Cientistas cidadãos encontraram vários novos “círculos de rádio estranhos” ou ORCs, em enormes e distantes aglomerados de galáxias – e através das suas descobertas, os cientistas estão a aprender mais sobre como estas enormes estruturas semelhantes a anéis se formam.
Os ORCs foram identificados pela primeira vez há apenas seis anos, em 2019, por Anna Kapinska do Observatório Nacional de Radioastronomia enquanto examinava observações feitas pelo Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP). Os ORCs são enormes, até 50 vezes maiores que o nosso Galáxia Via Lácteaque por si só é de cerca de 100.000 anos-luz entre. Eles são invisíveis nos comprimentos de onda ópticos, infravermelhos e de raios X, e suas estruturas fantasmagóricas são detectáveis apenas por radiotelescópios.
“Os ORCS estão entre as estruturas cósmicas mais bizarras e belas que já vimos e podem conter pistas vitais sobre como galáxias e buracos negros co-evoluir, de mãos dadas”, disse Ananda Hota, da Universidade de Mumbai, que liderou a pesquisa, em um declaração.
Até agora, apenas oito ORCs foram identificados positivamente em todo o universo, mas estas três novas descobertas sugerem que podem ser mais comuns do que os astrónomos pensavam.
A descoberta da equipe é cortesia de cientistas cidadãos que analisam dados no RAD@home Astronomy Collaboratory, que é a primeira plataforma de ciência cidadã da Índia e é ideia de Hota.
Os anéis de rádio foram então confirmados pelo LOFAR, o Low Frequency Array de antenas de rádio em toda a Europa Ocidental e centralizado na Holanda.
Um dos ORCs recém-descobertos é na verdade dois enormes anéis em expansão com 978.000 anos-luz de diâmetro, embutidos em uma névoa de emissão difusa de rádio com 2,6 milhões de anos-luz de diâmetro, que está conectado a uma rádio galáxia gigante catalogada como RAD J131346.9+500320 (os números referem-se às suas coordenadas na esfera celeste em ascensão reta e declinação, respectivamente). Esta é apenas a segunda vez que ORCs gémeos são encontrados, e a uma distância de cerca de 7 mil milhões de anos-luz (um desvio para o vermelho de 0,94), é o sistema ORC mais distante e poderoso encontrado até agora. A equipe de Hota suspeita que os anéis sejam relíquias, produzidas por alguma explosão anterior da galáxia, que estão sendo reenergizadas por um supervento de radiação que sai da atividade de um buraco negro ou de uma explosão estelar no centro de RAD J131346.9+500320.
Mais duas grandes estruturas emissoras de rádio, em forma de anel, foram encontradas associadas a rádio-galáxias gigantes um pouco mais perto de casa, ambas a cerca de 1,3 mil milhões de anos-luz de distância (desvios para o vermelho de cerca de 0,1). Curiosamente, estes ORCs parecem estar relacionados com jatos de rádio que saem de cada uma das galáxias. Jatos de rádio são feixes poderosos de partículas carregadas produzidas por energias nas proximidades de um buraco negro supermassivo espreitando no centro de uma galáxia ativa. À medida que os jatos espiralam em torno das linhas do campo magnético, eles produzem emissões de rádio na forma de radiação síncrotron.
Numa das galáxias, catalogada RAD J122622.6+640622 e com emissão difusa de rádio abrangendo verdadeiramente gigantescos 3 milhões de anos-luz, um dos jatos de rádio está se curvando lateralmente e fluindo de volta em direção à galáxia. No final deste jato desviado há um enorme anel de emissão de rádio, com 100.000 anos-luz de diâmetro.
Na outra rádio galáxia gigante, RAD J142004.0+621715, que tem uma emissão de 1,4 milhão de anos-luz de largura, um dos jatos também termina em um grande anel de emissão de rádio.
O que todas as três galáxias têm em comum é que são encontradas em enormes aglomerados de galáxias preenchidos com uma espessa névoa de plasma quente conhecida como meio intra-aglomerado. Particularmente no caso destas duas últimas galáxias, os jactos de rádio parecem estar a interagir com o meio intra-aglomerado, que é uma névoa espessa de plasma quente que preenche os aglomerados de galáxias, e esta interacção está a moldar tanto os jactos como os anéis de rádio.
“Essas descobertas mostram que os ORCs e os anéis de rádio não são curiosidades isoladas”, disse Pratik Dabhade, do Centro Nacional de Pesquisa Nuclear em Varsóvia, na Polônia, no comunicado. “Eles fazem parte de uma família mais ampla de estruturas de plasma exóticas moldadas por jatos de buracos negros, ventos e seus ambientes”.
As descobertas são uma vitória para a ciência cidadã e para o poder dos humanos na análise de dados face a um mundo cada vez mais dominado pela aprendizagem automática de IA que está a tirar as descobertas das mãos das pessoas.
“O facto de os cientistas cidadãos os terem descoberto destaca a importância contínua do reconhecimento de padrões humanos, mesmo na era da aprendizagem automática”, disse Dabhade.
Seguindo em frente, espera-se que muitos mais ORCs sejam encontrados pelo Matriz de Quilômetros Quadradosque é uma rede gigante de radiotelescópios baseada na África do Sul e na Austrália que estará online no início de 2030.
As descobertas foram publicadas em 2 de outubro na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
