نظر الباحثون من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، الذين يدرسون المجرات النجمية، إلى الموجات الدائرية التي التقطتها مصفوفة مصفوفة الكيلومتر المربع الأسترالية (ASKAP)، واعتقدوا أنها يمكن أن تساعد في تقديم الإجابات.
أظهرت دراسة جديدة أن موجات الراديو الغريبة والغامضة التي يقال إنها بحجم عدة مجرات، يمكن أن تكون في الواقع رياحًا مجرية من نجوم انفجرت منذ مليارات السنين.
ولم يتم اكتشاف الرياح إلا في عام 2019، وكانت قادرة على السفر بسرعة تصل إلى 2000 كيلومتر في الثانية. لكن حتى الآن ظلوا لغزا.
ويعتقد فريق من علماء الفيزياء الفلكية الأمريكيين الآن أن الموجات الدائرية هي في الواقع قذائف تشكلت بفعل الرياح المجرية المتدفقة. ومن المحتمل أن يكون هذا ناتجًا عن النجوم المتفجرة الضخمة المعروفة باسم المستعرات الأعظم.
اقرأ المزيد: ثقب عملاق بحجم 60 كرة أرضية في الشمس “يقذف تيارًا من الرياح الشمسية” نحونا
قدمت عمليات المحاكاة الحاسوبية التي أظهرت هبوب الرياح المجرية على مدار 750 مليون سنة، تفسيرًا للدوائر الراديوية، التي حيرت العلماء حتى الآن. في عام 2019، التقط تلسكوب مصفوفة الكيلومتر المربع الأسترالي (ASKAP) المكتمل حديثًا شيئًا جديدًا وغير عادي، وهو دائرة موجات راديو كبيرة جدًا لدرجة أنها تحتوي على مجرات كاملة في مراكزها.
وقام فريق من الباحثين من جامعة كاليفورنيا سان دييغو، الذين يدرسون مجرات “الانفجار النجمي”، بمراقبة الحلقات ويعتقدون أنها يمكن أن تقدم إجابات عن أصولها. شاركت دراستهم، التي نُشرت في مجلة Nature، كيف بحث الباحثون في المجرات النجمية الضخمة التي يمكنها دفع هذه الرياح المتدفقة بسرعة فائقة.
تتمتع مجرات الانفجار النجمي بمعدل مرتفع بشكل استثنائي في تكوين النجوم. عندما تموت النجوم وتنفجر، فإنها تطرد الغاز من النجم والمناطق المحيطة به إلى الفضاء بين النجوم.
إذا انفجر عدد كافٍ من النجوم بالقرب من بعضها البعض في أوقات مماثلة، فإن قوة هذه الانفجارات يمكن أن تدفع الغاز خارج المجرة نفسها إلى الرياح المتدفقة. وأوضح عالم الفيزياء الفلكية الدكتور أليسون كويل، المؤلف الرئيسي للدراسة: “هذه المجرات مثيرة للاهتمام حقًا.
“تحدث عندما تصطدم مجرتان كبيرتان. يدفع الاندماج كل الغاز إلى منطقة صغيرة جدًا، مما يتسبب في انفجار مكثف لتكوين النجوم. تحترق النجوم الضخمة بسرعة، وعندما تموت، تطرد غازها على شكل رياح متدفقة.”
سمحت التطورات التكنولوجية لـ ASKAP بمسح أجزاء كبيرة من السماء عند حدود خافتة للغاية، مما جعل دوائر الراديو الفردية (ORCs) قابلة للاكتشاف لأول مرة في عام 2019. وكانت ORCs المكتشفة هائلة – مئات الكيلومترات عبر الفراسخ الفلكية، حيث يساوي الكيلو فرسخ فلكي 3260 ضوءًا. -سنين.
وبالمقارنة، يبلغ عرض مجرتنا، درب التبانة، 30 كيلو فرسخًا فلكيًا فقط. منذ اكتشاف ORCs، كثرت العديد من النظريات لتفسير أصلها، بدءًا من السدم الكوكبية – وهو سديم انبعاثي يتكون من غلاف متوسع ومتوهج من الغاز المتأين المقذوف من النجوم العملاقة الحمراء في وقت متأخر من حياتها – إلى اندماج الثقوب السوداء.
