Galaxia uriașă care arată ca un arc cu săgeată: astronomii au descoperit o formă cosmică nemaivăzută

Galaxia uriașă care arată ca un arc cu săgeată: astronomii au descoperit o formă cosmică nemaivăzută
Galaxia „arc și săgeată” își dezvăluie forma extrem de neobișnuită în lungimile de undă radio. (foto: Hota, Dabhade și Ghosh et al., precum și colaborarea RAD@home)

Universul are uneori un talent neașteptat de a crea forme care par desenate cu intenție. Există nebuloase care seamănă cu ochi, galaxii care par meduze sau spirale care aduc aminte de flori. Acum, astronomii au găsit un obiect cosmic care arată surprinzător de clar ca un arc cu săgeată: o galaxie radio uriașă, aflată la aproximativ două miliarde de ani-lumină de Pământ.

Obiectul a primit numele RAD-BAARG, de la „Bow-And-Arrow Radio Galaxy”, iar forma sa este atât de ciudată încât cercetătorii spun că nu au mai întâlnit una similară până acum. Descoperirea este importantă nu doar pentru imaginea spectaculoasă, ci și pentru ceea ce ar putea arăta despre felul în care galaxiile se schimbă atunci când intră în regiuni extrem de dense din Univers.

RAD-BAARG nu se vede ca o galaxie obișnuită în imaginile optice. Forma de arc și săgeată apare în special în unde radio, captate de radiotelescopul LOFAR. Emisia radio, colorată în roșu în imaginile publicate de echipă, a fost suprapusă peste observații optice ale cerului, iar rezultatul pare desprins dintr-o ilustrație SF.

Cum a ajuns o galaxie să arate ca un arc cu săgeată

În centrul unei galaxii radio se află, de regulă, o gaură neagră supermasivă care „se hrănește” cu materie. O parte din această materie nu cade direct în gaură, ci este accelerată și expulzată sub forma unor jeturi uriașe de plasmă. Aceste jeturi pot ajunge la distanțe de milioane de ani-lumină și sunt vizibile în spectrul radio.

În cele mai multe cazuri, astfel de galaxii au un aspect relativ simetric. Jeturile pleacă în direcții opuse și formează două regiuni mari, asemănătoare unor baloane sau lobi de plasmă, de o parte și de alta a galaxiei centrale. În cazul RAD-BAARG, simetria pare să fi dispărut complet.

Pe o parte, jetul formează o regiune curbată, lată și luminoasă, care se transformă într-un arc enorm de aproximativ 560 de kiloparseci, adică aproape 1,8 milioane de ani-lumină. Pe partea cealaltă, jetul se răsucește într-o formă de S, apoi continuă într-o coadă slabă și deplasată, care ajunge la aproape 600 de kiloparseci.

În total, structura are o dimensiune proiectată de aproximativ 715 kiloparseci, echivalentul a peste 2,3 milioane de ani-lumină. Asta o plasează în categoria galaxiilor radio gigantice, unele dintre cele mai mari structuri individuale create de o singură galaxie. Pentru comparație, Calea Lactee are un diametru de aproximativ 100.000 de ani-lumină.

Explicația posibilă: galaxia se mișcă supersonic printr-un roi cosmic

Cea mai interesantă ipoteză a cercetătorilor este că RAD-BAARG cade spre un roi de galaxii și se deplasează prin gazul fierbinte dintre galaxii cu o viteză supersonică. În acest scenariu, mișcarea ei ar genera în față un front de șoc uriaș, asemănător cu unda produsă de un avion care depășește viteza sunetului.

Gazul extrem de rarefiat din interiorul roiurilor de galaxii este greu de observat direct, însă jetul radio al galaxiei pare să „aprindă” această structură invizibilă. Cu alte cuvinte, plasma expulzată de gaura neagră ar putea face vizibil un front de șoc cosmic care, în mod normal, ar rămâne ascuns telescoapelor.

Această explicație nu este încă demonstrată definitiv. Autorii studiului subliniază că sunt necesare observații suplimentare în unde radio și raze X pentru a confirma mecanismul exact. Totuși, forma obiectului și mediul în care se află fac ipoteza foarte plauzibilă.

Este și motivul pentru care descoperirea este mai valoroasă decât o simplă imagine spectaculoasă. Astronomii au prezis de mult că galaxiile care intră în roiuri pot produce astfel de șocuri, însă surprinderea lor directă este extrem de dificilă. RAD-BAARG ar putea deveni unul dintre cele mai clare exemple de galaxie modelată activ de mediul cosmic prin care trece.

Descoperirea a fost făcută de un cercetător-cetățean

Unul dintre cele mai interesante detalii este că RAD-BAARG nu a fost identificată inițial de un algoritm sau de un observator profesionist, ci de Pranim Limbo, participant în proiectul indian RAD@home Astronomy Collaboratory. El analiza imagini radio ultrasensibile din sondajul LOFAR Two-metre Sky Survey atunci când a remarcat structura neobișnuită.

Descoperirea arată că recunoașterea umană a tiparelor are încă un rol important în astronomie, chiar într-o perioadă dominată de inteligență artificială și baze de date uriașe. Unele obiecte cosmice sunt atât de rare sau de atipice, încât ies în evidență tocmai pentru cineva care observă că „ceva nu arată normal”.

Pe măsură ce telescoape precum LOFAR devin tot mai sensibile, iar viitorul observator SKA va începe să producă date, astronomii se așteaptă să găsească mai multe galaxii cu jeturi deformate de mediul înconjurător. În acest context, RAD-BAARG ar putea fi doar primul exemplar dintr-o categorie cosmică mult mai ciudată decât se credea.

Până atunci, galaxia în formă de arc cu săgeată rămâne una dintre cele mai spectaculoase imagini radio ale anului și o dovadă că Universul poate produce structuri pe care nici cele mai bune simulări nu le anticipează mereu. Mai multe despre felul în care găurile negre supermasive pot remodela galaxiile și despre misterele semnalelor radio din spațiu găsești și în materialele Playtech.

Forma arcului măsoară aproape 1,8 milioane de ani-lumină, în timp ce structura completă ajunge la aproximativ 715 kiloparseci; autorii consideră că sunt necesare observații radio și X suplimentare pentru confirmarea completă a scenariului cu front de șoc.