Descoperirea a două noi galaxii radio gigantice oferă perspective noi asupra universului

Două galaxii radio gigantice au fost descoperite cu puternicul telescop MeerKAT din Africa de Sud, situat în regiunea Karoo, o zonă semi-aridă din sud-vestul țării. Radio-galaxiile își iau numele din faptul că eliberează fascicule uriașe sau „jeturi” de lumină radio. Acestea se întâmplă prin interacțiunea dintre particulele încărcate și câmpurile magnetice puternice legate de găurile negre supermasive din inimile galaxiilor.

Aceste galaxii uriașe sunt mult mai mari decât majoritatea celorlalte din Univers și se crede că sunt destul de rare. Deși se știe că există milioane de galaxii radio, s-au găsit doar aproximativ 800 de giganți. Această populație de galaxii ne era ascunsă anterior de limitele radiotelescoapelor.

Dar MeerKAT a permis noi descoperiri deoarece poate detecta lumină slabă și difuză pe care telescoapele anterioare nu au putut să o facă. Descoperirea noastră, publicată în Notificările lunare ale Royal Astronomical Society, oferă astronomilor indicii suplimentare despre modul în care galaxiile s-au schimbat și au evoluat de-a lungul istoriei cosmice. Este, de asemenea, o modalitate de a înțelege modul în care galaxiile pot continua să se schimbe și să evolueze – și chiar de a afla cât de vechi pot ajunge galaxiile radio.

Galaxiile radio gigantice au fost reperate în noile hărți radio ale cerului create de unul dintre cele mai avansate sondaje ale galaxiilor îndepărtate. Echipa care a lucrat la aceasta a inclus astronomi din întreaga lume, inclusiv Africa de Sud, Marea Britanie, Italia și Australia. Denumit sondajul internațional Gigahertz Tiered Extragalactic Exploration (MIGHTEE), acesta implică date colectate de impresionantul radiotelescop MeerKAT din Africa de Sud. MeerKAT este format din 64 de antene și vase și a început să colecteze date științifice la începutul anului 2018. În cele din urmă va fi încorporat în Square Kilometer Array, un proiect interguvernamental de radiotelescop condus de Australia și Africa de Sud.

Galaxiile în cauză sunt la câteva miliarde de ani lumină distanță. Descoperirea unor jeturi și lobi enormi pe harta MIGHTEE ne-a permis să identificăm cu încredere obiectele drept galaxii radio gigantice.

Descoperirea lor înseamnă că începe să apară o înțelegere mai clară a căilor evolutive ale galaxiilor. Aceasta este o dovadă tentantă că ar putea exista o populație mare de radio-galaxii gigantice slabe, foarte extinse. Acest lucru ne poate ajuta să înțelegem cum galaxiile radio devin atât de uriașe și ce fel de ravagii negre supermasive pot provoca galaxiile lor.

Ce mai e nou

Multe galaxii au găuri negre supermasive în mijlocul lor. Când cantități mari de gaz interstelar încep să orbiteze și cad înspre gaura neagră, gaura neagră devine „activă”: cantități uriașe de energie sunt eliberate din această regiune a galaxiei.

În unele galaxii active, particulele încărcate interacționează cu câmpurile magnetice puternice din apropierea găurii negre și eliberează fascicule uriașe sau „jeturi” de lumină radio. Jeturile radio ale așa-numitelor „galaxii radio” pot fi de multe ori mai mari decât galaxia însăși și pot extinde distanțe mari în spațiul intergalactic. Gândiți-vă la ele ca la jeturi de apă dintr-o gaură de balenă, o coloană subțire care se extinde într-un panou tulbure la sfârșit. Am găsit aceste galaxii radio gigantice într-o regiune a cerului care este de aproximativ patru ori suprafața Lunii pline.

Pe baza a ceea ce știm în prezent despre densitatea de galaxii radio gigantice pe cer, probabilitatea de a găsi două dintre ele într-o regiune de această dimensiune este extrem de mică – doar 0,0003%. Deci, este posibil ca galaxiile radio gigantice – cele care emit fasciculele sau jeturile de lumină descrise mai sus – să fie de fapt mai frecvente decât am crezut anterior.

Acestea nu sunt primele galaxii radio descoperite de astronomi. Multe sute de mii au fost deja identificate. Dar doar în jur de 800 au avioane radio mai mari de 700 kg-parsecs, sau de aproximativ 22 de ori mai mari decât Calea Lactee. Aceste sisteme cu adevărat enorme sunt numite „galaxii radio gigantice”. Noile noastre descoperiri au peste 2 Mega-parsec: aproximativ 6,5 milioane de ani lumină sau de aproximativ 62 de ori mai mare decât Calea Lactee. Cu toate acestea, ele sunt mai slabe decât altele de aceeași dimensiune. Asta îi face să fie mai greu de văzut.

Indicii

Bănuim că ar trebui să existe mai multe galaxii ca acestea, din cauza modului în care credem că galaxiile ar trebui să crească și să se schimbe pe parcursul vieții lor. Și aceasta este o întrebare, sperăm că această descoperire vă poate ajuta să răspundeți: cât de vechi sunt galaxiile radio gigantice și cum au devenit atât de enorme?

Acum, tehnologia telescopului face posibilă punerea la încercare a acestor și a altor teorii. MeerKAT este cel mai bun de acest gen din lume datorită sensibilității fără precedent a telescopului la lumina radio slabă și difuză. Această capacitate ne-a făcut posibil să detectăm gigantele galaxii radio. Am putut vedea caracteristici care nu au fost remarcate până acum: avioane radio la scară largă provenind din galaxiile centrale, precum și lobi fuzzy asemănători unui nor la sfârșitul avioanelor.

Faptul că doar foarte puține galaxii radio sunt atât de gigantice a fost întotdeauna un pic misterios. Se crede că giganții sunt cele mai vechi galaxii radio, care au existat suficient de mult timp (câteva sute de milioane de ani) pentru ca avioanele lor radio să crească spre aceste dimensiuni enorme. Dacă acest lucru este adevărat, atunci ar trebui să existe mai multe galaxii radio gigantice decât se știe în prezent. Și asta este important, deoarece avioanele radio pot influența formarea de stele a galaxiei lor gazdă. În esență, ar putea să-și „omoare” galaxia suflând tot gazul și împiedicând formarea de noi stele.

Sondajul MIGHTEE continuă și sperăm să descoperim mai multe dintre aceste galaxii uriașe pe măsură ce progresează. De asemenea, ne așteptăm să găsim multe altele cu Matricea Kilometru Pătrat: construcția acestui telescop transcontinental urmează să înceapă în Africa de Sud și Australia în 2021 și să continue până în 2027. Observațiile privind punerea în funcțiune a științei ar putea începe încă din 2023

De asemenea, se așteaptă că Kilometrul pătrat va dezvălui populații mai mari de galaxii radio, revoluționând înțelegerea noastră asupra evoluției galaxiei.

DISTRIBUIE MAI DEPARTE!