En teori om radiocirklarna därute

 

2019 detekterade det då färdigställda teleskopet ASKAP (Australian Square Kilometer Array Pathfinder) något som ingen någonsin sett förut, radiovågscirklar så stora att de omfattade hela galaxer inom sig. Astrofysikerna försökte därefter försöka förstå vad dessa cirklar var och varför de fanns.

Nu anser ett forskarlag lett av Alison Coil, professor i astronomi och astrofysik vid University of California San Diego att de kan ha hittat svaret: cirklarna är skal som bildats av utströmmande galaktiska vindar, möjligen från massiva exploderande stjärnor (supernovor).

När stjärnor slocknar och exploderar kastar de ut gas i dess omgivning ut i den interstellära rymden. Om tillräckligt många stjärnor exploderar nära varandra samtidigt kan kraften i dessa explosioner pressa ut gasen ur själva galaxen i utströmmande vindar, som kan färdas med upp till 2 000 kilometer i sekunden. De  galaxer där detta sker är  intressanta, beskriver Coil som är ordförande för institutionen för astronomi och astrofysik vid University of California San Diego. 

Cirklarna uppstår i områden där två stora galaxer kolliderar. Sammanslagningen skjuter då in all gas i ett mycket litet område vilket orsakar en intensiv  stjärnbildning. Massiva stjärnor brinner snabbt ut och då de dör kastar de ut sin gas som utströmmande vindar. Cassandra Lochhaas, postdoktor vid Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics som specialiserat sig på teorier om galaktiska vindar och medförfattare till artikeln, körde en serie numeriska datorsimuleringar för att replikera storleken och egenskaperna hos de stora radioringarna, inklusive den stora mängden kall gas i den centrala galaxen.

Hennes simuleringar visade hur galaktiska vindar blåste i 200 miljoner år innan se avstannade. När vinden upphörde fortsatte en framåtriktad chockvåg att driva ut het gas ur galaxen och skapade en radioring medan en omvänd chock skickade kallare gas tillbaka in i galaxen. Datasimuleringen visade vad som kunde ske under 750 miljoner år vilket är  inom ramen för den uppskattade stjärnåldern på en miljard år för ORC 4 (en odd radio circle). 

För att det ska fungera behövs ett utflöde med hög massa vilket innebär att det då kastas ut mycket material under kort tid. Den omgivande gasen strax utanför galaxen måste ha låg densitet annars avstannar chockvågen. Det här är de två nyckelfaktorerna, beskriver Coil. – Det visar sig att de galaxer vi har studerat har dessa höga massutflödeshastigheter. De är sällsynta men de finns. Jag tror  att detta pekar på att ORC:er härstammar från någon form av utströmmande galaktiska vindar beskriver Coil.

Det är inte bara utströmmande vindar som kan hjälpa astronomer att förstå ORC, utan även ORC:er kan hjälpa astronomerna att förstå utströmmande vindar. ORC:er är ett sätt för oss att se vindarna genom radiodata och spektroskopi, beskriver Coil. – Det här kan hjälpa oss att avgöra hur vanliga dessa extrema utströmmande galaktiska vindar är och hur vindarnas livscykel ser ut. Det kan hjälpa oss att lära oss mer om galaktisk utveckling och svara på frågan om alla massiva galaxer går igenom en ORC-fas. Blir spiralgalaxer elliptiska när de inte längre bildar stjärnor? Jag tror att det finns mycket vi kan lära oss om och av ORC:er.

Studien är publicerad i Nature.

Bild vikipedia en konstnärs intryck av en udda radiocirkel som exploderar i centrum av en galax. ORC:er (radiocirklar) kan expandera förbi andra galaxer.