Autori:

Miroslav Filipovic,  Professor, Western Sydney University	Andrew Hopkins  Professor of Astronomy, Macquarie University	Luke Barnes  Senior Lecturer in Physics, Western Sydney University	Nicholas Tothill  Associate professor, Western Sydney University

Radio astronomi vide ono što ljudsko oko ne može. Posmatrajući nebo teleskopima koji beleže radio signale umesto svetlosti, često nailazimo na kružne oblike.

Najnovija generacija radio teleskopa – uključujući australijski Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) i južnoafrički MeerKAT – otkriva neverovatno blede kosmičke objekte koji nikada ranije nisu bili viđeni.

U astronomiji, površinski sjaj je mera koja određuje koliko je neki objekat lako uočljiv. Izuzetna osetljivost teleskopa MeerKAT i ASKAP sada nam otkriva novi „univerzum niskog površinskog sjaja“ – skup radio izvora toliko slabih da su ostali nevidljivi do sada, a svaki od njih nosi jedinstvena fizička svojstva.

Mnogi rezultati ASKAP-a predstavljeni ovde dobijeni su kroz jedan od njegovih ključnih istraživačkih programa nazvan EMU (Evolutionary Map of the Universe). EMU mapira celo južno nebo sa dosad neviđenom preciznošću i pružiće najdetaljniju kartu južne hemisfere do sada – spektakularan novi radio atlas koji će se koristiti decenijama.

Kombinacija EMU-ove celokupne pokrivenosti neba i izuzetne osetljivosti ASKAP-a, posebno unutar Mlečnog puta, donela je mnoga nedavna otkrića.

Evo šta nam ona otkrivaju.

Nestabilne zvezde

Kýklos (levo) i WR16 (desno). Autor fotografije

Sablasni prsten Kýklos (od grčke reči κύκλος, što znači krug ili prsten) i objekat WR16 prikazuju okruženje retkih i neobičnih nebeskih tela poznatih kao Wolf-Rayetove zvezde.

Kada masivne zvezde ostanu bez goriva, postaju nestabilne, ulazeći u jednu od poslednjih faza svog životnog ciklusa i pretvarajući se u Wolf-Rayetovu zvezdu. Počinju da pulsiraju i izbacuju spoljne slojeve, koji mogu formirati svetle magličaste strukture oko njih.

Kod ovih objekata, prethodni izliv materijala očistio je prostor oko zvezde, omogućavajući da se novi prasak ravnomerno širi u svim pravcima. Ova sfera zvezdanih ostataka na nebu se pojavljuje kao krug.

Eksplodirane zvezde

S leva na desno (u smeru kazaljke na satu): ostaci supernova Stingray 1, Perun, Ancora i Unicycle..

Stingray 1, Perun, Ancora i Unicycle su ostaci supernova. Kada masivna zvezda konačno potroši gorivo, više ne može da se odupre sili sopstvene gravitacije. Materija koja pada ka unutrašnjosti izaziva poslednju, silovitu eksploziju, a preostali tragovi ovog nasilnog kraja zvezde nazivaju se supernova ostaci.

Njihovi udarni talasi skupljaju okolni materijal u rastuću sferu, stvarajući prelepe kružne strukture.

Tokom vremena, oblik ostataka supernove menja se pod uticajem okruženja. Ako talas eksplozije udari u međuplanetarni oblak, struktura može postati spljoštena. Zato je pronalazak skoro savršenog kruga u haotičnom svemiru posebno značajan.

Teleios – nazvan po grčkoj reči Τέλειος (što znači „savršeno“), zbog svog gotovo idealno kružnog oblika – prikazan je ispod. Ovaj jedinstveni objekat nikada ranije nije bio primećen ni u jednom talasnom opsegu, uključujući vidljivu svetlost, što dokazuje izuzetnu moć ASKAP teleskopa u otkrivanju novih nebeskih tela.

Njegov oblik sugeriše da je ostao gotovo netaknut spoljnim uticajima. To nam pruža retku priliku da sagledamo prvobitnu eksploziju supernove i steknemo dragocene uvide u jedan od najenergičnijih događaja u svemiru.

ASKAP EMU radio snimak ostatka supernove Teleios.

