Странные радиокруги: открытие нового подтипа меняет все представления

Всего четыре года назад астрономы обнаружили в космосе странные радиокруги (Odd Radio Circles, ORC), и до сих пор их природа остается тайной. Новое открытие еще больше запутало ученых: обнаружен ORC меньшего размера и яркости, чем все известные ранее. Это говорит о том, что кажущаяся однородность ORC – всего лишь иллюзия, и подобных объектов во Вселенной может быть гораздо больше.

Новая эра радиотелескопов принесла с собой открытия множества неизвестных ранее астрономических объектов. Загадочные радиокольца, первоначально названные астрономами WTF (What the f*ck?! – если литературно, то: “что за хрень?”), стали одним из таких сюрпризов. В прошлом месяце ученым удалось раскрыть источник одного из подобных явлений – долгопериодных радиовсплесков, но это лишь первый шаг к пониманию их природы.

Радиокруги были впервые обнаружены в 2020 году, и их странная форма – огромные, почти идеальные круги на небесной сфере, излучающие радиоволны, – настолько озадачила ученых, что они сначала приняли их за ошибку оборудования.

Самым удивительным в ORC оказался их размер. Первоначально исследователи не могли определить, являются ли радиокруги объектами средних размеров, расположенными относительно близко к нам, или же гигантскими образованиями на огромном расстоянии. Сейчас уже известно, что в центре каждого ORC находится галактика или активное галактическое ядро. Измерения расстояний до этих галактик показали, что первые пять обнаруженных радикругов имеют диаметр от 1 до 1,5 миллионов световых лет – поистине ошеломляющий размер даже для астрономов, привыкших работать с галактическими масштабами.

Недавно обнаруженный радиокруг, получивший название ORC J0219–0505, в диаметре около 370 000 световых лет. Это более чем вдвое превышает размер галактики в его центре, которая, в свою очередь, схожа по размерам с нашим родным Млечным Путем.

Профессор Рэй Норрис из CSIRO (Государственное объединение научных и прикладных исследований, Австралия), руководивший как первоначальным открытием ORC, так и новым исследованием, признался, что на данный момент знания об их природе крайне скудны. Известно, что все ORC быстро расширяются, поэтому меньший размер нового объекта может указывать на его более молодой возраст. Однако, по словам Норриса, это лишь предположение. Он также отметил, что команда не может объяснить, почему этот ORC тусклее остальных.

Хотя на двумерных изображениях ORC выглядят как круги, на самом деле это сферы, окружающие центры галактик и образованные в результате какого-то мощного удара около миллиарда лет назад. Существует несколько конкурирующих объяснений этого явления: слияние сверхмассивных черных дыр, столкновение галактик или коллективное действие множества сверхновых, выбрасывающих огромное количество газа за пределы своих галактик. В последнем случае электроны, отделенные от газа, гораздо легче и, следовательно, распространяются дальше самого газа, и могут быть источником радиоволн, оставаясь при этом невидимыми для нас в других диапазонах.

Норрис ранее склонялся к объяснению со слиянием черных дыр, но смещение центра сферы ORC J0219–0505 относительно сверхмассивной черной дыры трудно объяснить с этой точки зрения. Поэтому теперь он считает, что наиболее вероятной причиной образования ORC являются столкновения газовых облаков во время слияния галактик. Эти столкновения, как полагают, создают ударные волны, ускоряющие электроны за пределами слившихся галактик. Однако, Норрис признаёт, что вопрос остается открытым.

ORC J0219-0505 был обнаружен в ходе 564,2-часового исследования 20 квадратных градусов неба с помощью радиотелескопа MeerKAT. Поскольку такой слабый объект вряд ли был бы обнаружен без глубокого исследования, авторы ожидают, что подобные объекты будут обнаружены, когда остальная часть неба будет исследована с той же тщательностью.

По словам Норриса, наиболее важный аспект открытия заключается в том, что все предыдущие ORC очень похожи по размеру, яркости, расстоянию и возрасту. Это заставило астрономов задуматься, связаны ли эти условия с чем-то особенным, или же сходство отражает предвзятость выбора, обусловленную методами их обнаружения. Появление значительно меньшего и более тусклого объекта в этой группе увеличивает вероятность того, что мы обнаружим множество меньших ORC (если первых назвали “орки”, то, возможно, эти будут “гоблинами”?), как только будут разработаны подходящие методы, и, возможно, появятся и другие подгруппы.

Статья принята к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.