Les cercles radio extraterrestres géants dans l’espace pourraient être provoqués par l’explosion d’étoiles

Inscrivez-vous à la newsletter scientifique Wonder Theory de CNN. Explorez l'univers avec des nouvelles de découvertes fascinantes, d'avancées scientifiques et bien plus encore..

CNN
—

D’étranges circuits radio dans l’espace ont mystifié les astronomes depuis la découverte des objets cosmiques pour la première fois en 2019. Aujourd’hui, les scientifiques pensent qu’ils peuvent comprendre ce qui forme ces mystérieuses structures célestes, et la réponse pourrait donner un aperçu de l’évolution des galaxies.

Les circuits radio individuels, également appelés ORC, sont si massifs que des galaxies entières se trouvent en leur centre, avec des objets s'étendant sur des centaines de milliers d'années-lumière.

Notre Voie Lactée mesure 30 kiloparsecs de diamètre, et un kiloparsec équivaut à 3 260 années-lumière. Les circuits radio individuels mesurent des centaines de kilomètres. Jusqu’à présent, seuls 11 ont été découverts, et certains d’entre eux sont des ORC potentiels qui n’ont pas été confirmés, selon les chercheurs.

Les astronomes ont proposé plusieurs théories pour déterminer ce qui pourrait former des anneaux spatiaux, notamment qu'ils seraient le résultat de collisions cosmiques massives. Mais une nouvelle étude suggère que les cercles sont des coquilles sculptées par de puissants vents galactiques créés lorsque des étoiles massives explosent.

Les astronomes ont découvert pour la première fois des circuits radio individuels à l'aide du télescope SKA Pathfinder, exploité par l'agence scientifique nationale australienne CSIRO, ou l'Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth.

Le télescope peut balayer de grandes parties du ciel pour détecter des signaux faibles, permettant ainsi aux scientifiques de détecter des objets inhabituels.

Les chercheurs utilisant le télescope MeerKAT de l'Observatoire de radioastronomie en Afrique du Sud ont également capturé la première image d'ORC, appelée ORC 1, en 2022. (MeerKat est l'abréviation de Karoo Array Telescope, préfixé du mot afrikaans pour « plus ».) Le puissant télescope est Sensible à la faible lumière radio.

Les théories ont afflué après la découverte d'étranges circuits radio : peut-être que ces circuits étaient des trous de ver, des restes de collisions de trous noirs ou de puissants jets pompant des particules énergétiques, ont émis l'hypothèse des chercheurs.

Mais avant la nouvelle étude, les circuits n’avaient été observés que par ondes radio. Malgré leur taille énorme, aucun télescope à lumière visible, infrarouge ou à rayons X n'a ​​été capable de détecter des circuits radio individuels.

Alison Coyle, professeur d'astronomie et d'astrophysique à l'Université de Californie à San Diego, et ses collaborateurs ont décidé d'examiner de plus près ORC 4, le premier circuit radio extraterrestre connu observable depuis l'hémisphère nord de la Terre. Coyle et son équipe ont étudié ORC 4 à l'aide de l'observatoire W.M. Keck à Maunakea, à Hawaï, qui a révélé la présence de gaz chauds plus lumineux en lumière visible que ceux observés dans les galaxies typiques.

Le résultat a soulevé davantage de questions.

Cowell est devenue fascinée par les étranges circuits radio parce qu’elle et ses collègues chercheurs étudient les « galaxies stellaires » massives qui ont un taux élevé de formation d’étoiles. Les galaxies peuvent également propulser des vents rapides. Lorsque les étoiles géantes explosent, elles libèrent du gaz dans l’espace interstellaire, ou l’espace entre les étoiles.

Lorsqu'un nombre suffisant d'étoiles explosent en même temps, la force des explosions peut pousser le gaz hors de la galaxie en étoile à des vitesses allant jusqu'à 4 473 873 milles par heure (2 000 kilomètres par seconde).

« Ces galaxies sont vraiment intéressantes », a déclaré Cowell, auteur principal de l'étude et directeur du département d'astronomie et d'astrophysique de l'UC San Diego, dans un communiqué. « Cela se produit lorsque deux grandes galaxies entrent en collision. La fusion pousse tout le gaz dans une très petite zone, provoquant une intense explosion de la formation d'étoiles. Les étoiles massives brûlent rapidement et lorsqu'elles meurent, elles expulsent leurs gaz dans des vents fluides. »

Cowell et son équipe pensaient que les anneaux radio pourraient être liés aux galaxies stellaires.

À l'aide de données de lumière visible et infrarouge, l'équipe de Cowell a calculé que les étoiles de la galaxie au sein d'ORC 4 ont 6 milliards d'années.

« Il y a eu une explosion de la formation d'étoiles dans cette galaxie, mais elle s'est terminée il y a environ un milliard d'années », a déclaré Cowell.

Ensuite, Cassandra Luchas, co-auteur de l'étude et chercheuse postdoctorale au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, a effectué des simulations pour recréer la taille et les propriétés du circuit radio qui incluaient la quantité de gaz détectée à l'aide du télescope Keck.

La simulation de Luchas a montré que les vents galactiques ont soufflé pendant 200 millions d'années avant de s'arrêter. Ensuite, l’onde de choc avant a continué à envoyer le gaz chaud hors de la galaxie, créant ainsi un circuit radio. Pendant ce temps, le choc inverse a envoyé du gaz plus froid dans la galaxie.

Ces événements se sont produits sur une période estimée à 750 millions d'années.

La nouvelle recherche a été publiée dans la revue nature Il a été présenté lundi lors de la 243e réunion de l'American Astronomical Society à la Nouvelle-Orléans.

« Pour que cela fonctionne, vous avez besoin d'un débit de sortie de masse élevé, ce qui signifie qu'il éjecte beaucoup de matière très rapidement. Et le gaz environnant à l'extérieur de la galaxie doit être de faible densité, sinon le choc s'arrêtera. Ce sont les deux principaux facteurs », a déclaré Coyle. « Il s'avère. » Les galaxies que nous étudiions ont des débits massiques élevés. C'est rare, mais cela existe. Je pense vraiment que cela fait référence aux ORC créés par une sorte de vent galactique.

Comprendre les origines des circuits radio individuels aide également les astronomes à comprendre l’impact que ce phénomène peut avoir sur la formation des galaxies au fil du temps.

« Les ORC nous permettent de voir les vents grâce aux données radio et à la spectroscopie », a déclaré Cowell. « Cela peut nous aider à déterminer la fréquence de ces vents galactiques intenses et quel est le cycle de vie du vent. Ils peuvent également nous aider à en apprendre davantage sur l'évolution des galaxies : toutes les galaxies massives passent-elles par une phase ORC ? Les galaxies spirales se transforment-elles en des ellipsoïdes lorsqu'ils arrêtent de former des étoiles ? » Je pense que nous pouvons apprendre beaucoup de choses sur les ORC et apprendre des ORC.