Bärbel Koribalski / ASKAP, Autor zur Verfügung gestellt

Im September 2019 hielt meine Kollegin Anna Kapinska eine Präsentation mit interessanten Objekten, die sie beim Durchsuchen unserer neuen astronomischen Radio-Daten gefunden hatte. Sie hatte angefangen, sehr seltsame Formen zu bemerken, die sie nicht leicht an einen bekannten Objekttyp anpassen konnte.

Unter ihnen von Anna als bezeichnet WTF?war ein Bild eines gespenstischen Kreises von Funkemissionen, der wie ein kosmischer Rauchring im Weltraum hing. Keiner von uns hatte jemals zuvor so etwas gesehen, und wir hatten keine Ahnung, was es war. Ein paar Tage später fand unser Kollege Emil Lenc einen zweiten, der noch gruseliger war als der von Anna.

Der geisterhafte ORC1 (blau / grüner Flaum) vor dem Hintergrund der Galaxien bei optischen Wellenlängen. Es gibt eine orangefarbene Galaxie im Zentrum des ORC, aber wir wissen nicht, ob sie Teil des ORC ist oder nur ein Zufall. Bild von Bärbel Koribalski, basierend auf ASKAP-Daten, mit dem optischen Bild aus dem [Dark Energy Survey] (https://www.darkenergysurvey.org), Autor zur Verfügung gestellt

Anna und Emil hatten die neuen Bilder aus unseren Pilotbeobachtungen für die Evolutionskarte des Universums (WWU) Projekt, gemacht mit CSIROs revolutionärem Neuem Australisches Quadratkilometer Array Pathfinder (ASKAP) Teleskop.

Die WWU plant, mutig Teile des Universums zu untersuchen, in die noch kein Teleskop gegangen ist. Dies ist möglich, da ASKAP sehr schnell große Teile des Himmels überblicken kann, bis zu einer Tiefe, die bisher nur in winzigen Bereichen des Himmels erreicht wurde, und besonders empfindlich gegenüber schwachen, diffusen Objekten wie diesen ist.

Ich sagte a voraus Vor einigen Jahren Diese Erforschung des Unbekannten würde wahrscheinlich unerwartete Entdeckungen machen, die ich WTFs nannte. Aber keiner von uns hatte erwartet, so schnell etwas so Unerwartetes zu entdecken. Aufgrund des enormen Datenvolumens erwartete ich, dass die Entdeckungen durch maschinelles Lernen gemacht werden würden. Aber diese Entdeckungen wurden mit altmodischem Augapfel gemacht.

ORCs jagen

Unser Team durchsuchte den Rest der Daten mit dem Auge und wir fanden einige weitere der mysteriösen runden Blobs. Wir haben sie ORCs genannt, was für "ungerade Radiokreise" steht. Aber die große Frage ist natürlich: "Was sind sie?"

Zuerst vermuteten wir ein Bildartefakt, der möglicherweise durch einen Softwarefehler verursacht wurde. Wir haben jedoch bald bestätigt, dass sie mit anderen Radioteleskopen echt sind. Wir haben immer noch keine Ahnung, wie groß oder weit sie entfernt sind. Sie könnten Objekte in unserer Galaxie sein, vielleicht ein paar Lichtjahre breit, oder sie könnten weit weg im Universum sein und vielleicht Millionen Lichtjahre breit.

Wenn wir Bilder betrachten, die mit optischen Teleskopen an der Position von ORCs aufgenommen wurden, sehen wir nichts. Die Ringe der Funkemission werden wahrscheinlich durch Elektronenwolken verursacht, aber warum sehen wir nichts in sichtbaren Wellenlängen des Lichts? Wir wissen es nicht, aber ein solches Rätsel zu finden, ist der Traum eines jeden Astronomen.

Wir wissen, was sie nicht sind

Wir haben verschiedene Möglichkeiten für ORCs ausgeschlossen.

Könnten sie sein Supernova-Überreste, die Trümmerwolken, die zurückbleiben, wenn ein Stern in unserer Galaxie explodiert? Nein. Sie sind weit entfernt von den meisten Sternen in der Milchstraße und es gibt zu viele von ihnen.

Könnten es die Ringe der Funkemission sein, die manchmal in Galaxien zu sehen sind, die sich intensiv unterziehen? Ausbrüche der Sternentstehung? Wieder nein. Wir sehen keine zugrunde liegende Galaxie, in der sich die Sternentstehung befinden würde.

Könnten sie die riesigen Lappen der Funkemission sein, in denen wir sehen Radiogalaxien, verursacht durch Elektronenstrahlen, die aus der Umgebung eines supermassiven Schwarzen Lochs herausspritzen? Unwahrscheinlich, da die ORCs im Gegensatz zu den verwickelten Wolken, die wir in Radiogalaxien sehen, sehr deutlich kreisförmig sind.

Könnten sie sein Einstein klingelt, in denen Radiowellen einer fernen Galaxie durch das Gravitationsfeld eines Galaxienhaufens in einen Kreis gebogen werden? Immer noch nein. ORCs sind zu symmetrisch und wir sehen keinen Cluster in ihrer Mitte.

Ein echtes Rätsel

In unserer Krepppapier Über ORCs, die in den Veröffentlichungen der Astronomical Society of Australia erscheinen, gehen wir alle Möglichkeiten durch und kommen zu dem Schluss, dass diese rätselhaften Blobs nicht wie etwas aussehen, von dem wir bereits wissen.

Wir müssen also Dinge untersuchen, die existieren könnten, aber noch nicht beobachtet wurden, wie beispielsweise eine gewaltige Schockwelle durch eine Explosion in einer fernen Galaxie. Solche Explosionen können etwas damit zu tun haben schnelle Funkstößeoder die Neutronenstern- und Schwarzlochkollisionen, die entstehen Gravitationswellen.

Oder vielleicht sind sie etwas ganz anderes. Zwei russische Wissenschaftler haben sogar vorgeschlagen ORCs könnten in der Raumzeit die „Kehlen“ von Wurmlöchern sein.

Aus der Handvoll, die wir bisher gefunden haben, schätzen wir, dass sich ungefähr 1,000 ORCs am Himmel befinden. Mein Kollege Bärbel Koribalski merkt an, dass jetzt mit Teleskopen auf der ganzen Welt nach ORCs gesucht wird, um deren Ursache zu verstehen.

Es ist ein kniffliger Job, weil ORCS sehr schwach und schwer zu finden sind. Unser Team überlegt sich all diese Ideen und mehr und hofft auf den Moment, in dem einer von uns oder vielleicht jemand anderes plötzlich den Inspirationsblitz hat, der das Rätsel löst.

Es ist eine aufregende Zeit für uns. Die meisten astronomischen Forschungen zielen darauf ab, unser Wissen über das Universum zu verfeinern oder Theorien zu testen. Sehr selten stellen wir uns der Herausforderung, über einen neuen Objekttyp zu stolpern, den noch niemand zuvor gesehen hat, und herauszufinden, was es ist.

Ist es ein völlig neues Phänomen oder etwas, das wir bereits kennen, aber auf seltsame Weise gesehen haben? Und wenn es wirklich völlig neu ist, wie verändert das unser Verständnis des Universums? 

Über den Autor

Ray Norris, Professor an der School of Science, Western Sydney Universität

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