قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لقد حيرت الدوائر الراديوية الغريبة في الفضاء علماء الفلك منذ اكتشاف الأجسام الكونية لأول مرة في عام 2019. والآن، يعتقد العلماء أنهم قد يفهمون ما يشكل هذه الهياكل السماوية الغامضة، ويمكن أن توفر الإجابة نظرة ثاقبة لتطور المجرة.
الدوائر الراديوية الفردية، والمعروفة أيضًا باسم ORCs، ضخمة جدًا بحيث توجد مجرات بأكملها في مراكزها، وتمتد الأجسام إلى مئات الآلاف من السنين الضوئية.
يبلغ عرض مجرتنا درب التبانة 30 كيلو فرسخ فلكي، والكيلو فرسخ فلكي واحد يساوي 3260 سنة ضوئية. تقيس دوائر الراديو الفردية مئات الكيلومترات. حتى الآن، تم اكتشاف 11 منها فقط، وبعضها عبارة عن ORCs محتملة لم يتم تأكيدها، وفقًا للباحثين.
لقد توصل علماء الفلك إلى العديد من النظريات لتحديد ما قد يشكل الحلقات الفضائية، بما في ذلك أنها نتيجة الاصطدامات الكونية الضخمة. لكن دراسة جديدة تشير إلى أن الدوائر عبارة عن قذائف منحوتة بواسطة الرياح المجرية القوية التي تنشأ عندما تنفجر النجوم الضخمة.
تحديد العفاريت
اكتشف علماء الفلك لأول مرة الدوائر الراديوية الفردية باستخدام تلسكوب SKA Pathfinder، الذي تديره وكالة العلوم الوطنية الأسترالية CSIRO، أو منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية.
ويمكن للتلسكوب مسح أجزاء كبيرة من السماء للكشف عن الإشارات الخافتة، مما سمح للعلماء باكتشاف الأجسام غير العادية.
كما التقط الباحثون الذين يستخدمون تلسكوب MeerKAT التابع لمرصد علم الفلك الراديوي في جنوب إفريقيا الصورة الأولى لـ ORC، المسمى ORC 1، في عام 2022. (MeerKat هو اختصار لـ Karoo Array Telescope، مسبوقة بالكلمة الأفريكانية التي تعني “المزيد”.) التلسكوب القوي هو حساسة لضوء الراديو الخافت.
تدفقت النظريات بعد اكتشاف الدوائر الراديوية الغريبة: ربما كانت تلك الدوائر عبارة عن ثقوب دودية، أو بقايا اصطدامات الثقوب السوداء، أو نفاثات قوية تضخ جسيمات نشطة، كما افترض الباحثون.
ولكن قبل الدراسة الجديدة، تم رصد الدوائر فقط من خلال موجات الراديو. على الرغم من حجمها الهائل، لم تتمكن أي تلسكوبات للضوء المرئي أو الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة السينية من اكتشاف دوائر الراديو الفردية.
قررت أليسون كويل، أستاذة علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو، ومعاونوها النظر عن كثب إلى ORC 4، وهي أول دائرة راديوية غريبة معروفة يمكن ملاحظتها من نصف الكرة الشمالي للأرض. قامت كويل وفريقها بدراسة ORC 4 باستخدام مرصد WM Keck في موناكيا، هاواي، والذي كشف عن وجود غاز ساخن أكثر إضاءة في الضوء المرئي مما شوهد في المجرات النموذجية.
أثارت النتيجة المزيد من الأسئلة.
الرابط المفقود
أصبحت كويل مفتونة بدوائر الراديو الغريبة لأنها وزملائها الباحثين يدرسون “المجرات النجمية” الضخمة، والتي لديها معدل مرتفع من تكوين النجوم. يمكن للمجرات أيضًا أن تدفع الرياح المتدفقة بسرعة. عندما تنفجر النجوم العملاقة، فإنها تطلق الغاز في الفضاء بين النجوم، أو الفضاء الموجود بين النجوم.
