استخدم علماء الفلك أكبر مصفوفة تلسكوب راديوي منخفض التردد وأكثرها حساسية في العالم LOFAR (أو مصفوفة التردد المنخفض)، لإنشاء أكبر مسح راديوي للكون، وكشف عن 13.7 مليون جسم وحدث كوني. وتشمل هذه النفاثات المندفعة من تغذي الثقوب السوداء الهائلة، والمجرات المتصادمة، وانفجارات المستعرات الأعظم التي تشير إلى موت النجوم الضخمة وولادة نجوم نيوترونية كثيفة بشكل لا يمكن تصوره.
يقدم ما يسمى بمسح السماء لمسافة مترين LOFAR (LoTSS-DR3) عرضًا مثيرًا للإعجاب لكيفية تغير رؤيتنا للكون عندما يتحول علماء الفلك من الأطوال الموجية من الضوء الذي تطورت أعيننا لرؤيته إلى موجات الراديو غير المرئية. على هذا النحو، يمكن أن يُحدث LoTSS-DR3 ثورة في فهمنا للنفاثات الضخمة والانبعاثات الراديوية المرتبطة بها والتي تنطلق من الفضاء النشط. الثقوب السوداء الهائلة ومعرفتنا بكيفية تأثير هذه التدفقات الخارجية على تشكيل محيطنا بأكمله المجرات.
“يمكننا دراسة مجموعة متنوعة من الثقوب السوداء الهائلة ونفاثاتها الراديوية في مراحل مختلفة من تطورها، موضحين كيف تعتمد خصائصها ليس فقط على الثقب الأسود نفسه، ولكن أيضًا على المجرة والبيئة التي يتواجد فيها،” مارتن هاردكاسل من جامعة هيرتفوردشاير في المملكة المتحدة. قال في بيان.
نفاثات الثقب الأسود وأكثر من ذلك بكثير
توجد ثقوب سوداء هائلة الكتلة تبلغ كتلتها ملايين، أو حتى مليارات المرات، كتلة الشمس في قلوب جميع المجرات الكبيرة، ولكن لم يتم تعريفها جميعًا على أنها نشطة. عندما تكون هذه العمالقة الكونية محاطة بسحابة دوامية من المادة تسمى القرص المتراكم، والتي تغذيهم تدريجياً، يقال إنهم يجلسون في منطقة تسمى نواة المجرة النشطة (AGN).
تتسبب الجاذبية الهائلة للثقب الأسود المركزي الهائل في توهج القرص المتراكم بشكل ساطع عبر الطيف الكهرومغناطيسي. ومع ذلك، فهذه ليست الظاهرة الوحيدة التي تجعل النوى المجرية النشطة بارزة.
تُعرف الثقوب السوداء بأنها آكلات فوضوية، مما يعني أن الكثير من المواد التي تدور حولها لا يتم تغذيتها بها، بل يتم توجيهها إلى أقطابها بواسطة مجالات مغناطيسية قوية. هنا، يتم تسريع هذه الجسيمات المشحونة إلى سرعات قريبة من الضوء ويتم إطلاقها على شكل نفاثات مزدوجة متوازية يمكن أن تمتد إلى ما هو أبعد من حدود المجرة المضيفة للثقب الأسود الهائل.
نشأت معظم الانبعاثات التي اكتشفها LOFAR من هذه الجسيمات عالية السرعة التي تتحرك عبر المجالات المغناطيسية، وتولد موجات الراديو. سمح هذا لعلماء الفلك بتتبع نفاثات الثقب الأسود الهائلة، وهو ما قد يكون مهمًا في فهم كيفية تأثير حقن الطاقة هذا على تطور المجرات المضيفة، مع الكشف أيضًا عن بعض أكبر وأقدم النوى المجرية النشطة إشعاعيًا، والمعروفة أيضًا باسم المجرات الراديوية.
ومع ذلك، لم تقتصر هذه الانبعاثات على الطائرات فائقة الكتلة. يتتبع LoTSS-DR3 أيضًا موجات الراديو الناتجة عن اندماج المجرات والمستعرات الأعظمية وغيرها من الأحداث الكونية القوية القادرة على تسريع الجسيمات إلى سرعة قريبة من سرعة الضوء، أو “السرعات النسبية”. أحد جوانب الكون الذي سمح هذا النهج للفريق بدراسته هو معدلات ولادة النجوم في ملايين المجرات.
وقال أندريا بوتيون، عضو الفريق من المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية (INAF) في البيان: “من خلال دراسة العديد من مجموعات المجرات، يمكننا أن نظهر أن الصدمات والاضطرابات العملاقة تؤدي إلى تسارع الجسيمات وتقوي المجالات المغناطيسية عبر ملايين السنين الضوئية، وهو أمر نرى الآن أنه يحدث أكثر بكثير مما كان متوقعا في السابق”.
وبالقرب من الأرض، كشفت بيانات LOFAR أيضًا عن جوانب مخفية سابقًا في درب التبانة.
وقالت عضوة الفريق ماريكي هافيركورن من جامعة رادبود: “توفر مجموعة البيانات الجديدة هذه أيضًا رؤية فريدة للمجالات المغناطيسية في مجرتنا درب التبانة”. “بما أننا موجودون داخل مجرة درب التبانة، فإننا بحاجة إلى بيانات في أجزاء كبيرة من السماء لرسم خريطة لهذه المجالات المغناطيسية. يتيح لنا نطاق الطول الموجي الفريد لـ LOFAR القيام بذلك بدقة غير مسبوقة.”
كشف LoTSS-DR3 أيضًا عن انبعاثات راديوية يبدو أنها تنشأ من التفاعلات بين الكواكب خارج المجموعة الشمسية والكواكب الخارجية والنجوم المضيفة لها.
ويخطط الفريق الآن للبناء على LoTSS-DR3، وهو المسعى الذي سيستفيد من الترقية القادمة إلى LOFAR. ومن المأمول أن يكون لجهاز LOFAR 2.0 الذي تمت ترقيته ضعف سرعة المسح للأداة الحالية، والتي، إلى جانب تحسين معالجة البيانات، من شأنها أن تؤدي إلى تحسين البيانات عالية الدقة بشكل كبير.
وقالت ويندي ويليامز، عالمة مرصد مصفوفة الكيلومتر المربع: “إن LoTSS-DR3 ليس نقطة نهاية، ولكنه معلم رئيسي”. “ستسمح لنا المرافق الجديدة مثل LOFAR 2.0 برسم خريطة للكون الراديوي بمزيد من الحساسية والدقة، مما يوسع إرث هذا المسح في المستقبل.”
يتم نشر نتائج الفريق في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
التعليقات