S druge strane, možemo uzeti neki objekat i otkriti nešto potpuno novo o njemu. Ispod je prikazan ostatak supernove Diprotodon.

Ovaj ostatak je jedan od najvećih objekata na nebu, vidljiv na nebu otprilike šest puta većim prečnikom od Meseca. Otuda i ime – Diprotodon, džinovski vombat, jedna od najpoznatijih australijskih megafauna, koji je živeo pre oko 25.000 godina.

Zahvaljujući ASKAP-ovoj izuzetnoj osetljivosti, sada možemo sagledati ceo njegov obim. Ovo otkriće pokrenulo je dalju analizu, omogućavajući nam da dublje razumemo njegovu istoriju i fiziku. Njegova složena unutrašnja struktura ukazuje na to kako se različiti delovi njegove ekspanzionirajuće ljuske sudaraju sa gustim međuplanetarnim okruženjem.

ASKAP radio snimak ostatka supernove Diprotodon. Zeleni krug označava prethodno izmerenu veličinu, dok žuti krug prikazuje novu veličinu određenu ASKAP-om.
Za poređenje je u gornjem desnom uglu prikazana veličina Meseca, a u gornjem levom uglu prikazan je Diprotodon, po kojem je objekat dobio ime.

Kosmičko ogledalo

Lagotis je još jedan objekat koji pokazuje kako nova teleskopska posmatranja mogu promeniti klasifikaciju ranije poznatih objekata. Refleksiona maglina VdB-80 ranije je uočena unutar ravni naše galaksije, Mlečnog puta. Svetlost koju vidimo dolazi od obližnjih zvezda i reflektuje se od oblakâ gasa i prašine.

Međutim, zahvaljujući novim ASKAP EMU podacima, otkrili smo da se u njenoj blizini nalazi oblak jonizovanog vodonika (poznat kao HII region – čita se „ejč tu“), gde je energija zvezda uzrokovala da gas izgubi elektrone.

Ovaj HII region koegzistira sa refleksionom maglinom, deleći istu zvezdanu centralnu tačku, i nastao je kada se zvezda probijala kroz molekularni oblak. Ovakav pokret podseća na kopanje tunela, pa je objekat dobio ime Lagotis, po australijskoj životinji Macrotis lagotis, poznatoj kao veliki bilbi.

Lagotis, sa svojim oblakom jonizovanog vodonika (HII region) prikazanim desno.

Van granica naše galaksije

ASKAP i MeerKAT osvetljavaju i objekte izvan naše galaksije Mlečni put – na primer, „radio prstenaste“ galaksije. Kada ih posmatramo u vidljivoj svetlosti, deluju kao obični diskovi.

Međutim, u radio spektru vidimo prsten. Zašto je centar prazan? Možda je kombinovana sila brojnih eksplozija supernova potisnula sve radio-zračeće oblake iz središta. Još uvek nemamo siguran odgovor – tražimo nove primere kako bismo testirali ovu hipotezu.

Konačno, LMC-ORC pripada grupi čudnih radio krugova (Odd Radio Circles – ORC), potpuno novoj klasi objekata nepoznatog porekla. Ovi objekti su vidljivi isključivo u radio spektru i možda su najtajanstveniji od svih.

Radio prstenasta galaksija (levo) i LMC-ORC (desno).

Nova generacija istraživanja

MeerKAT i ASKAP donose neverovatne uvide u univerzum niskog površinskog sjaja. Međutim, oni su tek prethodnica Square Kilometre Array, međunarodnog projekta koji će značajno proširiti mogućnosti radio astronomije i otkriti još više jedinstvenih osobina svemira.

Univerzum niskog površinskog sjaja krije brojne misterije, a ova otkrića pomeraju granice našeg razumevanja. Trenutno je EMU istraživanje putem ASKAP-a završeno tek 25%.

Kako se istraživanje bude širilo, otkrićemo još mnogo novih i fascinantnih objekata – i onih dosad nepoznatih astrofizici, i onih koji će proširiti naše razumevanje već poznatih nebeskih tela.

Zahvalnost: Aaron Bradley i Zachary Smeaton, master studenti istraživači sa Univerziteta Zapadni Sidnej, dali su značajan doprinos ovom članku.

Članak prenesen sa: theconversation.com
Preveo Aleksandar Maričić