Bärbel Koribalski / ASKAP, Autor pod warunkiem

We wrześniu 2019 roku moja koleżanka Anna Kapińska przedstawiła prezentację przedstawiającą interesujące obiekty, które znalazła podczas przeglądania naszych nowych danych radioastronomicznych. Zaczęła zauważać bardzo dziwne kształty, których nie mogła łatwo dopasować do żadnego znanego rodzaju obiektu.

Wśród nich, oznaczonych przez Annę jako WTF?, był obrazem widmowego kręgu emisji radiowej, zwisającego w kosmosie jak kosmiczny pierścień dymu. Nikt z nas nigdy wcześniej czegoś takiego nie widział i nie mieliśmy pojęcia, co to takiego. Kilka dni później nasz kolega Emil Lenc znalazł drugą, jeszcze bardziej przerażającą niż u Anny.

Widmowy ORC1 (niebieski/zielony meszek), na tle galaktyk na optycznych długościach fal. W centrum ORC znajduje się pomarańczowa galaktyka, ale nie wiemy, czy jest częścią ORC, czy tylko przypadkowym zbiegiem okoliczności. Zdjęcie Bärbel Koribalski, oparte na danych ASKAP, z obrazem optycznym z [Dark Energy Survey] (https://www.darkenergysurvey.org), Autor pod warunkiem

Anna i Emil badali nowe obrazy z naszych obserwacji pilotażowych dla Ewolucyjna mapa wszechświata (UGW) projekt, wykonany z rewolucyjnego nowego CSIRO Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) teleskop.

EMU planuje odważnie zbadać części Wszechświata, do których wcześniej nie dotarł żaden teleskop. Jest w stanie to zrobić, ponieważ ASKAP może bardzo szybko badać duże połacie nieba, sondując głębokość wcześniej osiągniętą tylko w maleńkich obszarach nieba i będąc szczególnie wrażliwym na takie słabe, rozproszone obiekty.

Przewidziałem kilka lat temu ta eksploracja nieznanego prawdopodobnie doprowadziłaby do nieoczekiwanych odkryć, które nazwałem WTF. Ale nikt z nas nie spodziewał się, że odkryje coś tak niespodziewanego i tak szybko. Ze względu na ogromne ilości danych spodziewałem się, że odkrycia zostaną dokonane przy użyciu uczenia maszynowego. Ale te odkrycia zostały dokonane z dobrym, staromodnym spojrzeniem.

Polowanie na ORC

Nasz zespół przeszukał pozostałe dane naocznie i znaleźliśmy jeszcze kilka tajemniczych okrągłych bąbelków. Nazwaliśmy je ORC, co oznacza „dziwne kręgi radiowe”. Ale najważniejsze pytanie brzmi oczywiście: „czym oni są?”

Na początku podejrzewaliśmy artefakt obrazowania, być może spowodowany błędem oprogramowania. Ale wkrótce potwierdziliśmy, że są prawdziwe, używając innych radioteleskopów. Nadal nie mamy pojęcia, jak duże lub odległe są. Mogą to być obiekty w naszej galaktyce, być może o średnicy kilku lat świetlnych, lub mogą znajdować się daleko we Wszechświecie i mieć rozmiary milionów lat świetlnych.

Kiedy patrzymy na zdjęcia zrobione teleskopami optycznymi w pozycji ORC, nic nie widzimy. Pierścienie emisji radiowej są prawdopodobnie spowodowane przez chmury elektronów, ale dlaczego nie widzimy niczego w widzialnych długościach fal światła? Nie wiemy, ale znalezienie takiej układanki to marzenie każdego astronoma.

Wiemy, czym nie są

Wykluczyliśmy kilka możliwości tego, czym mogą być ORC.

Czy to możliwe pozostałości po supernowej, chmury szczątków pozostawione po wybuchu gwiazdy w naszej galaktyce? Nie. Są daleko od większości gwiazd Drogi Mlecznej i jest ich zbyt wiele.

Czy mogą to być pierścienie emisji radiowej, które czasami można zobaczyć w galaktykach podlegających intensywnej obróbce wybuchy formowania się gwiazd? Znowu nie. Nie widzimy żadnej ukrytej galaktyki, w której powstawałyby gwiazdy.

Czy mogą to być gigantyczne płaty emisji radiowej, w których widzimy? galaktyki radiowespowodowane przez strumienie elektronów wylatujące z otoczenia supermasywnej czarnej dziury? Mało prawdopodobne, ponieważ ORC są bardzo wyraźnie okrągłe, w przeciwieństwie do splątanych chmur, które widzimy w radiogalaktykach.

Czy to możliwe Pierścienie Einsteina, w którym fale radiowe z odległej galaktyki są zginane w okrąg przez pole grawitacyjne gromady galaktyk? Nadal nie. ORC są zbyt symetryczne i nie widzimy skupienia w ich centrum.

Prawdziwa tajemnica

W naszym papier o ORCs, które ukażą się w Publikacjach Australijskiego Towarzystwa Astronomicznego, badamy wszystkie możliwości i dochodzimy do wniosku, że te enigmatyczne plamy nie wyglądają jak nic, o czym już wiemy.

Musimy więc zbadać rzeczy, które mogą istnieć, ale jeszcze nie zostały zaobserwowane, takie jak ogromna fala uderzeniowa z jakiejś eksplozji w odległej galaktyce. Takie eksplozje mogą mieć coś wspólnego szybkie wybuchy radialub kolizje gwiazdy neutronowej i czarnej dziury, które generują fale grawitacyjne.

A może są czymś zupełnie innym. Dwóch rosyjskich naukowców nawet zasugerował ORC mogą być „gardłami” tuneli czasoprzestrzennych.

Szacujemy, że z garstki, którą do tej pory znaleźliśmy, na niebie jest około 1,000 ORC. Mój kolega Bärbel Koribalski zauważa, że ​​obecnie trwają poszukiwania za pomocą teleskopów na całym świecie, aby znaleźć więcej ORC i zrozumieć ich przyczynę.

To trudna praca, ponieważ ORCS są bardzo słabe i trudne do znalezienia. Nasz zespół przeprowadza burzę mózgów nad wszystkimi tymi pomysłami i nie tylko, mając nadzieję na moment eureka, kiedy któryś z nas, a może ktoś inny, nagle dozna błysku inspiracji, która rozwiąże zagadkę.

To dla nas ekscytujący czas. Większość badań astronomicznych ma na celu udoskonalenie naszej wiedzy o Wszechświecie lub testowanie teorii. Bardzo rzadko stajemy przed wyzwaniem natknięcia się na nowy typ obiektu, którego nikt wcześniej nie widział, i próby odgadnięcia, co to jest.

Czy to zupełnie nowe zjawisko, czy coś, o czym już wiemy, ale patrzymy w dziwny sposób? A jeśli to naprawdę jest zupełnie nowe, jak zmienia to nasze rozumienie Wszechświata? 

O autorze

Ray Norris, profesor, Szkoła Nauk, Western Sydney University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

książki_nauka