Personne ne sait pourquoi il y a des taches fantomatiques dans le ciel – les astronomes sont excités

En septembre 2019, ma collègue Anna Kapinska a fait une présentation montrant des objets intéressants qu'elle avait trouvés en parcourant nos nouvelles données radioastronomiques. Elle avait commencé à remarquer des formes très étranges qu'elle ne pouvait pas adapter facilement à n'importe quel type d'objet connu.

Parmi eux, étiquetés par Anna comme WTF? il y avait une image d'un cercle fantomatique d'émission radio, traîner dans l'espace comme un anneau de fumée cosmique. Aucun de nous n'avait jamais rien vu de tel auparavant, et nous n'avions aucune idée de ce que c'était. Quelques jours plus tard, notre collègue Emil Lenc en a trouvé un second, encore plus effrayant que celui d'Anna.

Anna et Emil avaient examiné les nouvelles images de nos observations pilotes pour le projet Carte évolutive de l'univers (EMU) réalisé avec le nouveau télescope révolutionnaire Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) .

L'EMU prévoit de sonder hardiment des parties de l'Univers où aucun télescope n'est allé auparavant. Il peut le faire parce qu'ASKAP peut étudier très rapidement de grandes parties du ciel, sondant à une profondeur auparavant seulement atteinte dans de minuscules zones du ciel, et étant particulièrement sensible aux objets faibles et diffus comme ceux-ci.

J'ai prédit un il y a quelques années cette exploration de l'inconnu ferait probablement des découvertes inattendues, que j'ai appelées WTF. Mais aucun de nous ne s'attendait à découvrir quelque chose d'aussi inattendu, aussi rapidement. En raison des énormes volumes de données, je m'attendais à ce que les découvertes soient faites à l'aide de l'apprentissage automatique. Mais ces découvertes ont été faites avec un bon œil à l'ancienne.

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ORC de chasse

Notre équipe a cherché le reste des données à l'œil nu, et nous avons trouvé quelques-uns des mystérieux blobs ronds. Nous les avons baptisés ORC, ce qui signifie «étrange cercles radio». Mais la grande question, bien sûr, est: «que sont-ils?»

Au début, nous avons suspecté un artefact d'imagerie, peut-être généré par une erreur logicielle. Mais nous avons rapidement confirmé qu'ils étaient réels, en utilisant d'autres radiotélescopes. Nous n'avons toujours aucune idée de leur taille ou de leur distance. Ils pourraient être des objets dans notre galaxie, peut-être quelques années-lumière à travers, ou ils pourraient être loin dans l'Univers et peut-être des millions d'années-lumière à travers.

Quand nous regardons des images prises avec des télescopes optiques à la position de ORC, on ne voit rien. Les anneaux d'émission radio sont probablement causés par des nuages ​​d'électrons, mais pourquoi ne voyons-nous rien dans les longueurs d'onde visibles de la lumière? Nous ne savons pas, mais trouver un puzzle comme celui-ci est le rêve de tout astronome.

Nous savons ce qu'ils ne sont pas

Nous avons exclu plusieurs possibilités pour ce que pourraient être les ORC.

Pourraient-ils être les restes de supernova les nuages ​​de débris laissés derrière quand une étoile dans notre galaxie explose? Non. Ils sont loin de la plupart des étoiles de la Voie lactée et il y en a trop.

Seraient-ils les anneaux d'émission radio que l'on voit parfois dans les galaxies subissant d'intenses sursauts de formation d'étoiles ? Encore une fois, non. Nous ne voyons aucune galaxie sous-jacente qui hébergerait la formation d'étoiles.

Pourrait-il s'agir des lobes géants d'émission radio que nous voyons dans radio galaxies causés par des jets d'électrons jaillissant des environs d'un trou noir supermassif? Peu probable, car les ORC sont très nettement circulaires, contrairement aux nuages ​​enchevêtrés que nous voyons dans les radio-galaxies. par le champ gravitationnel d'un amas de galaxies? Toujours pas. Les ORC sont trop symétriques et nous ne voyons pas d'amas en leur centre.

Un véritable mystère

Dans notre article sur les ORC, qui paraîtra prochainement dans les Publications de l'Astronomical Society of Australia , nous passons en revue toutes les possibilités et concluons que ces taches énigmatiques ne ressemblent à rien de ce que nous savons déjà.

Nous devons donc explorer des choses qui pourraient exister mais qui n'ont pas encore été observées, comme une vaste onde de choc de une explosion dans une galaxie lointaine. De telles explosions peuvent avoir quelque chose à voir avec sursauts radio rapides ou avec les collisions d'étoiles à neutrons et de trous noirs qui génèrent des ondes gravitationnelles .

Ou peut-être sont-elles tout autre chose. Deux scientifiques russes ont même suggéré que les ORC pourraient être les «gorges» des trous de ver dans l'espace-temps.

D'après la poignée que nous avons trouvée jusqu'à présent, nous estimons qu'il y a environ 1 000 ORC dans le ciel. Mon collègue Bärbel Koribalski note que la recherche est maintenant en cours, avec des télescopes du monde entier, pour trouver plus d'ORC et comprendre leur cause.

C'est un travail délicat, car les ORCS sont très faibles et difficiles à trouver. Notre équipe réfléchit à toutes ces idées et plus encore, dans l’espoir du moment eureka où l’un d’entre nous, ou peut-être quelqu'un d’autre, aura soudainement le flash d’inspiration qui résout le puzzle.

C’est une période passionnante pour nous. La plupart des recherches astronomiques visent à affiner nos connaissances de l'Univers ou à tester des théories. Nous avons très rarement le défi de tomber sur un nouveau type d'objet que personne n'a vu auparavant, et d'essayer de comprendre ce que c'est.

Est-ce un phénomène complètement nouveau, ou quelque chose que nous connaissons déjà mais que nous voyons dans un façon étrange? Et si c'est vraiment complètement nouveau, comment cela change-t-il notre compréhension de l'univers? Regardez cet espace!

Cet article de Ray Norris Professor, School of Science, Western Sydney University est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original .