للحصول على أحدث الأخبار والسياسة والرياضة وصناعة الترفيه من الولايات المتحدة الأمريكية، انتقل إلى المرآة الأمريكية
لكن البيانات الراديوية وحدها لم تكن كافية للتمييز بين النظريات المختلفة. اعتقدت الدكتورة كويل وزملاؤها أنه من الممكن أن تكون الحلقات الراديوية تطورًا من المراحل اللاحقة من مجرات الانفجار النجمي التي كانوا يدرسونها.
لذلك بدأوا في النظر في ORC 4 – أول ما تم اكتشافه، والذي يمكن ملاحظته من نصف الكرة الشمالي. حتى عام 2019، لم يتم رصد ORCs إلا من خلال انبعاثاتها الراديوية، دون أي LDA بصري.
ومع ذلك، استخدم فريق الدكتور كويل مطيافًا ميدانيًا متكاملاً في مرصد WK Keck في موناكيا، هاواي، لإلقاء نظرة فاحصة على ORC 4. ما رأوه كان كمية هائلة من الغاز المضغوط والمسخن وشديد الإضاءة – أكثر بكثير مما تم رصده. في المجرة المتوسطة.
وباستخدام بيانات التصوير البصري والأشعة تحت الحمراء، حدد الباحثون أن عمر النجوم الموجودة داخل مجرة ORC 4 يبلغ حوالي ستة مليارات سنة. وقال الدكتور كويل: “كان هناك انفجار في تشكل النجوم في هذه المجرة، لكنه انتهى منذ مليار سنة تقريبًا”.
أجرت الدكتورة كاساندرا لوتشهاس، زميلة ما بعد الدكتوراه في مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية والمؤلفة المشاركة في الدراسة، سلسلة من عمليات المحاكاة الحاسوبية من أجل تكرار حجم وخصائص الحلقة الراديوية واسعة النطاق، بما في ذلك الكمية الضخمة من الغاز البارد والمصدم في المجرة المركزية. وأظهرت عمليات المحاكاة هذه أن الرياح المجرية المتدفقة تهب لمدة 200 مليون سنة قبل أن تتوقف.
عندما توقفت الرياح المجرية، استمرت الصدمة المتحركة للأمام في دفع الغاز عالي الحرارة خارج المجرة، مما أدى إلى إنشاء حلقة راديوية، في حين أرسلت الصدمة الاحتياطية غازًا باردًا يسقط مرة أخرى على المجرة. استغرقت عملية المحاكاة أكثر من 750 مليون سنة، ضمن عمر نجمي يقدر بمليار سنة لـ ORC 4.
وأوضح الدكتور كويل: “لإنجاز هذا العمل، تحتاج إلى معدل تدفق عالي الكتلة، مما يعني إخراج الكثير من المواد بسرعة كبيرة”. “والغاز المحيط خارج المجرة يجب أن يكون منخفض الكثافة، وإلا ستتوقف الصدمة. وهذان هما العاملان الرئيسيان.
“اتضح أن المجرات التي كنا ندرسها لديها معدلات تدفق عالية للخارج. إنها نادرة، لكنها موجودة. أعتقد حقًا أن هذا يشير إلى ORCs الناشئة عن نوع ما من الرياح المجرية المتدفقة.”
وأضاف الدكتور كويل أن هذه الرياح المتدفقة لا يمكن أن تساعد علماء الفلك على فهم ORCs فحسب، بل يمكن أن تساعد أيضًا في فهم الرياح المتدفقة نفسها. قالت؛ “توفر لنا ORCs طريقة “لرؤية” الرياح من خلال بيانات الراديو والتحليل الطيفي.
“يمكن أن يساعدنا هذا في تحديد مدى شيوع هذه الرياح المجرية الشديدة المتدفقة وما هي دورة حياة الرياح. ويمكن أن يساعدنا أيضًا في معرفة المزيد عن تطور المجرة: هل تمر جميع المجرات الضخمة بمرحلة ORC؟ هل تتحول المجرات الحلزونية إلى شكل بيضاوي عندما تكون “لم تعد تشكل النجوم؟ أعتقد أن هناك الكثير الذي يمكننا تعلمه عن ORCs والتعلم من ORCs. “