معمای امواج رادیویی عجیب و غریب دریافتی از فضا بالاخره حل شد

معمولاً این اتفاق نمی‌افتد که فضا چیز کاملاً جدیدی را به سمت ما ارسال کند، اما در سال ۲۰۱۹ این اتفاق رخ داد و ستاره‌شناسان یک پدیده کاملاً ناشناخته را کشف کردند که آن‌ها را حلقه‌های رادیویی عجیب و غریب (ORCs) نامیدند. اکنون، داده‌های بیشتری به دست آمده که ممکن است نحوه شکل‌گیری این‌ امواج نادر را نشان بدهد.

ORC‌ها حباب‌های دایره‌ای انتشار رادیویی هستند و علت آنها نامشخص بود. چند مورد اول از آنها در داده‌های تلسکوپ رادیویی رهیاب آرایه کیلومتر مربعی استرالیا (ASKAP) کشف شدند و در ابتدا مشخص نبود که منشا آنها در داخل کهکشان ما است یا منبعی بسیار دورتر دارند.

از آنجایی که ORC‌ها در طول موج‌های فروسرخ و نوری بسیار ضعیف و نامرئی بودند، مطالعه آن‌ها دشوار بود، اما اطلاعات بیشتری در سال ۲۰۲۲ به دست آمد که به شناسایی منشا آن‌ها کمک کرد. مشخص شد که ORC‌ها عظیم هستند و میلیون‌ها سال نوری را پوشش می‌دهند و بر روی کهکشان‌های خاصی متمرکز شده‌اند.

در مطالعه جدید، اخترشناسان با پیوند دادن ORC‌ها به کهکشان‌های «ستاره‌زا» یک منبع واقعی برای آنها پیدا کرده‌اند.

آلیسون کویل، نویسنده اصلی این مطالعه گفت: این کهکشان‌ها واقعاً جالب هستند. آن‌ها هنگام برخورد دو کهکشان بزرگ رخ می‌دهند. این ادغام تمام گاز را به یک منطقه بسیار کوچک می‌راند که باعث انفجار شدید تشکیل ستاره می‌شود.

هر تولدی مرگی در پی دارد، بنابراین پس از مدتی، این کهکشان‌ها ابرنواختر‌های همزمانی را تجربه می‌کنند. تعداد زیادی از ستاره‌ها که تقریباً در یک زمان در نزدیک همی منفجر می‌شوند، گازی که می‌پراکنند به باد‌هایی تبدیل می‌شود که با سرعتی تا ۲۰۰۰ کیلومتر از کهکشان خارج می‌شوند. ORC‌ها می‌توانند مرحله پایانی این فرآیند باشند.

برای کشف این موضوع، آن‌ها کهکشانی را در مرکز یک ORC در نور مرئی و فروسرخ بررسی کردند و مشخص شد که مقدار زیادی گاز روشن، داغ و فشرده در مرکز آنجا وجود دارد. بر اساس داده‌ها، آن‌ها مشخص کردند که ستارگان آن کهکشان حدود ۶ میلیارد سال سن دارند و دوره ستاره‌ای این کهکهشان حدود یک میلیارد سال پیش به پایان رسید.

سپس، تیم شبیه‌سازی‌هایی را انجام داد که ویژگی‌های کهکشان، ستاره‌های آن و ORC اطراف آن را محاسبه می‌کرد. این‌ بررسی‌ها نشان داد که باد‌های خروجی حدود ۲۰۰ میلیون سال می‌وزند، سپس متوقف می‌شوند. پس از آن، یک موج ضربه‌ای ایجاد می‌شود و گاز داغ‌تر به بیرون رانده می‌شود و امواج رادیویی ایجاد می‌کند، در حالی که موج ضربه‌ای دیگر در جهت مخالف حرکت می‌کند و گاز خنک‌تر را به سمت کهکشان برمی‌گرداند. کل این فرآیند حدود ۷۵۰ میلیون سال به طول امی‌انجامد.

کویل می‌گوید: «برای پخش امواج به خروج پرشتاب جرم نیاز است. گاز اطراف که در خارج از کهکشان قرار دارد باید چگالی کم داشته باشد، در غیر این صورت شوک متوقف می‌شود. این دو عامل کلیدی هستند. به نظر می‌رسد کهکشان‌هایی که ما مطالعه کرده‌ایم این نرخ‌های خروجی با جرم بالا را دارند. آن‌ها نادر هستند، اما وجود دارند.»

این امواج می‌توانند به ما کمک کنند تا در مورد تکامل کهکشانی بیشتر بیاموزیم: آیا همه کهکشان‌های عظیم از فاز ORC عبور می‌کنند؟  آیا کهکشان‌های مارپیچی وقتی دیگر ستاره‌ای تشکیل نمی‌دهند، بیضوی می‌شوند؟

این تحقیق در مجله Nature منتشر شده.

منبع: دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو