Возможно, мы наконец-то узнаем, что является причиной "странных радиокругов" во Вселенной
Так называемые странные радиокруги (ORC) - это продукты огромных потоков газа из галактик, порождающих звезды с феноменальной скоростью. Группа астрономов пришла к выводу, что сверхновые внутри этих галактик выбрасывают огромные ветры, конечным продуктом которых являются ORC. Это могло бы быть объяснением с самого начала, если бы не умопомрачительные размеры этого явления, из-за которых идея изначально считалась маловероятной.
До недавнего времени радиотелескопы могли эффективно фокусироваться только на небольших участках неба. Все, что было слишком большим, становилось фактически невидимым. Вместо того чтобы фотографировать случайные участки неба, как мы делали это с помощью оптических телескопов, была тенденция фокусироваться на тех местах, где результаты, полученные с помощью других длин волн, заставляли нас ожидать, что мы что-то обнаружим.
Ситуация изменилась с созданием Murchison Wide Field Array и Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), которые захватывают такие большие площади, что становятся возможными широкие обзоры. В 2020 году астрономы, использующие ASKAP, обнаружили, что большие, примерно круглые области неба излучают на схожих длинах волн. Убедившись, что это не результат ошибки оборудования, но не придумав другого удовлетворительного объяснения, первооткрыватели назвали их ORC.
Тогда один из первооткрывателей, профессор Рэй Норрис из Университета Западного Сиднея, сказал: "Мы не видим подобных кругов нигде, кроме остатков сверхновых. А это не остатки сверхновых".
Однако согласно недавно опубликованной работе, это именно то, чем они являются.
Норрис и остальные члены команды, нашедшей ORC, считали, что они не могут быть остатками сверхновых, поскольку слишком велики. Все найденные нами ORC имеют вблизи своих центров довольно далекие галактики, и многие из них находятся слишком далеко от галактической плоскости, чтобы быть частью Млечного Пути. Однако учитывая их угловой размер, если они действительно происходят из этих галактик, то ORC настолько велики, что способны поразить воображение. Какими бы мощными ни были сверхновые, они не должны создавать радиусы взрыва шириной в миллионы световых лет.
Однако по мнению профессора Элисон Койл из Калифорнийского университета в Сан-Диего и соавторов, то, что не может сделать одна сверхновая, могут сделать множество, работающих вместе.
Звёздные галактики рождают звёзды, часто очень массивные, со скоростью, во много раз превышающей таковую в Млечном Пути. Чем массивнее звезда, тем короче ее жизнь, и если ее масса превышает восемь солнечных масс, она заканчивается сверхновой. Следовательно, в любой галактике, находящейся в фазе вспышки звездообразования в течение десятков миллионов лет, есть множество взрывающихся звезд. Хотя между каждым взрывом могут пройти годы, по астрономическим меркам эти взрывы почти совпадают.
Это, по словам Койл, разгоняет ветры, несущие газ, масса которого в 200 раз больше массы Солнца, до 2 000 километров в секунду (почти 1 процент от скорости света). Этого достаточно, чтобы вытолкнуть часть газа за пределы галактики звезд. Электроны, вырванные из газа, летят еще дальше.
Еще одна странная особенность ORC заключалась в том, что сначала никто не мог обнаружить их следов на достаточно коротких длинах волн, чтобы их можно было увидеть с помощью других типов телескопов. Койл решила не останавливаться на достигнутом и с помощью обсерватории Кек изучила ORC. Она обнаружила высокую концентрацию горячего, очень сжатого ионизированного газа на расстоянии около 130 000 световых лет от центральной галактики. Это лишь десятая часть расстояния, на котором были обнаружены радиоволны, но это возможный источник электронов, которые, как считается, производят радиоизлучение.
Как и все крупные галактики, эта является продуктом галактического слияния. Однако в отличие от Млечного Пути, Койл и соавторы считают, что она образовалась из двух галактик схожего размера, а не из ряда поглощенных галактик меньшего размера. "В результате слияния весь газ оказывается в очень маленькой области, что вызывает интенсивный всплеск звездообразования. Массивные звезды быстро сгорают, а когда умирают, то выбрасывают свой газ в виде вылетающих ветров", — говорится в заявлении Койл.
В конце концов, в галактиках заканчивается материал для образования новых звезд. "В этой галактике был всплеск звездообразования, но он закончился примерно миллиард лет назад", — сказала Койл.
Моделирование, проведенное членом команды доктором Кассандрой Лохаас из Гарварда и Смитсоновского центра астрофизики, показало, что кольца, образовавшиеся в результате выброса газа, могут существовать в течение 750 миллионов лет. Внутри этого кольца более холодный газ обрушивается обратно на галактику. Несовпадение во времени говорит о том, что над этим еще предстоит поработать, но объяснение может быть примерно верным.
"Для того чтобы это сработало, необходима высокая скорость оттока массы, то есть выброс большого количества вещества происходит очень быстро. А окружающий газ за пределами галактики должен иметь низкую плотность, иначе ударная волна затормозится. Это два ключевых фактора", — считает Койл. Это сочетание настолько редкое, что до сих пор было найдено всего пять ORC.
Исследование опубликовано в журнале .