W głębi kosmosu odkryto tajemniczy obiekt, który zadziwia skalą i naturą. To największy i najpotężniejszy jak dotąd znany tzw. dziwny krąg radiowy. W jego odkryciu istotny udział miał naukowiec z Polski. Co to oznacza dla naszego rozumienia Wszechświata i jaką rolę odegrała tu tzw. nauka obywatelska (ang. citizen science)?
Astronomowie odkryli obiekt oznaczony jako RAD J131346.9+500320 – największy i najpotężniejszy z dotąd zaobserwowanych tzw. dziwnych kręgów radiowych (ang. Odd Radio Circles, ORC). To rozległa struktura w kształcie dwóch przecinających się pierścieni jest od nas odległa o niebagatelne 7 mld lat świetlnych. To oznacza, że jej światło, które obserwujemy dziś, rozpoczęło swoją podróż ku Ziemi 7 miliardów lat temu, kiedy Wszechświat liczył sobie zaledwie połowę swojego obecnego wieku.
Obiekt ten rozciąga się na ponad milion lat świetlnych (ma średnicę 10 razy większą niż nasza galaktyka – Droga Mleczna), a jego jasność radiowa jest blisko stukrotnie większa niż innych znanych ORC-ów. Wyróżnia się nie tylko rozmiarami i mocą emisji, ale też rzadkością swojej podwójnej struktury – to dopiero drugi taki przypadek w historii astronomii. Odkrycie to otwiera nowy rozdział w badaniach nad tajemniczymi formacjami w przestrzeni międzygalaktycznej.
Polski udział w odkryciu kręgu radiowego
Wśród autorów badania znajduje się dr Pratik Dabhade, astrofizyk z Zakładu Astrofizyki Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) w Polsce. To ważny moment także dla rodzimej nauki – NCBJ aktywnie uczestniczy w Polskim Konsorcjum SKA, przygotowującym krajowych badaczy do współpracy z największym na świecie radioteleskopem.
Dziwne kręgi radiowe, choć po raz pierwszy zaobserwowano je zaledwie sześć lat temu, mocno fascynują astrofizyków. Są to ogromne, pierścieniowe obłoki plazmy, widoczne jedynie w paśmie radiowym. Mogą być nawet 20 razy większe niż Droga Mleczna. Ze względu na ich rozmiary, strukturę i niewielką liczbę (znanych jest zaledwie kilkanaście), ich pochodzenie wciąż pozostaje przedmiotem intensywnych analiz.
Jedną z rozważanych hipotez dotyczących powstawania ORC-ów jest to, że mogą być efektem fal uderzeniowych wywołanych zderzeniami galaktyk lub supermasywnych czarnych dziur. Inna teoria, coraz częściej przywoływana w najnowszych badaniach, sugeruje, że pierścienie te mogą powstawać w wyniku tzw. superwiatrów – potężnych wypływów z galaktyk, szczególnie spiralnych, będących skutkiem intensywnej aktywności w ich centrach. Takie strumienie cząstek, oddziałując z otaczającym środowiskiem, mogłyby tworzyć ogromne struktury w kształcie pierścieni, obserwowane dziś jako ORC.
Jak do tego doszło?
Ciekawym aspektem tego odkrycia jest sposób jego dokonania. Projekt RAD@home Astronomy Collaboratory to inicjatywa typu „citizen science”, łącząca profesjonalnych naukowców z ochotnikami – pasjonatami astronomii z całego świata. To właśnie dzięki ich wspólnej pracy udało się zidentyfikować omawiany obiekt. Odkrycie pokazuje, że ludzka zdolność rozpoznawania wzorców, nawet w dobie zaawansowanych algorytmów i sztucznej inteligencji, nadal jest nieoceniona w nauce.
W ramach tych samych badań zidentyfikowano także dwa inne, również niezwykłe, obiekty. Pierwszy z nich to galaktyka RAD J122622.6+640622, rozciągająca się na niemal 3 miliony lat świetlnych – ponad 25 razy więcej niż nasza Galaktyka. Jej jeden z dżetów zakrzywia się i tworzy pierścień o średnicy 100 tys. lat świetlnych. Drugi obiekt, RAD J142004.0+621715, ma średnicę około 1,4 miliona lat świetlnych i wykazuje podobną strukturę – pierścień radiowy znajduje się na końcu jednego z jego dżetów.
Odkrycia te były możliwe dzięki radioteleskopowi LOFAR (Low-Frequency Array), największemu i najczulszemu instrumentowi do obserwacji fal radiowych o niskiej częstotliwości. LOFAR to sieć setek tysięcy prostych anten rozmieszczonych w wielu krajach Europy (w tym w Polsce), działających wspólnie jak gigantyczny interferometr. Dzięki niemu naukowcy mogą „cofnąć się w czasie” i badać emisje z epok sprzed narodzin pierwszych gwiazd i galaktyk.
Co przyniesie przyszłość?
Przyszłość badań nad ORC-ami i innymi strukturami radiowymi może należeć do powstającego właśnie projektu SKA (Square Kilometre Array). Będzie to największy radioteleskop na świecie, pozwalający na znacznie dokładniejsze przeglądy nieba i odkrywanie kolejnych egzotycznych formacji. Dzięki współpracy z przeglądami optycznymi, takimi jak DESI czy LSST, naukowcy będą mogli lepiej zrozumieć środowiska galaktyk macierzystych ORC-ów i procesy odpowiedzialne za ich powstawanie.
Choć ORC-y wciąż są wielką zagadką, ich badanie ma ogromne znaczenie. Te niezwykłe struktury mogą dostarczyć kluczowych informacji o ewolucji galaktyk, roli supermasywnych czarnych dziur i wpływie ich aktywności na otaczającą przestrzeń. W długofalowej perspektywie mogą pomóc nam lepiej zrozumieć, jak wyglądał Wszechświat miliardy lat temu i jak ewoluował aż do czasów współczesnych.
Paweł Ziemnicki
