Megfejtették a mélyűr „különös rádióköreinek” rejtélyét

Mi az az ORC!?

Az Astronomy.com így fogalmaz:

„Ezek a titokzatos objektumok, amelyeket először 2019-ben fedeztek fel az Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) rádióteleszkóp segítségével, elég ritkák. A korlátozott mintaméret ellenére azonban a kutatóknak sikerült megtudniuk, hogy az ORC-ok, amelyek látszólag csak rádióhullámhosszon bocsátanak ki fényt, messze a galaxisunkon túl található, hatalmas objektumok. Az 1 millió fényév átmérőjű ORC-ok nagyjából tízszer szélesebbek, mint a Tejútrendszerünk.

A csillagászok feltételezése szerint körülbelül egymilliárd évvel ezelőtt valami történt az ORC központi galaxisával, aminek következtében az erős lökéshullámot bocsátott ki az őt körülvevő vékony intergalaktikus közegen keresztül. Miközben az elektronok az űrben áthaladó mágneses mezők körül kanyarognak, rádióhullámokat bocsátanak ki, ami a ma látható fényes gyűrűt hozza létre.”

Egy új tanulmány alapján pedig legalább egy ORC egy távoli galaxis hatalmas csillagkitöréséből származik, amely robbanáshoz vezetett, ami gázt juttatott az űrbe – számol be róla a Science.

Az Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP)segítségével kevesebb mint egy tucat ORC-t fedeztek fel, amelyek eredetére tehát sokáig nem született megnyugtató magyarázat. Egyes tudósok feltételezték, hogy a rádiókörök esetleg a galaxisunkban lévő szupernóvák maradványai, azonban egy 2023-as tanulmány szembeállította az ORC-ot a szupernóvamodellekkel, és korlátozott korrelációt talált.

Az ORC-ok általában nagy, távoli struktúrák, amelyek középpontjában gyakran egy galaxis található. Az elméletek között szerepeltek ezért anyagsugarat kibocsátó szupermasszív fekete lyukak és árapály-zavarok, de ezek a magyarázatok az ORC-ok egységes rádiósugárzása és a más hullámhosszú fény hiánya miatt igencsak instabil lábakon álltak.

A mostani áttörésre akkor került sor, amikor Alison Coil kutató és a csapata a hawaii Keck-teleszkópokat használta az ORC4 optikai hullámhosszon történő megfigyelésére. Ekkor fedezték fel az oxigénatomokból származó fluoreszkáló fényt, az OII-t, amely általában akkor fordul elő, amikor a fiatal csillagok ultraibolya fénye ionizálja az oxigént a környező gázfelhőkben. Amikor az ionok visszanyerik elektronjaikat, akkor fluoreszkálnak. Emiatt pedig a csillagászok az OII-t annak mérésére használják, hogy mennyi csillagkeletkezés történik egy galaxisban. Mikor tehát a tudósok szokatlanul erős fluoreszcens fényt észleltek, ami az oxigénatomokból származott, az jelentős csillagkeletkezési aktivitásra utalt.

Az ORC4 OII jele azonban szinte az egész galaxist lefedte, és tízszer olyan fényes volt, mint normálisan. Amint Coil elmondta:

„Őrült mennyiségű OII volt, sokkal több, mint általában.”

A rendszer számítógépes modellje alapján, amelyet a Nature-ben hétfőn publikált cikkben ismertettek, a kutatók úgy vélik, megvan a válasz. Az adatokhoz leginkább illő forgatókönyv szerint egymilliárd évvel korábban az ORC4 központjában lévő galaxis egy rövid, de intenzív csillagkeletkezési időszakon ment keresztül. Az ilyen „csillagkitörések” általában nagy csillagokat hoznak létre, amelyek fényesen égnek, viszont gyorsan kifogynak az üzemanyagból, így néhány millió év múlva a csillagok szupernóvaként robbannak fel. Ezek a gyors egymásutánban zajló robbanások hatalmas galaktikus szelet okoznak, amely gázt fúj ki a galaxisból. A galaktikus szél idővel külső gázzal ütközött, és így lökéshullámot hozott létre, végül pedig ez a lökéshullám kiterjedt és lelassult, és ennek az eredménye az ORC rádióhullám.

A modell alapján az is feltételezhető, hogy egy ilyen rövid, erős csillagkitörésnél a galaktikus szél hátsó vége leállhat, és elkezdhet mintegy visszazuhanni a galaxis felé. Vagyis kialakulhat egy második lökéshullám, amikor a szél ismét behatol a galaxisba, ami több oxigénatomot ionizálhat, és így megmagyarázhatja az észlelt, szokatlan mértékű OII fényt.

A modellből nem derül ki az eredeti ok, tehát hogy mi indította be egyáltalán ezt a kirobbanásszerű csillagkeletkezést, de Coil úgy véli, hogy a hasonló méretű galaxisok egyesülése állhat a háttérben. Az ilyen egyesülések összepréselik a gázfelhőket, és begyújtják a csillagkeletkezést. A kutatók a jövőben így ezen modell megszilárdítására, valamint a részletek kidolgozására koncentrálnak majd.

Írta a Magyar Hírlap