Em 2019, meus colegas e eu descobrimos anéis brilhantes assustadores no céu usando o radiotelescópio ASKAP da CSIRO na Austrália Ocidental. Os anéis eram diferentes de tudo o que vimos antes, e não tínhamos ideia do que eram.
Nós os apelidamos de círculos de rádio estranhos, ou ORCs. Eles continuam nos intrigando, mas novos dados do telescópio MeerKAT da África do Sul estão nos ajudando a resolver o mistério.
Agora podemos ver que cada ORC está centrado em uma galáxia muito fraca para ser detectada anteriormente. Os círculos são provavelmente enormes explosões de gás quente, com cerca de um milhão de anos-luz de diâmetro, emanadas da galáxia central.
Um olhar mais atento
Agora temos belas imagens de um desses anéis tiradas com o radiotelescópio MeerKAT da África do Sul, que mostra o ORC em detalhes impressionantes.
Por exemplo, o MeerKAT vê uma pequena bolha de emissão de rádio no centro do anel, que coincide com uma galáxia distante. Estamos agora bastante certos de que esta galáxia gerou o ORC.
Também vemos essas galáxias centrais em outros ORCs, todos a grandes distâncias da Terra. Agora pensamos que esses anéis cercam galáxias distantes a cerca de um bilhão de anos-luz de distância, o que significa que os anéis são enormes – cerca de um milhão de anos-luz de diâmetro.
Ao modelar a fraca emissão de rádio nublada que o MeerKAT detecta dentro dos anéis, parece que os anéis são as bordas de uma concha esférica ao redor da galáxia, como uma onda de explosão de uma explosão gigante na galáxia.
Eles parecem anéis em vez de orbes apenas porque a esfera parece mais brilhante nas bordas onde há mais material ao longo da linha de visão, muito parecido com uma bolha de sabão.
Elétrons energéticos
O MeerKAT também mapeou a polarização das ondas de rádio, o que nos informa sobre o campo magnético no anel. Nossa imagem de polarização mostra um campo magnético correndo ao longo da borda da esfera.
Isso sugere que uma explosão na galáxia central causou uma explosão quente para colidir com o gás tênue fora da galáxia. A onda de choque resultante energizou os elétrons no gás, fazendo-os espiralar ao redor do campo magnético, gerando ondas de rádio.
Uma grande surpresa do resultado do MeerKAT é que dentro do anel vemos vários filamentos curvos de emissão de rádio. Ainda não sabemos o que são.
Mas sabemos que a esfera é tão grande que engoliu outras galáxias quando explodiu da galáxia central. Talvez os filamentos sejam rastros de gás arrancados das galáxias pela onda de choque que passa?
Colisão de buracos negros ou o nascimento de milhões de estrelas?
A grande questão, claro, é o que causou a explosão. Estamos explorando duas possibilidades.
Uma é que eles foram causados pela fusão de dois buracos negros supermassivos. Tal “evento de fusão” libera uma enorme quantidade de energia, suficiente para gerar o ORC.
Outra possibilidade é que a galáxia central tenha passado por um evento de “explosão estelar”, no qual milhões de estrelas nasceram repentinamente do gás na galáxia. Tal explosão de estrelas faz com que o gás quente saia da galáxia, causando uma onda de choque esférica.
Tanto as fusões de buracos negros quanto os eventos de explosão de estrelas são raros, o que explica por que os ORCs são tão raros (apenas cinco foram relatados até agora).
O quebra-cabeça dos ORCs ainda não foi resolvido, e ainda temos muito a aprender sobre esses anéis misteriosos no céu. Até agora, só os detectamos com radiotelescópios – não vemos nada dos anéis em comprimentos de onda ópticos, infravermelhos ou raios-X.
Obtendo uma visão melhor
Para saber mais, precisamos de uma ferramenta ainda mais sensível que o MeerKAT e o ASKAP. Felizmente, a comunidade astronômica global está construindo exatamente esse observatório – o Square Kilometer Array (SKA), um esforço internacional com telescópios na África do Sul e na Austrália.
ASKAP e MeerKAT foram construídos para testar os sites e a tecnologia do SKA. Independentemente de seu papel como precursores do SKA, ambos os telescópios foram extremamente bem-sucedidos por si só, fazendo grandes descobertas em seus primeiros anos de operação.
Seu sucesso em descobrir e estudar ORCs, portanto, é um bom presságio para o SKA.
Os dois telescópios também são maravilhosamente complementares – o ASKAP é excelente para pesquisar grandes áreas do céu e encontrar novos objetos, enquanto o MeerKAT é incomparável para ampliar esses objetos e estudá-los com maior sensibilidade e resolução.
O SKA promete superar ambos. Sem dúvida, o SKA encontrará muito mais ORCs, e também será capaz de sonda-los para descobrir o que eles estão nos dizendo sobre o ciclo de vida das galáxias.
Publicado em 23/03/2022 05h39
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