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Las extrañas bandas de radio en el espacio han desconcertado a los astrónomos desde que los objetos cósmicos fueron descubiertos por primera vez en 2019. Ahora, los científicos esperan comprender qué constituye estas misteriosas estructuras celestes, y la respuesta puede ofrecer información sobre la evolución galáctica.
Las extrañas regiones de radio, también conocidas como ORC, son tan masivas que galaxias enteras residen en sus centros y los objetos abarcan cientos de miles de años luz.
Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene 30 kiloparsecs de ancho y un kiloparsec equivale a 3.260 años luz. Las extrañas bandas de radio miden cientos de kiloparsecs. Hasta ahora, sólo se han detectado 11 y algunos de esos potenciales ORC no han sido confirmados, dijeron los investigadores.
Los astrónomos han ideado muchas teorías para determinar qué podrían ser los anillos espaciales, que son el resultado de una colisión cósmica masiva. Pero según un nuevo estudio, los anillos son conchas talladas por poderosos vientos galácticos creados cuando explotan estrellas masivas.
Los astrónomos detectaron por primera vez las extrañas bandas de radio utilizando el telescopio SKA Pathfinder operado por la agencia científica nacional de Australia CSIRO, o la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth.
El telescopio podía escanear grandes zonas del cielo para detectar señales débiles, lo que permitió a los científicos descubrir objetos inusuales.
Investigadores que utilizaron el telescopio Meerkat del Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica capturaron la primera imagen de ORC, denominada ORC 1, en 2022. (MeerKat es un acrónimo de Karoo Array Telescope, una palabra en afrikáans que significa «más») es un telescopio potente. Sensible a la tenue luz de radio.
Las teorías surgieron después del descubrimiento de los extraños círculos de radio: tal vez eran gargantas de agujeros de gusano, restos de colisiones de agujeros negros o poderosos chorros que bombeaban partículas energéticas, especularon los investigadores.
Pero antes del nuevo estudio, las zonas se observaban sólo a través de ondas de radio. A pesar de su enorme tamaño, ningún telescopio de luz visible, infrarrojo o rayos X ha detectado las extrañas bandas de radio.
Alison Coyle, profesora de astronomía y astrofísica de la Universidad de California en San Diego, y sus colaboradores decidieron observar más de cerca ORC 4, el primer anillo de radio extraño observado desde el hemisferio norte de la Tierra. Coyle y su equipo estudiaron ORC 4 utilizando el Observatorio WM Keck en Maunakea, Hawaii, que reveló la presencia de gas caliente mucho más brillante en luz visible que el que se ve en las galaxias típicas.
La investigación planteó más preguntas.
Coil quedó cautivada por los extraños círculos de radio porque ella y sus colegas investigadores estudian «galaxias con estallido estelar» masivas, que tienen altas tasas de formación de estrellas. Las galaxias pueden provocar rápidas salidas. Cuando las estrellas gigantes explotan, liberan gas al espacio interestelar, o al espacio entre estrellas.
Cuando suficientes estrellas explotan a la vez, la energía de las explosiones expulsa gas de una galaxia con estallido estelar a 4.473.873 millas por hora (2.000 kilómetros por segundo).
«Estas galaxias son realmente interesantes», dijo en un comunicado Coyle, autor principal del estudio y presidente del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de California en San Diego. «Ocurren cuando dos galaxias masivas chocan. La fusión empuja todo el gas hacia un área muy pequeña, lo que provoca un intenso estallido de formación estelar. Las estrellas masivas se queman rápidamente y, cuando mueren, expulsan su gas en forma de viento.
Coyle y su equipo pensaron que los anillos de radio podrían estar relacionados con galaxias con formación de estrellas.
Utilizando datos de luz visible e infrarroja, el equipo de Coyle calculó que las estrellas dentro de la galaxia dentro de ORC 4 tienen 6 mil millones de años.
«Hubo un estallido de formación estelar en esta galaxia, pero terminó hace aproximadamente mil millones de años», dijo Coyle.
Luego, la coautora del estudio Cassandra Lochas, becaria postdoctoral en Harvard y el Centro Smithsonian de Astrofísica, realizó simulaciones para recrear el tamaño y las propiedades del círculo de radio que contiene la masa de gas detectada con el telescopio Keck.
La simulación de Lochas mostró que los vientos galácticos soplaron durante 200 millones de años antes de cesar. Luego, la onda de choque directa continuó enviando gas caliente fuera de la galaxia, creando un anillo de radio. Mientras tanto, el choque inverso envió el gas más frío de regreso a la galaxia.
Estos eventos tuvieron lugar durante un período de aproximadamente 750 millones de años.
La nueva investigación fue publicada en la revista Nature y presentada el lunes en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans.
«Se necesita una alta tasa de eyección de masa para que esto funcione, lo que significa que expulsa una gran cantidad de material muy rápidamente. Y el gas circundante fuera de la galaxia tiene que tener una densidad muy baja, de lo contrario el choque se detiene. Esos son dos factores importantes». Coyle dijo: «Las galaxias que estamos estudiando tienen altas tasas de eyección de masa. Resulta que sí las tienen. Son raros, pero existen. Creo que esto indica que los ORC se originaron a partir de algún tipo de salida de vientos galácticos.
Comprender el origen de los extraños círculos de radio ayudará a los astrónomos a comprender qué efecto pueden tener en última instancia los fenómenos en la formación de galaxias.
«Los ORC nos proporcionan una manera de ‘ver’ el viento a través de datos de radio y espectroscopia», dijo Coyle. «Esto nos ayudará a determinar qué tan comunes son estos vientos galácticos de salida extrema y cuál es el ciclo de vida del viento. Pueden ayudarnos a aprender más sobre la evolución galáctica: ¿todas las galaxias masivas pasan por una fase ORC? ¿Las galaxias espirales se vuelven elípticas cuando no ¿Estrellas de forma más larga?Acerca de los ORC Creo que podemos aprender y aprenderemos de los ORC.
