Bärbel Koribalski / ASKAP, auteur voorzien

In september 2019 gaf mijn collega Anna Kapinska een presentatie met interessante objecten die ze had gevonden tijdens het bladeren door onze nieuwe radioastronomische gegevens. Ze begon heel rare vormen op te merken die ze niet gemakkelijk in een bekend type object kon passen.

Onder hen, door Anna bestempeld als WTF?, was een afbeelding van een spookachtige cirkel van radiostraling, die als een kosmische rookring in de ruimte hing. Niemand van ons had ooit zoiets gezien, en we hadden geen idee wat het was. Een paar dagen later vond onze collega Emil Lenc een tweede, nog griezeliger dan die van Anna.

De spookachtige ORC1 (blauw / groene fuzz), tegen een achtergrond van de sterrenstelsels op optische golflengten. Er is een oranje sterrenstelsel in het midden van de ORC, maar we weten niet of het deel uitmaakt van de ORC, of ​​gewoon een toeval. Afbeelding van Bärbel Koribalski, gebaseerd op ASKAP-gegevens, met de optische afbeelding van de [Dark Energy Survey] (https://www.darkenergysurvey.org), auteur voorzien

Anna en Emil hadden de nieuwe beelden van onze pilootwaarnemingen voor de Evolutionaire kaart van het heelal (EMU) project, gemaakt met CSIRO's revolutionaire nieuwe Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) telescoop.

EMU is van plan om dapper delen van het heelal te onderzoeken waar nog geen telescoop is geweest. Het kan dit doen omdat ASKAP grote delen van de lucht zeer snel kan onderzoeken, naar een diepte die voorheen alleen in kleine delen van de lucht werd bereikt, en vooral gevoelig is voor zwakke, diffuse objecten zoals deze.

Ik voorspelde een een paar jaar geleden deze verkenning van het onbekende zou waarschijnlijk onverwachte ontdekkingen doen, die ik WTF's noemde. Maar niemand van ons verwachtte zoiets onverwachts, zo snel te ontdekken. Vanwege de enorme datavolumes had ik verwacht dat de ontdekkingen zouden worden gedaan met behulp van machine learning. Maar deze ontdekkingen werden gedaan met een goede ouderwetse blik.

Jagen op ORC's

Ons team doorzocht de rest van de gegevens met het oog en we vonden nog een paar van de mysterieuze ronde klodders. We noemden ze ORC's, wat staat voor "vreemde radiocirkels". Maar de grote vraag is natuurlijk: "wat zijn dat?"

In eerste instantie vermoedden we een beeldartefact, mogelijk veroorzaakt door een softwarefout. Maar we bevestigden al snel dat ze echt zijn, met behulp van andere radiotelescopen. We hebben nog steeds geen idee hoe groot of ver weg ze zijn. Het kunnen objecten in onze melkweg zijn, misschien een paar lichtjaar in doorsnede, of ze kunnen ver weg zijn in het heelal en misschien miljoenen lichtjaren in doorsnede.

Als we in beelden die met optische telescopen zijn gemaakt naar de positie van ORC's kijken, zien we niets. De ringen van radiostraling worden waarschijnlijk veroorzaakt door elektronenwolken, maar waarom zien we niets in zichtbare golflengten van licht? We weten het niet, maar het vinden van zo'n puzzel is de droom van elke astronoom.

We weten wat ze niet zijn

We hebben verschillende mogelijkheden uitgesloten voor wat ORC's zouden kunnen zijn.

Kunnen ze zijn supernova restanten, de wolken van puin die achterblijven als een ster in onze melkweg explodeert? Nee. Ze zijn ver verwijderd van de meeste sterren in de Melkweg en er zijn er te veel.

Kunnen het de ringen zijn van radio-emissie die soms worden gezien in melkwegstelsels die intens worden ondergaan? uitbarstingen van stervorming? Nogmaals, nee. We zien geen onderliggend sterrenstelsel dat de stervorming zou huisvesten.

Kunnen het de gigantische lobben van radiostraling zijn waar we in zien? radiostelselsveroorzaakt door stralen van elektronen die uit de omgeving van een superzwaar zwart gat spuiten? Waarschijnlijk niet, omdat de ORC's heel duidelijk cirkelvormig zijn, in tegenstelling tot de verwarde wolken die we in radiostelsels zien.

Kunnen ze zijn Einstein belt, waarin radiogolven van een ver sterrenstelsel in een cirkel worden gebogen door het zwaartekrachtveld van een cluster van sterrenstelsels? Nog steeds nee. ORC's zijn te symmetrisch en we zien geen cluster in het midden.

Een echt mysterie

In onze papier over ORC's, die verschijnt in de Publications of the Astronomical Society of Australia, bekijken we alle mogelijkheden en concluderen dat deze raadselachtige klodders er niet uitzien als iets dat we al weten.

We moeten dus dingen onderzoeken die mogelijk bestaan ​​maar nog niet zijn waargenomen, zoals een enorme schokgolf van een explosie in een ver sterrenstelsel. Dergelijke explosies kunnen er iets mee te maken hebben snelle radio-uitbarstingen, of de botsingen tussen neutronensterren en zwart gat die genereren zwaartekrachtgolven.

Of misschien zijn ze iets heel anders. Twee Russische wetenschappers hebben zelfs gesuggereerd ORC's kunnen de "kelen" zijn van wormgaten in ruimtetijd.

Van het handjevol dat we tot nu toe hebben gevonden, schatten we dat er ongeveer 1,000 ORC's in de lucht zijn. Mijn collega Bärbel Koribalski merkt op dat er nu met telescopen over de hele wereld wordt gezocht naar meer ORC's en de oorzaak ervan.

Het is een lastige klus, want ORCS zijn erg zwak en moeilijk te vinden. Ons team brainstormt over al deze ideeën en meer, in de hoop op het eureka-moment waarop een van ons, of misschien iemand anders, plotseling de flits van inspiratie heeft die de puzzel oplost.

Het is een spannende tijd voor ons. Het meeste astronomische onderzoek is gericht op het verfijnen van onze kennis van het heelal of het testen van theorieën. Zeer zelden krijgen we de uitdaging om over een nieuw type object te struikelen dat niemand eerder heeft gezien, en te proberen erachter te komen wat het is.

Is het een compleet nieuw fenomeen, of iets dat we al kennen, maar op een rare manier bekeken? En als het echt helemaal nieuw is, hoe verandert dat dan ons begrip van het heelal? 

Over de auteur

Ray Norris, professor, School of Science, Western Sydney University

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

books_science