Eine faszinierende Radiogalaxie, die kürzlich von einem Bürgerwissenschaftler entdeckt wurde, überraschte Astronomen mit einer einzigartigen „Pfeil und Bogen“-Konfiguration. Diese beispiellose Formation könnte entscheidende Informationen darüber liefern, wie Galaxien durch gigantische Stoßwellen verändert werden, die entstehen, wenn sie mit extremer Geschwindigkeit durch kosmische Cluster fliegen.
Das Objekt mit dem Namen RAD-BAARG (Radio Bow-And-Arrow Radio Galaxy) erstreckt sich über fast 1,8 Millionen Lichtjahre und ist damit etwa 18-mal so groß wie die Milchstraße. Seine besondere Morphologie wurde erstmals von einem Freiwilligen des RAD@home Astronomy Collaboratory identifiziert, einer Initiative, die es Bürgern ermöglicht, Daten von Teleskopen zu analysieren und auf Anomalien hinzuweisen, die mit herkömmlichen Methoden unbemerkt bleiben könnten.
Himmelsbeobachter sagten, sie hätten so etwas noch nie zuvor gesehen. Ananda Hota von der Universität Mumbai betonte in einer von der Royal Astronomy Society veröffentlichten Erklärung, dass sich die Struktur von RAD-BAARG von jeder anderen Radiogalaxie unterscheidet, die er in seiner 25-jährigen Karriere gesehen hat. Die Aussage deutet auch darauf hin, dass die Entdeckung „eine der klarsten Radiosignaturen“ einer monumentalen Schockwelle darstellen könnte, die von einer Galaxie verursacht wird, die mit hoher Geschwindigkeit durch einen Galaxienhaufen rast.
Nach der Enthüllung führten die Forscher detaillierte Untersuchungen der Struktur durch und verwendeten dabei Daten des LOFAR (Low Frequency Array) Two-meter Sky Survey (LoTSS). Diese niederfrequente Radiountersuchung ist eine der vollständigsten, die jemals durchgeführt wurde, und eignet sich ideal zur Erkennung schwacher und verstreuter Radioemissionen im Weltraum.
Im Gegensatz zu gewöhnlichen Radiogalaxien, die normalerweise zwei symmetrische Strahlen geladener Teilchen aus supermassiven Schwarzen Löchern aussenden, weist RAD-BAARG eine ausgeprägte Asymmetrie auf. Einer seiner Strahlen bildet einen keilförmigen Bereich, der sich in einem weiten Bogen nach hinten biegt, während der andere sich zu einer „S“-Form verformt, bevor er sich in einen ausgedehnten Schweif auflöst. Zusammengenommen ähneln diese Merkmale der Figur eines Bogens mit einem Pfeil, wie in der Erklärung beschrieben.
Die plasmaaussendenden Radiowellen von RAD-BAARG scheinen eine riesige und äußerst subtile Konfiguration zu beleuchten, die sonst unsichtbar wäre. Bei niedrigen Radiofrequenzen werden alte, diffuse Elektronenpopulationen stärker sichtbar, was es Astronomen ermöglicht, Formationen zu verfolgen, die bei höheren optischen oder Radiofrequenzen nicht wahrnehmbar wären. Dies gibt Umfragen wie LoTSS die außergewöhnliche Fähigkeit, diese verstreuten Emissionen zu identifizieren und zu bestätigen.
Wissenschaftler glauben, dass diese bemerkenswerte Asymmetrie direkt mit der Verschiebung der Galaxie durch einen hochdichten Galaxienhaufen zusammenhängt. Während sie sich auf das Zentrum des Galaxienhaufens zubewegt, erreicht die Galaxie im heißen, verdünnten Gas zwischen den Galaxien wahrscheinlich Überschallgeschwindigkeit. Es wird erwartet, dass diese Bewegung, die für die Entwicklung großer kosmischer Strukturen, einschließlich der Verteilung dunkler Materie, von entscheidender Bedeutung ist, eine Stoßwelle erzeugt, die Magnetfelder und geladene Teilchen komprimiert und so das Radiowellen emittierende Plasma in große Strukturen umgestaltet.
Das Forschungsteam entdeckte außerdem, dass sich RAD-BAARG in einer komplexen „Multi-Halo“-Umgebung befindet, die mehrere überlappende Reservoire mit erhitztem Gas umfasst. Dieser Zustand macht das System zu einem außerordentlich wertvollen Untersuchungsobjekt für das Verständnis, wie Galaxienhaufen Radiogalaxien beeinflussen.
Pratik Dabhade, Co-Hauptautor der Forschung und Wissenschaftler am Polnischen Nationalen Zentrum für Kernforschung, sagte in einer Erklärung: „LOFAR ermöglicht es uns, diese schwache Emission mit geringer Oberflächenhelligkeit detailliert zu beobachten.“
Er fügte hinzu, dass es mit LoTSS DR3 und dem zukünftigen Square Kilometre Array Observatory (SKAO) möglich sein wird, eine viel größere Anzahl von Systemen zu identifizieren, in denen Radiogalaxien verborgene Wechselwirkungen zwischen Jets, anderen Galaxien und ihrer jeweiligen Umgebung aufdecken.
Wenn seine Existenz vollständig bestätigt wird, könnte sich RAD-BAARG als beispielhafter Fall dafür etablieren, wie extreme Bedingungen in Galaxienhaufen Radiogalaxien verändern. Die Entdeckung verspricht neue Einblicke in die Wechselwirkung supermassereicher Schwarzlochjets mit ihrer Umgebung.