Астрономы выявили один из самых редких и загадочных объектов во Вселенной
В бескрайних просторах космоса найдена уникальная структура с двумя кольцами, что стало настоящей сенсацией в астрономии. Этот объект, обнаруженный при участии гражданских ученых с помощью радиотелескопа, относится к категории так называемых «странных радиокругов» (ORC), которые считаются одними из наиболее редких и таинственных явлений во Вселенной. Об этом рассказал доктор Ананда Хота, главный автор исследования, опубликованного в начале октября в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества.
Эти странные радиокруги (ORC), вероятно, состоят из намагниченного газа, наполненного плазмой, на которую сильно влияют магнитные поля. Их размеры поражают: они простираются на сотни тысяч световых лет, что в 10-20 раз превышает диаметр нашей галактики Млечный Путь. Тем не менее, они невероятно тусклые и обычно могут быть обнаружены только по радиосигналу.
Недавно идентифицированный странный радиокруг, названный RAD J131346.9+500320, стал самым удаленным из когда-либо зарегистрированных — он находится на расстоянии 7,5 миллиарда световых лет от Земли. Это также первый ORC, открытый благодаря усилиям гражданских ученых, и всего лишь второй из известных объектов такого типа, обладающий двойным кольцом.
Доцент Центра передового опыта в области атомной энергетики при Университете Мумбаи, Ананда Хота, подчеркивает, что ORC — это одни из самых необычных и впечатляющих космических феноменов, способных раскрыть ключевые аспекты совместной эволюции галактик и черных дыр.
Хотя странные радиокруги были впервые замечены около шести лет назад, их природа и структура до сих пор остаются предметом активных исследований и представляют собой значительную загадку для ученых.
Доктор Хота возглавляет астрономическую коллаборацию RAD@home — открытое онлайн-сообщество, где ученые обучают добровольцев интерпретировать данные радиотелескопов, выявлять закономерности в слабых радиосигналах и анализировать астрономические изображения.
Этот необычный радиокруг был обнаружен благодаря данным, полученным от телескопа Low Frequency Array (LOFAR) — огромной сети из тысяч антенн, расположенных в Нидерландах и по всей Европе, которые функционируют как единый гигантский радиотелескоп. LOFAR является самым крупным и чувствительным инструментом для наблюдения на низких частотах.
Хотя гражданские ученые из RAD@home не специализировались на поиске ORC, двойная кольцевая структура сразу привлекла их внимание, став первым таким объектом, идентифицированным с использованием LOFAR. Предполагается, что видимое пересечение колец объясняется перспективой наблюдения с Земли, тогда как в реальности они, вероятно, пространственно разделены. Диаметр этой пары составляет впечатляющие 978 469 световых лет, где один световой год равен примерно 9,46 триллиона километров.
Доктор Хота подчеркивает: «Эта совместная работа профессиональных и гражданских ученых демонстрирует огромный потенциал для расширения границ научных открытий».
Ранее астрономы предполагали, что странные радиокруги могли представлять собой червоточины, ударные волны от столкновений черных дыр или слияний галактик, либо же мощные струи, выбрасывающие высокоэнергетические частицы.
Доктор Хота выдвигает гипотезу: «Мы полагаем, что в центральной галактике произошел мощный взрыв. Возникшая ударная или взрывная волна могла активизировать давно существующие облака намагниченной плазмы, заставляя их вновь испускать радиоизлучение в форме колец».
Поясняя далее, Ананда Хота отметил, что эти плазменные облака, скорее всего, образовались из вещества, выброшенного сверхмассивной черной дырой галактики. Новая ударная волна, по его словам, как бы «подсветила» остатки прошлой активности галактики, подобно дыму.
Черные дыры не поглощают звезды, газ и пыль напрямую. Вместо этого материя формирует вокруг них аккреционный диск, где, по мере ускорения вращения, происходит сильный нагрев. Мощные магнитные поля, окружающие черные дыры, направляют эти разогретые, высокоэнергетические частицы в виде струй, скорость которых почти достигает скорости света.
Кроме того, команда исследователей выявила еще два странных радиокольца в различных галактиках. Одно из них расположено на краю мощной струи, которая, изгибаясь, формирует радиокольцо диаметром около 100 000 световых лет.
Оба этих вновь открытых ORC расположены в галактиках, входящих в состав более крупных скоплений. Это указывает на взаимодействие струй, испускаемых сверхмассивными черными дырами, с окружающей горячей плазмой, что, по мнению Хоты, способствует формированию радиоколец.
Доктор Пратик Дабхаде, соавтор исследования и доцент кафедры астрофизики Национального центра ядерных исследований в Варшаве, комментирует: «Эти открытия свидетельствуют о том, что ORC и другие радиокольца — не просто редкие аномалии, а часть обширного семейства необычных плазменных структур, образующихся под воздействием джетов черных дыр, звездных ветров и межгалактической среды».
Обнаружение самого удаленного странного радиокольца предоставляет ученым уникальную возможность заглянуть в глубокое прошлое Вселенной. Исследовательская группа полагает, что такие объекты могут хранить информацию о древних, бурных процессах, формировавших галактики миллиарды лет назад.
Свет от этого радиокольца добирался до Земли 7,5 миллиарда лет, что позволяет получить ценные сведения о малоизученной роли странных радиокругов в эволюции галактик на различных этапах развития Вселенной.
Хота пояснил: «Изучая эти объекты в разные космические эпохи, мы можем понять, как мощные энергетические вспышки влияют на окружающий газ, стимулируя или подавляя звездообразование. Наше открытие расширяет известные возрастные рамки ORC почти до половины возраста Вселенной, давая критически важные ключи к разгадке их происхождения и связи с общим жизненным циклом галактик».
Множество вопросов относительно странных радиокругов остаются без ответа, например, почему они наблюдаются только в таких колоссальных масштабах. Хота и Дабхаде задаются вопросом, не являются ли эти кольца результатом расширения из более мелких, невидимых пузырьков. И если ORC действительно образуются в результате слияния галактик или активности сверхмассивных черных дыр, почему они не фиксируются чаще?
Для получения ответов на эти вопросы потребуется дальнейшее сотрудничество гражданских ученых и использование телескопов нового поколения, таких как строящийся трансконтинентальный комплекс Square Kilometre Array (SKA) в Южной Африке и Австралии.
Строительство SKA, которое, как ожидается, завершится к 2028 году, предполагает создание тысяч антенных тарелок и до миллиона низкочастотных антенн. Это позволит создать самый большой в мире радиотелескоп, способный охватить неслыханные ранее масштабы.
Хотя компоненты SKA будут расположены на двух разных континентах, они будут функционировать как единый радиотелескоп с общей площадью сбора данных, превышающей 1 миллион квадратных метров. Это даст астрономам беспрецедентные возможности для быстрого и эффективного обзора всего неба.