عندما ينفجر عدد كافٍ من النجوم مرة واحدة، يمكن للقوة الناتجة عن الانفجارات أن تدفع الغاز خارج مجرة الانفجار النجمي بسرعة تصل إلى 4,473,873 ميلاً في الساعة (2000 كيلومتر في الثانية).
وقال كويل، مؤلف الدراسة الرئيسي ورئيس قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو، في بيان: “هذه المجرات مثيرة للاهتمام حقًا”. “إنها تحدث عندما تصطدم مجرتان كبيرتان. يدفع الاندماج كل الغاز إلى منطقة صغيرة جدًا، مما يتسبب في انفجار مكثف لتشكل النجوم. تحترق النجوم الضخمة بسرعة، وعندما تموت تطرد غازاتها على شكل رياح متدفقة.
اعتقدت كويل وفريقها أن حلقات الراديو قد تكون مرتبطة بالمجرات النجمية.
وباستخدام بيانات الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء، حسب فريق كويل أن عمر النجوم داخل المجرة داخل ORC 4 يبلغ 6 مليارات سنة.
وقال كويل: “كان هناك انفجار في تشكل النجوم في هذه المجرة، لكنه انتهى منذ مليار سنة تقريبًا”.
بعد ذلك، أجرت كاساندرا لوتشاس، المؤلفة المشاركة في الدراسة، وزميلة ما بعد الدكتوراه في مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية، عمليات محاكاة لإعادة إنشاء حجم وخصائص الدائرة الراديوية التي تضمنت كمية الغاز التي اكتشفوها باستخدام تلسكوب كيك.
أظهرت محاكاة لوتشهاس أن الرياح المجرية المتدفقة قد هبت لمدة 200 مليون سنة قبل أن تتوقف. بعد ذلك، استمرت موجة الصدمة للأمام في إرسال الغاز الساخن خارج المجرة، مكونة دائرة الراديو. وفي الوقت نفسه، أدت الصدمة العكسية إلى إرسال غاز أكثر برودة إلى المجرة.
ووقعت هذه الأحداث على مدار ما يقدر بنحو 750 مليون سنة.
ونُشر البحث الجديد في مجلة Nature وتم تقديمه في الاجتماع 243 للجمعية الفلكية الأمريكية في نيو أورليانز يوم الاثنين.
“لإنجاز هذا العمل، تحتاج إلى معدل تدفق خارجي عالي الكتلة، مما يعني أنه يقوم بإخراج الكثير من المواد بسرعة كبيرة. ويجب أن يكون الغاز المحيط خارج المجرة منخفض الكثافة، وإلا ستتوقف الصدمة. وقال كويل: “هذان هما العاملان الرئيسيان”. “اتضح أن المجرات التي كنا ندرسها لديها معدلات تدفق عالية الكتلة. إنها نادرة، لكنها موجودة. أعتقد حقًا أن هذا يشير إلى ORCs الناشئة عن نوع ما من الرياح المجرية المتدفقة.
إن فهم أصول الدوائر الراديوية الفردية يساعد أيضًا علماء الفلك في النهاية على فهم التأثير الذي قد تحدثه هذه الظاهرة على تشكيل المجرات بمرور الوقت.
وقال كويل: “توفر لنا ORCs طريقة لرؤية الرياح من خلال البيانات الراديوية والتحليل الطيفي”. “يمكن أن يساعدنا هذا في تحديد مدى شيوع هذه الرياح المجرية المتدفقة بشدة وما هي دورة حياة الرياح. يمكنهم أيضًا مساعدتنا في معرفة المزيد عن تطور المجرة: هل تمر جميع المجرات الضخمة بمرحلة ORC؟ هل تتحول المجرات الحلزونية إلى شكل إهليلجي عندما تتوقف عن تكوين النجوم؟ أعتقد أن هناك الكثير الذي يمكننا تعلمه عن ORCs والتعلم من ORCs.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com