Nel 2019, un gruppo di astronomi ha fatto una scoperta sorprendente grazie all’array di radiotelescopi Askap (Australian Square Kilometre Array Pathfinder): hanno individuato delle sorgenti astronomiche extragalattiche di forma circolare, enormi e luminose nel radio, mai osservate prima. Questi oggetti celesti sono stati denominati Orc, acronimo di odd radio circle, ovvero cerchi radio anomali.
La ricerca dei cerchi radio anomali
Fino ad oggi, sono stati individuati quasi una dozzina di questi anelli di emissione radio continua. I primi tre cerchi radio sono stati scoperti durante la survey Evolutionary Map of the Universe utilizzando l’Askap. Un quarto Orc (Orc 4) è stato individuato nei dati d’archivio acquisiti dal Giant Meterwave Radio Telescope. Ulteriori Orc sono stati scoperti più recentemente nei dati ottenuti dall’array di telescopi MeerKat.
Le teorie sull’origine degli Orc
Gli astronomi si sono chiesti come si formano queste strutture e hanno proposto diverse teorie, tra cui le nebulose planetarie, le fusioni di buchi neri e i wormhole. Tuttavia, nessuna di queste teorie sembra fornire una spiegazione convincente. Un team di ricercatori guidato dall’Università della California a San Diego ritiene di aver trovato la risposta: i cerchi radio sarebbero forgiati dai venti provenienti dalla galassia situata al centro dei cerchi stessi, venti prodotti dall’esplosione di stelle massicce lanciati ad alta velocità nello spazio circostante. La ricerca è stata pubblicata su Nature.
Le osservazioni di Orc 4
Per giungere a questa conclusione, Alison Coil, scienziata dell’Università della California a San Diego, e colleghi hanno osservato uno dei pochi cerchi radio osservabili dal nostro emisfero, Orc 4, e la galassia al centro di questa sorgente radio, Wise J155524. Hanno utilizzato il Keck Cosmic Web Imager (Kcwi), uno spettrografo montato sul telescopio Keck I del W.M. Keck Observatory di Maunakea, nelle Hawaii, per rilevare una riga di emissione dell’ossigeno ionizzato (O II) sufficientemente luminosa da studiare le caratteristiche di Orc 4 e della galassia al suo interno, sondando la morfologia, l’estensione e la cinematica del gas.
I risultati delle analisi
Le analisi hanno mostrato la presenza di grandi quantità di gas che coprono una regione di circa 40 kiloparsec di diametro, pari a circa 130mila anni luce. Il gas aveva una velocità di circa 200 chilometri al secondo ed era molto più luminoso del previsto. «Il segnale dell’ossigeno ionizzato (OII) di Orc 4 copriva quasi tutta la galassia ed era dieci volte più luminoso del normale», dice Coil. «C’era una quantità pazzesca di OII, molto più di quella normale. Il gas mostrava anche una gamma di velocità molto più ampia di quanto ci si aspettasse, il che suggerisce che si stava muovendo vigorosamente».
La formazione degli Orc
La galassia ospite di Orc 4 è una galassia starburst, caratterizzata da un alto tasso di formazione stellare. Le stelle massicce che si formano al suo interno esplodono come supernove, espellendo i loro strati esterni nello spazio interstellare sotto forma di venti. Se un numero sufficiente di queste stelle esplode contemporaneamente, la forza delle esplosioni può produrre un potente vento galattico che, colpendo il gas fuori dalla galassia, crea un’enorme onda d’urto. Quest’onda d’urto sarebbe all’origine di Orc 4.
Le simulazioni e le conclusioni dei ricercatori
Per testare questa ipotesi, i ricercatori hanno condotto una serie di simulazioni in cui forti venti sono stati lanciati da una galassia isolata. In tutti i casi, il risultato delle simulazioni è stato la formazione di enormi cerchi radio, rafforzando l’ipotesi secondo cui a produrre Orc 4 sia un’onda di shock causata dal vento galattico in uscita dalla galassia ospite. «Gli Orc ci forniscono un modo per “vedere” i venti galattici attraverso i dati radio e la spettroscopia», dice Coil. «Il loro studio può aiutarci a capire quanto siano comuni questi venti estremi in uscita e quale sia il loro ciclo di vita». Inoltre, conclude la ricercatrice, «i venti possono aiutarci a saperne di più sull’evoluzione delle galassie. Penso che ci sia molto da imparare sugli e dagli Orc».
