Астрономы разгадали тайну странных радиокругов

Странные радиокруги Согласно новому исследованию, (ORC), класс внегалактических астрономических источников, открытых в 2019 году, на самом деле представляют собой оболочки, образованные исходящими галактическими ветрами, возможно, из массивных сверхновых.

Первые три ORC были обнаруженный в пилотном исследовании «Эволюционная карта Вселенной» с использованием австралийского телескопа ASKAP.

Четвертый ORC, названный ORC4, был обнаружен в архивных данных, полученных с помощью гигантского метрового радиотелескопа, а дополнительные ORC были обнаружены в более поздних данных ASKAP и MeerKAT.

Эти источники были огромны — сотни килопарсеков в поперечнике, где килопарсек равен 3260 световым годам.

Для объяснения их происхождения было предложено множество теорий, включая планетарные туманности и слияния черных дыр, но одни только радиоданные не могли различить эти теории.

Профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего Элисон Койл и ее коллеги были заинтригованы и подумали, что, возможно, радиокольца являются результатом более поздних стадий звездообразования в галактиках, которые они изучали.

До этого ORC наблюдались только по их радиоизлучению, без каких-либо оптических данных.

Астрономы использовали интегральный полевой спектрограф в обсерватории В.М. Кека на Маунакеа, Гавайи, чтобы изучить ORC 4, которая выявила огромное количество очень яркого, нагретого и сжатого газа — гораздо больше, чем наблюдается в средней галактике.

Имея больше вопросов, чем ответов, команда приступила к детективной работе.

Используя данные оптических и инфракрасных изображений, они определили, что возраст звезд внутри галактики ORC 4 составляет около 6 миллиардов лет.

«В этой галактике произошел всплеск звездообразования, но он закончился примерно миллиард лет назад», — сказал профессор Койл.

Авторы также провели серию численного компьютерного моделирования, чтобы воспроизвести размер и свойства крупномасштабного радиокольца, включая большое количество шокированного холодного газа в центральной галактике.

Моделирование показало, что исходящие галактические ветры дули в течение 200 миллионов лет, прежде чем прекратились.

Когда ветер прекратился, движущаяся вперед ударная волна продолжила выталкивать высокотемпературный газ из галактики и создала радиокольцо, в то время как обратная ударная волна отправила более холодный газ обратно в галактику.

Моделирование длилось более 750 миллионов лет — в пределах примерного звездного возраста ORC 4, составляющего один миллиард лет.

«Чтобы сделать эту работу, вам нужна высокая скорость истечения массы, а это означает, что он выбрасывает много материала очень быстро», — сказал профессор Койл.

«А окружающий газ за пределами галактики должен иметь низкую плотность, иначе ударная волна заглохнет. Это два ключевых фактора».

«Оказывается, галактики, которые мы изучали, имеют такую ​​высокую скорость оттока массы. Они редки, но они существуют. Я действительно думаю, что это указывает на то, что ORC возникают из каких-то исходящих галактических ветров».

Мало того, что исходящие ветры могут помочь астрономам понять ORC, но ORC также могут помочь астрономам понять исходящие ветры.

«ORC дают нам возможность «видеть» ветры с помощью радиоданных и спектроскопии», — сказал профессор Койл.

«Это может помочь нам определить, насколько распространены эти экстремальные исходящие галактические ветры и каков жизненный цикл ветра».

«Они также могут помочь нам узнать больше о галактической эволюции: все ли массивные галактики проходят фазу ORC?»

«Превращаются ли спиральные галактики в эллиптические, когда они больше не образуют звезды? Я думаю, что мы можем многое узнать об ORC и поучиться у ORC».

изучать был опубликован в журнале Природа.

_____

АЛ-катушка и другие. Ионизированный газ простирается на высоту более 40 кпк в родительской галактике со странным радиокольцом. Природа, опубликовано 8 января 2024 г.; дои: 10.1038/s41586-023-06752-8