Há muitos enigmas originados das galáxias e de seus arredores, e desde 2019 um mistério astronômico tem intrigado a comunidade científica: os Círculos de Rádio Estranhos, ou Odd Radio Circles (ORCs), estruturas em forma de anel observadas em levantamentos do céu em comprimentos de onda de rádio. Esses anéis, maiores do que galáxias, representavam uma incógnita que desafiava a compreensão dos astrônomos. Recentemente, no entanto, um avanço significativo foi feito, lançando luz sobre a origem desses fenômenos cósmicos.
Os ORCs foram primeiramente identificados pelo Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), um conjunto de 36 antenas de rádio, cada uma com 12 metros de diâmetro. Desde sua descoberta, menos de uma dúzia desses círculos foi encontrada, e eles permaneceram enigmáticos, com algumas teorias iniciais sugerindo que poderiam ser causados por detritos de supernovas em ou próximas à nossa própria galáxia. A natureza e a localização desses ORCs começaram a ser mais compreendidas quando astrônomos concordaram que são grandes objetos distantes, frequentemente envolvendo uma galáxia em seu centro.
Muitas galáxias contêm buracos negros supermassivos em seus núcleos, que podem consumir matéria ao redor e lançar jatos de material em direções opostas que podem aparecer em ondas de rádio como dois grandes lóbulos quando colidem com gás ao redor da galáxia. Outras hipóteses incluíam eventos de “perturbação de maré” – quando um buraco negro central consome uma estrela inteira – ou a fusão de galáxias resultando na coalescência de dois buracos negros. No entanto, essas teorias enfrentavam desafios, pois as emissões de rádio dos ORCs eram sem características distintas e não emitiam luz em outros comprimentos de onda.
Um avanço crucial ocorreu quando Alison Coil, da Universidade da Califórnia em San Diego, e sua equipe utilizaram um dos telescópios Keck no Havaí para observar um ORC, conhecido como ORC4, em comprimentos de onda ópticos, descobrindo uma luz fluorescente intensa de átomos de oxigênio, conhecida como OII, um indicador típico da ionização do oxigênio por luz ultravioleta de estrelas jovens e brilhantes. A intensidade da luz OII em ORC4 era dez vezes maior do que o normal, sugerindo uma quantidade extraordinária de formação estelar naquela galáxia.
Observando galáxias e arredores
Os anéis misteriosos podem ser o resultado de gás expelido de uma galáxia central após uma explosão de formação estelar. CSIRO
Com base nesses dados, os astrônomos desenvolveram um modelo computacional para ORC4, publicado na revista Nature. O cenário que melhor se ajustava aos dados era o de que, cerca de 1 bilhão de anos atrás, a galáxia no centro de ORC4 passou por um período breve, mas intenso, de formação estelar, um “starburst”. Esses eventos tendem a produzir estrelas grandes que queimam de forma rápida e intensa, levando a explosões de supernovas após alguns milhões de anos. Uma sequência rápida dessas explosões produziria um vento galáctico poderoso, expulsando gás para fora da galáxia.
Quando esse vento colidiu com o gás mais fino fora da galáxia, criou uma onda de choque, e o que as matrizes de rádio estão observando no caso de ORC4 é essa onda de choque depois de ter crescido para um tamanho enorme e desacelerado, 1 bilhão de anos depois. Dentro dessa onda de choque, elétrons em movimento rápido espiralam em torno de linhas de campo magnético, gerando radiação conhecida como luz síncrotron. Na onda de choque envelhecida de ORC4, essas espirais são lentas, produzindo as ondas de rádio observadas.
Além disso, o modelo previu que, em um starburst tão curto e intenso, a extremidade final do vento galáctico poderia estagnar e começar a cair de volta em direção à galáxia, produzindo uma segunda onda de choque ao colidir novamente com a galáxia, o que poderia ionizar mais átomos de oxigênio e explicar a produção incomum de luz OII.
Embora a causa inicial do starburst ainda seja desconhecida, a hipótese de Coil é que foi desencadeada por uma fusão de galáxias de tamanhos semelhantes. Tais fusões comprimem nuvens de gás, acendendo a formação de estrelas. A equipe planeja aprofundar seu modelo observando ORC4 em mais detalhes com o telescópio Keck e estudando vários outros ORCs com o Very Large Telescope na Europa.
A confirmação desse modelo não só resolveria o mistério dos ORCs, mas também ofereceria novas percepções sobre starbursts e seus efeitos. As correntes galácticas que eles produzem são difíceis de detectar uma vez que emergem da galáxia, já os ORCs, por outro lado, são “uma relíquia de um fluxo passado que atingiu um tamanho enorme“, segundo Coil, permitindo aos astrônomos “rastrear o gás muito fora da galáxia“. O astrônomo Sumit Sarbadicary, da Universidade Estatal de Ohio, concorda, destacando que aprender a usar ORCs para rastrear fluxos de gás passados seria muito importante para a astronomia.
Este avanço no entendimento dos ORCs é um exemplo fascinante de como a astronomia moderna continua a desvendar os segredos do universo. Através da combinação de observações detalhadas, modelagem avançada e colaboração internacional, os astrônomos estão cada vez mais próximos de compreender mais fenômenos misteriosos do cosmos.
Fonte: Science
