Een intrigerend radiostelsel dat onlangs door een burgerwetenschapper werd ontdekt, verraste astronomen met een unieke “pijl-en-boog”-configuratie. Deze ongekende formatie zou cruciale informatie kunnen bieden over hoe sterrenstelsels worden veranderd door gigantische schokgolven, die worden gegenereerd wanneer ze met extreme snelheden door kosmische clusters gaan.
Het object, genaamd RAD-BAARG (Radio Bow-And-Arrow Radio Galaxy), meet bijna 1,8 miljoen lichtjaar in doorsnede, wat betekent dat het ongeveer 18 maal zo groot is als de Melkweg. De bijzondere morfologie ervan werd voor het eerst geïdentificeerd door een vrijwilliger van de RAD@home Astronomy Collaboratory, een initiatief dat burgers in staat stelt gegevens van telescopen te analyseren en afwijkingen aan het licht te brengen die met conventionele methoden onopgemerkt zouden kunnen blijven.
Hemelse waarnemers zeiden dat ze nog nooit zoiets hadden gezien. Ananda Hota van de Universiteit van Mumbai benadrukte in een verklaring van de Royal Astronomy Society dat de structuur van RAD-BAARG verschilt van enig ander radiostelsel dat hij in zijn 25-jarige carrière heeft gezien. De verklaring suggereert ook dat de ontdekking “een van de duidelijkste radiosignaturen” zou kunnen vertegenwoordigen van een monumentale schokgolf, veroorzaakt door een sterrenstelsel dat met hoge snelheid door een cluster raast.
Na de onthulling hebben onderzoekers gedetailleerde studies van de structuur uitgevoerd, met behulp van gegevens van de LOFAR (Low Frequency Array) Two-meter Sky Survey (LoTSS). Dit laagfrequente radioonderzoek is een van de meest complete die ooit zijn uitgevoerd en is ideaal voor het detecteren van zwakke en verspreide radio-emissies in de ruimte.
In tegenstelling tot gewone radiostelsels, die gewoonlijk twee symmetrische stralen van geladen deeltjes uitzenden uit superzware zwarte gaten, vertoont RAD-BAARG een duidelijke asymmetrie. Eén van zijn jets vormt een wigvormig gebied dat in een enorme boog naar achteren buigt, terwijl de andere zich in een “S”-vorm kronkelt voordat hij in een uitgestrekte staart verdwijnt. Samen lijken deze kenmerken op de figuur van een boog met een pijl, zoals beschreven in de verklaring.
Het plasma dat radiogolven uitzendt van RAD-BAARG lijkt een enorme en uiterst subtiele configuratie te verlichten die anders onzichtbaar zou zijn. Bij lage radiofrequenties worden oude, diffuse elektronenpopulaties beter zichtbaar, waardoor astronomen formaties kunnen volgen die bij hogere optische of radiofrequenties niet waarneembaar zouden zijn. Dit geeft onderzoeken zoals LoTSS uitzonderlijke kracht om deze verspreide emissies te identificeren en te bevestigen.
Wetenschappers geloven dat deze opmerkelijke asymmetrie rechtstreeks verband houdt met de verplaatsing van het sterrenstelsel door een cluster van sterrenstelsels met hoge dichtheid. Terwijl het naar het centrum van de cluster beweegt, bereikt het sterrenstelsel waarschijnlijk supersonische snelheden in het hete, ijle gas dat zich tussen de sterrenstelsels bevindt. Deze beweging, die cruciaal is voor de evolutie van grote kosmische structuren, inclusief de verspreiding van donkere materie, zal naar verwachting een schokgolf genereren, waardoor magnetische velden en geladen deeltjes worden gecomprimeerd, en zo het radiogolf-emitterende plasma opnieuw wordt geconfigureerd tot grote structuren.
Het onderzoeksteam ontdekte ook dat RAD-BAARG zich in een complexe ‘multi-halo’-omgeving bevindt, die verschillende overlappende reservoirs van verwarmd gas omvat. Deze toestand maakt het systeem tot een buitengewoon waardevol studieobject om te begrijpen hoe clusters van sterrenstelsels radiostelsels beïnvloeden.
Pratik Dabhade, co-hoofdauteur van het onderzoek en wetenschapper bij het Poolse Nationale Centrum voor Nucleair Onderzoek, zei in een verklaring dat “LOFAR ons in staat stelt deze zwakke emissie met lage oppervlaktehelderheid in rijke details waar te nemen.”
Hij voegde eraan toe dat het met LoTSS DR3 en het toekomstige Square Kilometre Array Observatory (SKAO) mogelijk zal zijn om een veel groter aantal systemen te identificeren waarin radiostelsels verborgen interacties onthullen tussen jets, andere sterrenstelsels en hun respectievelijke omgevingen.
Als het bestaan ervan volledig wordt bevestigd, zou RAD-BAARG zichzelf kunnen profileren als een voorbeeldig voorbeeld van hoe extreme omstandigheden in clusters van sterrenstelsels radiostelsels veranderen. De ontdekking belooft nieuwe inzichten te bieden in de interactie van superzware zwart-gatjets met hun omgeving.