En radioastronomie, les objets en forme de cercle sont assez courants. Étant donné que le gaz ionisé diffus émet souvent de la lumière radio, des objets tels que des restes de supernova, des nébuleuses planétaires et même des régions de formation d’étoiles peuvent créer des arcs circulaires de gaz diffus. Mais en 2019, les astronomes ont commencé à découvrir des cercles radio qu’ils ne pouvaient pas expliquer, en partie parce qu’ils sont si grands.
Vue d’artiste de cercles radio impairs. On pense qu’il faut 1 milliard d’années aux anneaux pour atteindre la taille que nous connaissons aujourd’hui. Les anneaux sont si gros (des millions d’années-lumière de diamètre) qu’ils se sont étendus au-delà d’autres galaxies. Crédit image : CSIRO
Connus sous le nom de Odd Radio Circles, ou ORC, ils mesurent environ un million d’années-lumière de diamètre, soit environ dix fois plus large que la Voie lactée. Les observations montrent que les ORC sont centrés autour d’une galaxie elliptique, ce qui suggère une connexion galactique.
Il a été suggéré que les ORC sont formés par des ondes de choc déclenchées par un événement puissant tel qu’un sursaut gamma ou un sursaut radio rapide, mais étant donné la taille des ORC, ces événements auraient dû être déclenchés très loin dans le passé. Et les ondes de choc peuvent généralement être vues dans d’autres longueurs d’onde telles que l’infrarouge et les rayons X, mais les ORC ne sont visibles que dans la lumière radio.
Mais une nouvelle étude suggère d’autres origines possibles. À l’aide du radiotélescope MeerKAT, l’équipe a capturé de nouvelles données de l’un des six ORC confirmés, créant l’image la plus haute résolution à ce jour. Cela a révélé des structures en anneau jamais vues auparavant. L’équipe a également mesuré la polarisation de la lumière de l’ORC, ce qui les a aidés à réduire les causes possibles.
Crédit : Sam Moorfield/CSIRO
D’après les observations, la lumière correspond à celle du rayonnement synchrotron. Cela se produit lorsque des particules chargées sont capturées dans un champ magnétique. Lorsque les particules spiralent le long des lignes de champ magnétique, elles émettent une faible lumière radio. Cela se produit souvent avec un plasma diffus, et cela suggère qu’un gaz de coquille sphérique a été repoussé de la galaxie soit par une période rapide de production d’étoiles, soit par la fusion de trous noirs supermassifs.
Une autre possibilité intéressante est que les ORC soient formés directement par le trou noir supermassif de la galaxie. Les trous noirs galactiques actifs, ou noyaux galactiques actifs (AGN) comme on les appelle communément, provoquent souvent des jets de matière qui s’éloignent du trou noir à une vitesse proche de celle de la lumière. Au fil du temps, ceux-ci peuvent créer de vastes lobes radio, où le plasma éjecté longtemps brille dans la lumière radio. Une idée est que les ORC sont causés par des lobes radio orientés le long de notre ligne de visée. Plutôt que de voir le plasma éjecté comme un lobe, nous le verrions comme des arcs radio incandescents.
La première image ORC (à gauche) et cette dernière image (à droite). Crédit: L’équipe EMU, utilisant les données du continuum radio ASKAP et MeerKAT
Bien que cette étude ait réduit les explications possibles des ORC, il n’y a pas de solution claire. Mais l’équipe entreprend d’autres études pour chercher plus d’indices. Et lorsque les futurs radiotélescopes tels que le Square Kilometre Array (SKA) seront terminés, nous découvrirons encore plus d’ORC.
Référence: RP Norris et al. « MeerKAT découvre la physique d’un Odd Radio Circle.” prépublication arXiv arXiv:2203.10669 (2022).
La source: Univers aujourd’huipar le Dr Brian Koberlein.
