Arrastramiento

Misteriosos y fantasmales círculos de radio del espacio profundo sondeados con las mejores imágenes hasta el momento

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El espacio del Señor de los Anillos: La imagen del círculo verde aquí se conoce como el “ORC”, o círculo de radio impar.

J. Inglés (U. Manitoba) / EMU / MeerKAT / DES (CTIO)

¿Qué es unas 16 veces más ancho que la Vía Láctea, parece un anillo de humo y acecha en el espacio profundo? Bueno, los astrónomos aún no están seguros. Pero con nuevas imágenes, obtenidas por un radiotelescopio sudafricano, están cada vez más cerca de comprender una característica rara e inusual del cosmos.

Un poco de historia, primero.

En 2019, la astrónoma Anna Kapinska estaba revisando datos del Australian Square Kilometre Array Pathfinder de CSIRO, en busca de objetos inusuales con los que el radiotelescopio podría haber tropezado. Empezó a hacer una lista de “¿WTF?” características, e incluido en su inventario de rarezas cósmicas había un nuevo objeto inusual: un débil círculo fantasmal a unos mil millones de años luz de la Tierra. Unos días después, otro astrónomo, Emil Lenc, revisó los mismos datos y encontró un segundo círculo. Los investigadores llamaron a estos objetos “círculos de radio impares” u ORC.

Lenc informó sobre su descubrimiento a Ray Norris, un astrofísico del principal organismo científico de Australia, CSIRO, y de la Universidad de Western Sydney, mostrando la imagen ORC en la pantalla de su computadora. Parecía un poco el remanente de una supernova, la estructura dejada atrás una estrella explotapero los datos no coincidían.

“Bastante rápido nos dimos cuenta de que en realidad era algo muy diferente”, dice Norris. “Es algo bastante nuevo”.

Lo que los hace interesantes es que solo son visibles a través de radiotelescopios. Los círculos no aparecen en los telescopios de rayos X, como Chandra de la NASAo longitudes de onda infrarrojas, como las utilizadas por james webb.

Desde entonces, los investigadores han podido encontrar y describir cinco ORC diferentes, todos de regiones similares del espacio. Pero su ORC1, visto por primera vez por Lenc, es el tema destacado de un nuevo artículo, que aparecerá en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

El último estudio utilizó MeerKAT, operado por el Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica, para examinar la física del anillo inusual. El conjunto de telescopios está compuesto por 64 antenas parabólicas que escuchan señales de radio del espacio profundo y, lo que es más importante, puede enfocarse en ORC1 con mucho más detalle que ASKAP. También permite a los investigadores determinar la polarización, esencial para comprender los campos magnéticos del fenómeno.

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A la izquierda está la imagen original de ORC1, tomada por ASKAP de CSIRO. La imagen de resolución mucho más alta a la derecha es de MeerKAT de SARAO.

EMU / ASKAP / Suricata

Usando MeerKAT, el equipo pudo tomar las imágenes de mayor resolución de un ORC hasta la fecha. “Nos muestran una estructura en ORC1 que antes no sabíamos que existía”, dice Norris. En la imagen de arriba, puede ver la gran diferencia de calidad entre las dos observaciones. ASKAP y MeerKAT funcionan como un dúo de Holmes y Watson, cada uno aportando sus propias fortalezas para resolver el misterio cósmico de ORC.

¿Han resuelto los telescopios el caso? ¿Las nuevas imágenes revelan la verdadera naturaleza de un ORC? Desgraciadamente no. Sin embargo, ayudan a reforzar la evidencia de algunos candidatos destacados.

Norris tiene un favorito personal. Él piensa que los ORC son ondas de choque producidas después de que los agujeros negros supermasivos se fusionen en una galaxia extremadamente distante. El círculo de radio es una burbuja de gas en expansión que interactúa y excita los electrones en su límite para crear las débiles señales detectadas por nuestros telescopios en la Tierra. Si esta colisión monolítica desencadenara el ORC, esperaríamos ver agujeros negros supermasivos en su centro. “Y lo hacemos”, dice Norris. De hecho, de los cinco ORC descritos hasta ahora, tres tienen agujeros negros en el centro.

Para comprender mejor su teoría, Norris dice que propondrá usar el Telescopio Extremadamente Grande, en Chile, para observar ORC1 en longitudes de onda ópticas, en lugar de radio. Esto, dice Norris, “podría decirnos qué está pasando en estas galaxias”.

Otra teoría es que los ORC son creados por un “choque de terminación de estrella”. Hace algún tiempo, la galaxia central de ORC1 experimentó un período de enorme actividad de formación y explosión estelar. “Con todas estas estrellas explotando, obtienes una gran sobrepresión de gas en la galaxia y explota”, explica Norris. Esto, dice, podría causar un círculo de radio similar a los observados por ASKAP y MeerKAT.

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Platos MeerKAT al amanecer.

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Pero hasta ahora, ninguno de los escenarios explica completamente un ORC, y podrían ser algo completamente diferente. Y hay otra posible arruga en la historia. De los cinco ORC descubiertos hasta ahora, ORC2 y ORC3 se ven un poco diferentes. Están cerca uno del otro y probablemente relacionados. Norris y otros consideran que el par ORC es distinto del par ORC único, como ORC1.

Solo puedes llegar tan lejos con pistas limitadas, como sabe cualquier buen detective cósmico. Norris dice que debido a que los ORC son tan raros y débiles, hay muchas teorías y conjeturas sobre lo que podrían ser. “Lo que estás tratando de hacer es tratar de obtener la evidencia que convertirá esas conjeturas en argumentos razonados”, señala.

Más avistamientos de ORC moverán la aguja, pero por ahora los misteriosos círculos de radio siguen siendo una rareza.

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