Во Внегалактическом пространстве обнаружены призрачные круги

Несмотря на массив имеющихся данных о наблюдаемой Вселенной, в космическом пространстве по-прежнему таится множество секретов: недавно во внегалактическом пространстве были обнаружены гигантские радиоокружности. Эти космические структуры, по-видимому, представляют собой гигантские круги относительно слабого света, которые кажутся ярче по краям, как пузырьки. Вот только эти пузырьки, как отмечают авторы нового исследования, похоже, не соответствуют ни одному известному явлению. Впервые радиоокружность, получившая название ORC J0102-2450, была обнаружена в 2019 году с помощью австралийского радионинтерферометра Pathfinder (ASKAP) в обсерватории «Мерчисон». ASKAP является одним из самых чувствительных радиотелескопов в мире и представляет собой комплекс из 36 антенн диаметром 12 метров каждая; все они объединены в один интерферометр. И хотя круговые объекты в космосе относительно распространены, ORC J0102-2450 является крайне необычной структурой. Если в ближайшие годы астрономам обнаружить еще больше таких объектов, то они смогут понять насколько ORCи распространены в космосе, а также обнаружить между ними больше сходств, что могло бы помочь в объяснении потенциальных механизмов их образования.
 

Тихий и темный космос

Невооруженному глазу космос предстает темным и бесцветным. Лишь у считанных объектов на ночном небосклоне Земли хватит яркости, чтобы возбудить клетки нашей сетчатки. Не имея при себе ничего, кроме пары глаз, мы можем увидеть в ночном небе, пожалуй, только Луну, планету Марс, голубую звезду-сверхгиганта Ригель и красного сверхгиганта Бетельгейзе. Подлинные цвета наша Вселенная являет, только если направить на нее мощные телескопы. Но что происходит, когда астрономы «слушают» космос?

В конце XIX века ученые предположили, что радиоволны, которые отличаются от видимого света только частотой, также должны излучаться небесными телами, в частности Солнцем. Но даже после того, как радиоволны были впервые использованы для осуществления связи в 1894-1896 гг. с помощью раиоприемников, изобретенных Поповым, Лоджем и Маркони, рождения радиоастрономии не последовало. «Затишье» продолжалось вплоть до 1931 года, именно тогда физик и инженер Карл Янский провел ряд экспериментов, положивших начало радиоастрономии.

Вид на крупнейший в мире радиотелескоп ASKAP на западе Австралии.

Сегодня, спустя девяносто лет, благодаря радиотелескопам, астрономы изучают космические объекты исследуя их электромагнитное излучение в диапазоне радиоволн. Мощные радиотелескопы, такие как ASKAP в обсерватории «Мерчисон» в Австралии, принимают радиоизлучение небесных объектов и позволяют детально изучать их характеристики, среди которых спектр и поляризация, интенсивность излучения, координаты и пространственная структура.

Космические структуры

Обладание радиотелескопами позволило ученым лучше узнать Вселенную и расположенные в ней объекты. Так, анпример, ученые узнали о существовании пузыре Ферми или так называемых «пузырей eROSITA», открытых с помощью телескопа одноименного телескопа. Пузыри eROSITA, как выяснили исследователи, простираются на 25 тысяч световых лет каждый и испускают рентгеновские и гамма-лучи. В работе, опубликованной в журнале Nature в 2020 году, причиной их возникновения ученые назвали высокую активность сверхмассивной черной дыры в центре галактики. Считается, что период ее наибольшей активности был примерно 5-6 миллионов лет назад.

Интересно, что очертаниями пузыри eROSITA напоминают загадочные «пузыри Ферми», наблюдаемые в гамма-диапазоне. Исследователи связывают эти объекты с выбросом энергии в центре Млечного пути, эквивалентной вспышкам ста тысяч сверхновых, подробнее о том, что представляют собой эти необычные структуры, я рассказывала в этой статье.

Композитное изображение пузырей Ферми, созданное на основе рентгеновских данных телескопа eROSITA (сине-зеленый цвет) и данных, полученных в гамма-диапазоне телескопом Fermi (красный цвет).

2021 год уже принес множество открытий и с помощью самого мощного в мире радиотелескопа ASKAP, ученые обнаружили странные космические радиоокружности (ORC) – гигантские круги относительно слабого света в диапазоне радиоволн, которые кажутся ярче по краям, буто пузыри. Даже несмотря на то, что круглые объекты – явление в космосе вполне обычное, ORC не соответствуют ни одному известному явлению.

Радиоокружность ORC J0102-2450, по-видимому, охватывает миллион световых лет и содержит в себе ключ к разгадке тайны этих призрачных структур.

Призрачные пузыри

Чтобы найти ORC, команда исследователей во главе с астрономом Бербелем Корибальски из CSIRO и Университета Западного Сиднея в Австралии объединила восемь изображений слишком тусклых объектов, чтобы их можно было увидеть только на одном или двух изображениях, и получила изображение призрачного кольца. Однако вероятность обнаружить радиоисточник, случайно совпадающий с центром ORC, как пишут авторы нового исследования, «составляет один к паре сотен».

Призрачные пузыри ORC, которые удалось увидеть с помощью радиотелескопа.

Сегодня ученые полагают, что обнаруженные круги могут иметь какое-то отношение к эллиптическим радиогалактикам. Известно, что радиогалактики часто имеют «радиолокационные лепестки» – огромные эллиптические структуры, которые излучают только радиоволны, расширяющиеся по обе стороны от ядра галактики. При этом, если ученым удастся обнаружить еще больше подобных объектов, то смогут определить, насколько они распространены, и найти больше сходств между ними.

Примечательно, что последующие наблюдения с помощью набора телескопов, отличных от ASKAP, подтвердили присутствие двух из трех первоначальных пузырей (ORC), а чуть позже четвертый был обнаружен в данных, собранных другим прибором. Таким образом, на сегодняшний день можно с уверенностью сказать, что обнаружение этих призрачных кругов не является результатом ошибки или сбоя в работе телескопа.

«Открытие новых призрачных пузырей в быстро растущем объеме данных от ASKAP и других телескопов покажет, как могли образоваться эти космические структуры, способствуя захватывающим временам в астрономии», — пишут авторы исследования. Подробнее ознакомиться с работой ученых можно здесь.