Kosmiczny „Venn diagram”, który właśnie wypatrzyli astronomowie i naukowcy-obywatele, to coś więcej niż ładny obrazek. Obiekt oznaczony RAD J131346.9+500320 (w skrócie J1313…) to najpotężniejszy i najodleglejszy jak dotąd nietypowy krąg radiowy (ORC) – a do tego z dwoma przecinającymi się pierścieniami. Światło z tego układu leciało do nas ok. 7,7 mld lat, więc patrzymy na bardzo dawną scenę po gwałtownym epizodzie w życiu galaktyki. Każdy z pierścieni ma ~978 tys. lat świetlnych średnicy, a całość otacza rozmyta otoczka sięgająca ~2,6 mln lat świetlnych.
Czym są ORC i dlaczego ten jest wyjątkowy
ORC to ogromne, słabo świecące pierścienie emisji radiowej wokół galaktyk – widoczne tylko w radiu, tworzone przez relatywistyczną, namagnesowaną plazmę. Pierwsze ORC-y opisano dopiero kilka lat temu; potwierdzonych przykładów jest wciąż garstka, a podwójne pierścienie to ekstremalna rzadkość (dotąd znane były zaledwie dwa takie przypadki). J1313… bije rekordy odległości i mocy, a jego przesunięcie ku czerwieni z≈0,94 oznacza, że widzimy Wszechświat mniej więcej w połowie obecnego wieku.
Kto i jak to znalazł: nauka obywatelska + LOFAR
Rekordowy ORC odkryto we współpracy zespołu badaczy z University of Mumbai i RAD@home Astronomy Collaboratory – platformy nauki obywatelskiej – z użyciem danych z LOFAR-a, największego na świecie radioteleskopu niskoczęstotliwościowego. To pierwszy ORC odkryty przez naukowców-obywateli i pierwszy wyłowiony właśnie w LOFAR-ze. Tak, ludzkie oko wciąż potrafi wypatrzyć to, co umyka algorytmom.
Skąd biorą się te kosmiczne pierścienie
Najpoważniejsi podejrzani to supermasywne czarne dziury w centrach galaktyk. Ich dżety i wiatry potrafią wytwarzać gigantyczne struktury radiowe. W przypadku J1313… dane wskazują na scenariusz z galaktycznymi superwiatrami i/lub falami uderzeniowymi, które ścisnęły „uśpione” płaty radiowe i ponownie przyspieszyły cząstki, tworząc dziś widoczne pierścienie. Emisja wygląda na stare, słabnące promieniowanie synchrotronowe – relikt dawnej aktywności czarnej dziury, odświeżony przez nowszy podmuch energii.
Nie tylko jeden przypadek: dwa kolejne giganty
W tym samym artykule zespół opisuje jeszcze RAD J122622.6+640622 – radiogalaktykę, której zakrzywiony dżet „nadmuchuje” okrąg radiowy na końcu – oraz RAD J142004.0+621715 z podobnym pierścieniem na czubku dżetu. Wszystkie trzy źródła siedzą w masywnych gromadach galaktyk, gdzie gorąca plazma środowiska dodatkowo rzeźbi ich kształty. To mocny argument, że czarne dziury + środowisko wspólnie produkują ORC-y.
Co dalej i po co nam to wiedzieć
Rekordowy, podwójny ORC to żywy test fizyki plazmy na kosmicznych dystansach. Każe na nowo ułożyć opowieść o tym, jak galaktyki i ich czarne dziury współewoluują: kiedy dżety dominują, kiedy rządzą wiatry, a kiedy rolę przejmuje środowisko gromady. Nadchodzące przeglądy nieba i SKA (Square Kilometre Array) powinny zasypać nas nowymi kandydatami – a wtedy wreszcie przestaniemy zgadywać, a zaczniemy statystycznie rozwiązywać zagadkę ORC.
Najważniejsze fakty w pigułce
- Rekordzista: RAD J131346.9+500320 – najpotężniejszy i najodleglejszy ORC, z dwoma przecinającymi się pierścieniami.
- Skala: ~978 tys. l.ś. średnicy na pierścień, halo do ~2,6 mln l.ś.; światło w drodze 7,7 mld lat.
- Mechanizm: reanimacja „reliktowych” płatów radiowych przez superwiatry/fale uderzeniowe z aktywnej czarnej dziury.
- Odkrycie: nauka obywatelska RAD@home + LOFAR; dodatkowo dwie galaktyki z pierścieniami na końcach dżetów.
Wyniki badań opublikowano w miesięczniku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .