Círculos gigantes de rádio alienígenas no espaço podem ser causados ​​pela explosão de estrelas

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Estranhos circuitos de rádio no espaço têm confundido os astrónomos desde que os objetos cósmicos foram descobertos pela primeira vez em 2019. Agora, os cientistas pensam que podem compreender o que forma estas misteriosas estruturas celestes, e a resposta pode fornecer informações sobre a evolução da galáxia.

Os circuitos de rádio individuais, também conhecidos como ORCs, são tão massivos que galáxias inteiras ficam em seus centros, com objetos que se estendem por centenas de milhares de anos-luz.

Nossa Via Láctea tem 30 quiloparsecs de diâmetro e um quiloparsec equivale a 3.260 anos-luz. Os circuitos de rádio individuais medem centenas de quilômetros. Até agora, apenas 11 foram descobertos, e alguns deles são potenciais ORCs que não foram confirmados, segundo os pesquisadores.

Os astrónomos criaram várias teorias para determinar o que poderá formar anéis espaciais, incluindo que são o resultado de colisões cósmicas massivas. Mas um novo estudo sugere que os círculos são conchas esculpidas por poderosos ventos galácticos criados quando estrelas massivas explodem.

Os astrônomos descobriram pela primeira vez circuitos de rádio individuais usando o telescópio SKA Pathfinder, operado pela agência científica nacional da Austrália, CSIRO, ou pela Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth.

O telescópio pode varrer grandes partes do céu para detectar sinais fracos, permitindo aos cientistas detectar objetos incomuns.

Pesquisadores que usaram o telescópio MeerKAT do Observatório de Radioastronomia na África do Sul também capturaram a primeira imagem do ORC, chamada ORC 1, em 2022. (MeerKat é a abreviação de Karoo Array Telescope, prefixado com a palavra Afrikaans para “mais”.) O poderoso telescópio é Sensível à luz fraca do rádio.

As teorias surgiram após a descoberta de estranhos circuitos de rádio: talvez esses circuitos fossem buracos de minhoca, restos de colisões de buracos negros ou jatos poderosos que bombeavam partículas energéticas, supuseram os pesquisadores.

Mas antes do novo estudo, os circuitos só tinham sido observados através de ondas de rádio. Apesar do seu enorme tamanho, nenhum telescópio de luz visível, infravermelho ou de raios X foi capaz de detectar circuitos de rádio individuais.

Alison Coyle, professora de astronomia e astrofísica na Universidade da Califórnia em San Diego, e os seus colaboradores decidiram olhar mais de perto para o ORC 4, o primeiro circuito de rádio alienígena conhecido observável no hemisfério norte da Terra. Coyle e a sua equipa estudaram o ORC 4 usando o Observatório W.M. Keck em Maunakea, no Havai, que revelou a presença de gás quente que é mais luminoso na luz visível do que o visto em galáxias típicas.

O resultado levantou mais questões.

Cowell ficou fascinada por estranhos circuitos de rádio porque ela e seus colegas pesquisadores estudam “galáxias estelares” massivas, que têm uma alta taxa de formação de estrelas. As galáxias também podem impulsionar ventos que fluem rapidamente. Quando estrelas gigantes explodem, elas liberam gás no espaço interestelar, ou no espaço entre as estrelas.

Quando um número suficiente de estrelas explode ao mesmo tempo, a força das explosões pode expulsar o gás da galáxia estelar a velocidades de até 4.473.873 milhas por hora (2.000 quilômetros por segundo).

“Essas galáxias são realmente interessantes”, disse Cowell, principal autor do estudo e presidente do Departamento de Astronomia e Astrofísica da UC San Diego, em um comunicado. “Ocorre quando duas grandes galáxias colidem. A fusão empurra todo o gás para uma área muito pequena, causando uma intensa explosão de formação estelar. Estrelas massivas queimam rapidamente e, quando morrem, expelem os seus gases em ventos correntes.”

Cowell e a sua equipa pensaram que os anéis de rádio poderiam estar ligados a galáxias estelares.

Usando dados de luz visível e infravermelho, a equipe de Cowell calculou que as estrelas da galáxia dentro da ORC 4 têm 6 bilhões de anos.

“Houve uma explosão na formação de estrelas nesta galáxia, mas terminou há cerca de mil milhões de anos”, disse Cowell.

Em seguida, a coautora do estudo, Cassandra Luchas, pós-doutorada no Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, realizou simulações para recriar o tamanho e as propriedades do circuito de rádio que incluíam a quantidade de gás que detectaram usando o telescópio Keck.

A simulação de Luchas mostrou que os ventos galácticos sopraram durante 200 milhões de anos antes de pararem. Então, a onda de choque direta continuou a enviar o gás quente para fora da galáxia, criando um circuito de rádio. Enquanto isso, o choque reverso enviou gás mais frio para a galáxia.

Esses eventos ocorreram ao longo de cerca de 750 milhões de anos.

A nova pesquisa foi publicada na revista natureza Foi apresentado na 243ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em Nova Orleans na segunda-feira.

“Para fazer isso funcionar, você precisa de uma alta taxa de fluxo de massa, o que significa que ele está ejetando muito material muito rapidamente. E o gás circundante fora da galáxia deve ser de baixa densidade, caso contrário o choque irá parar. Esses são os dois principais fatores “, disse Coyle. “Acontece.” As galáxias que estávamos estudando têm altas taxas de fluxo de massa. É raro, mas existe. Eu realmente acho que isso se refere a ORCs criados por algum tipo de vento galáctico.

Compreender as origens dos circuitos de rádio individuais também ajuda os astrónomos a compreender o impacto que este fenómeno pode ter na formação de galáxias ao longo do tempo.

“Os ORCs nos dão uma maneira de ver os ventos através de dados de rádio e espectroscopia”, disse Cowell. “Isso pode nos ajudar a determinar quão comuns são esses ventos galácticos de fluxo intenso e qual é o ciclo de vida do vento. Eles também podem nos ajudar a aprender mais sobre a evolução das galáxias: todas as galáxias massivas passam por uma fase ORC? As galáxias espirais se transformam em elipsóides quando param de formar estrelas?” ?Acho que podemos aprender muito sobre ORCs e com os ORCs.