Jayanne Inglés / Universidad de Manitoba
El descubrimiento de los llamados «círculos de radio extraños» hace varios años hizo que los astrónomos se apresuraran a encontrar una explicación para estas enormes regiones de ondas de radio de tan largo alcance que tienen galaxias en sus centros. Los científicos de la Universidad de California en San Diego creen haber encontrado la respuesta: los vientos galácticos que surgen de las estrellas en explosión en las galaxias llamadas «starburst». Describieron sus hallazgos en un nuevo papel publicado en la revista Nature.
«Estas galaxias son realmente interesantes» dijo Alison Coil de la Universidad de California, San Diego. “Ocurren cuando dos grandes galaxias chocan. La fusión empuja todo el gas hacia una región muy pequeña, lo que provoca un intenso estallido de formación estelar. Las estrellas masivas se queman rápidamente y, cuando mueren, expulsan su gas en forma de vientos”.
Como reportado anteriormenteel descubrimiento surgió de la Mapa evolutivo del universo (UEM), cuyo objetivo es tomar un censo de fuentes de radio en el cielo. Hace varios años, Ray Norris, astrónomo de la Universidad Western Sydney y CSIRO en Australia, predijo que el proyecto UEM haría descubrimientos inesperados. Los llamó «WTF». Anna Kapinska, una astrónoma del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) estaba examinando datos de radioastronomía recopilados por el telescopio Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) de CSIRO cuando notó varias formas extrañas que no parecían parecerse a ningún tipo de objeto conocido. Siguiendo la nomenclatura de Norris, los etiquetó como posibles WTF. Una de ellas era una imagen de un círculo fantasmal de emisión de radio, «colgando en el espacio como un anillo de humo cósmico».
Otros miembros del equipo pronto encontraron dos burbujas redondas más extrañas, a las que denominaron «círculos de radio extraños» (ORC). Se identificó un cuarto ORC en datos de archivo del radiotelescopio gigante MetreWave de la India, y un quinto se descubrió en datos nuevos de ASKAP en 2021. Hay varios objetos más que también podrían ser ORC. Basándose en esto, el equipo estima que podría haber hasta 1.000 ORC en total.
Mientras que Norris et al. Aunque inicialmente se asumió que las manchas eran solo artefactos de imágenes, los datos de otros radiotelescopios confirmaron que se trataba de una nueva clase de objeto astronómico. No aparecen en los telescopios ópticos estándar ni en los telescopios de infrarrojos y de rayos X, sólo en el espectro de radio. Los astrónomos sospechan que las emisiones de radio se deben a nubes de electrones. Pero eso no explicaría por qué los ORC no aparecen en otras longitudes de onda. Todos los ORC confirmados hasta ahora tienen una galaxia en el centro, lo que sugiere que esto podría ser un factor relevante en cómo se forman. Y son enormes, miden alrededor de un millón de años luz de diámetro, que es más grande que nuestra Vía Láctea.
En cuanto a la causa de las explosiones que llevaron a la formación de ORC, se reportan nuevos datos en 2022 fue suficiente para descartar todas menos tres posibilidades. La primera es que los ORC son el resultado de una onda de choque procedente del centro de una galaxia, tal vez derivada de la fusión de dos agujeros negros supermasivos. Alternativamente, podrían ser el resultado de chorros de radio que arrojan partículas desde núcleos galácticos activos. Finalmente, los ORC pueden ser proyectiles causados por explosiones estelares («choque de terminación»), que producirían una onda de choque esférica a medida que el gas caliente saliera disparado de un centro galáctico.
Cassandra Lochhaas / Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial
Bobina y col. Estaban intrigados por el descubrimiento de los ORC. Habían estado estudiando galaxias con estallidos estelares, que destacan por su altísima tasa de formación de estrellas, lo que las hace aparecer de un azul brillante. El equipo pensó que las últimas etapas de esas galaxias con estallidos estelares podrían explicar el origen de los ORC, pero necesitaban más que datos de radio para demostrarlo. Por eso, el equipo utilizó el espectrógrafo de campo integral del Observatorio WM Keck en Hawaii para observar más de cerca ORC 4, el primer círculo de radio observable desde el hemisferio norte. Eso reveló una cantidad mucho mayor de gas brillante, calentado y comprimido de lo que uno vería en una galaxia promedio. Datos adicionales de imágenes ópticas e infrarrojas revelaron que las estrellas de la galaxia ORC 4 tienen aproximadamente 6 mil millones de años. La formación de nuevas estrellas parece haber terminado hace unos miles de millones de años.
El siguiente paso fue ejecutar simulaciones por computadora del extraño círculo de radio que abarca el transcurso de 750 millones de años. Esas simulaciones mostraron un período inicial de 200 millones de años con poderosos vientos galácticos, seguido de una onda de choque que impulsó gas muy caliente fuera de la galaxia para crear un anillo de radio. Mientras tanto, una onda de choque inversa envió gas más frío de regreso a la galaxia central.
“Para que esto funcione, se necesita una tasa de salida de masa alta, lo que significa que se expulsa una gran cantidad de material muy rápidamente. Y el gas circundante justo fuera de la galaxia tiene que ser de baja densidad, de lo contrario el choque se detiene. Estos son los dos factores clave”. dijo bobina. “Resulta que las galaxias que hemos estado estudiando tienen tasas de salida de masa elevadas. Son raros, pero existen. Realmente creo que esto apunta a que los ORC se originan a partir de algún tipo de viento galáctico que fluye hacia afuera”. También cree que los ORC podrían ayudar a los astrónomos a comprender más acerca de los vientos galácticos, ya que les permiten «ver» esos vientos a través de datos de radio y espectrometría.
Naturaleza, 2024. DOI: 10.1038/s41586-023-06752-8 (Acerca de los DOI).
