Радіоастрономія дає змогу зазирнути в куточки Всесвіту, недоступні для неозброєного ока. Використовуючи телескопи, які реєструють радіовипромінювання замість видимого світла, вчені виявляють безліч кругових об’єктів. Найсучасніші радіотелескопи – зокрема австралійський ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) та південноафриканський MeerKAT – відзначаються винятковою чутливістю. Завдяки цьому вони фіксують напрочуд слабкі космічні джерела, які раніше нікого не вдавалося побачити.

В астрономії існує поняття “поверхнева яскравість”, що показує, наскільки легко можна виявити той чи інший об’єкт на небі. Завдяки MeerKAT і ASKAP радіоастрономи дісталися “всесвіту з низькою поверхневою яскравістю”, де фігурують винятково тьмяні джерела радіовипромінювання з унікальними фізичними характеристиками. Чимало новітніх відкриттів ASKAP зроблено в межах програми EMU (Evolutionary Map of the Universe). Вона відображає все південне небо з неймовірною деталізацією, створюючи радіоатлас, який слугуватиме основою для досліджень на десятиріччя вперед.

Завдяки тому, що EMU охоплює всю південну півкулю, а ASKAP вирізняється високою чутливістю, зокрема і в регіоні Чумацького Шляху, це призвело до низки вражаючих відкриттів. І ось що вони нам розповідають.

Нестабільні зорі

На зображенні ліворуч – загадкове коло K?klos (з грецької ?????? – «кільце»), а праворуч – об’єкт WR16. Обидва оточують зорі Вольфа–Райє, які є рідкісною та нестійкою стадією еволюції масивних зір. Коли у великих зір вичерпується запас “палива”, вони починають пульсувати та викидати зовнішні шари речовини, що формують яскраві газопилові оболонки.

Якщо зоря викинула речовину рівномірно, простір навколо неї очищений від попередніх викидів, і теперішній “спалах” розширюється однаково в усі боки. У радіохвилях така сфера зоряних залишків проєктується, як майже ідеальне коло.

Зірки, що вибухнули

На ілюстрації (за годинниковою стрілкою зліва направо) зображені залишки наднових Stingray 1, Perun, Ancora та Unicycle. Коли масивна зоря зрештою вигорає, вона не здатна протидіяти власній гравітації – тиск призводить до катастрофічного вибуху, який ми називаємо надновою. Розширювальна ударна хвиля “змітає” міжзоряний газ у сферичну оболонку.

З часом форма залишку наднової може змінюватися під впливом матеріалу, крізь який вона рухається. Якщо одна сторона ударної хвилі натикається на густішу міжзоряну хмару, форма стає дещо сплющеною. Тому ідеальні кола серед такого космічного хаосу зустрічаються нечасто.

Виняток – “Телеіос” (від грецького ??????? – “досконалий”), який можна побачити нижче. Він ідеально круглий і не спостерігався в жодному іншому діапазоні, включно з оптичним. Це свідчить про фантастичну здатність ASKAP виявляти досі невідомі об’єкти. Форма “Телеіоса” натякає, що на нього майже не впливали зовнішні чинники – отже, нам вдається зазирнути у деталі першопочаткового вибуху наднової та отримати безцінні дані про одну з найпотужніших подій у Всесвіті.

Інший приклад – залишок наднової “Дипротодон”, розмір якого приблизно вшестеро перевищує діаметр Місяця. Його назвали на честь Diprotodon – гігантського вомбата з австралійської мегафауни, що жив близько 25 тисяч років тому. Раніше цей об’єкт був відомий в обмеженому вигляді, але ASKAP дав змогу роздивитися його повністю й краще зрозуміти складну внутрішню структуру. Розширюючись, залишки зіткнулися з доволі активним міжзоряним середовищем, що й зумовило нерівномірність оболонки.

Космічне “дзеркало”

Інший приклад, який демонструє, як нові дані допомагають переосмислити старі спостереження, – це “Лаготіс”. Туманність відбиття VdB-80 вже була відома астрономам і розташована на площині нашої галактики. Її видиме сяйво – це, по суті, випромінювання близьких зір, відбите газопиловою хмарою.

Але, завдяки результатам EMU з ASKAP, вдалося виявити пов’язану з цим регіоном хмару іонізованого водню (область HII), якій зоряне випромінювання “вибило” електрони з атомів. Ця область з’явилася через проникнення зорі в молекулярну хмару, що нагадує риття нори – тому об’єкт і отримав назву “Лаготіс” на честь Macrotis lagotis (великий білбі).

Погляд за межі Чумацького Шляху

ASKAP та MeerKAT дають змогу вивчати й об’єкти за межами нашої Галактики. Один з прикладів – галактика з “радіокільцем”. У видимому світлі вона виглядає як диск, а в радіодіапазоні спостерігається виразне кільце, усередині якого ніби бракує речовини. Одне з можливих пояснень полягає у тому, що цілу низку наднових вибухів “видули” радіовипромінюючий газ із центральної зони. Але це поки гіпотеза, і астрономам треба знайти більше аналогічних об’єктів, аби все перевірити.

Ще одна інтригуюча знахідка – LMC-ORC, об’єкт з класу “дивних радіокіл” (Odd Radio Circles, ORCs), щодо яких точних теорій походження наразі немає. У видимому світлі вони залишаються непоміченими, проте виразно проступають у радіодіапазоні й належать до найзагадковіших об’єктів, відомих астрономам.

Погляд у майбутнє

MeerKAT і ASKAP уже відкрили для нас приголомшливий світ з низькою поверхневою яскравістю. Але вони лише передвісники величезного міжнародного проєкту – телескопа Square Kilometre Array, який у перспективі посилить потенціал радіоастрономії та дасть змогу виявляти ще дивовижніші об’єкти.

Нині проєкт EMU завершено лише на 25%. Попереду ще багато відкриттів, серед яких можуть бути абсолютно нові категорії об’єктів, а також докладніше вивчення того, що раніше було відоме лиш частково. Це означає, що нас чекає низка несподіванок і проривів у нашому розумінні космосу.