به گزارش مجله نجم
XMM-Newton، یک آژانس فضایی اروپا و تلسکوپ فضایی ناسا، از یک “برگ شبدری” کیهانی گسترده تصویربرداری کرده است تا منشأ مرموز آن را آشکار کند.
Cloverleaf نمونه ای از “مدار رادیویی اصلی” یا ORC است. این اجرام حباب‌های عجیبی از نور رادیویی هستند که به قدری عظیم هستند که می‌توانند هزاران برابر عرض کهکشان راه شیری باشند، بنابراین کل کهکشان را در بر می‌گیرند – و گاهی اوقات، بسیاری از آنها.
ORC ها در سال 2019 زمانی که تحلیلگر آرایه کیلومتر مربعی استرالیا (ASKAP) با نام ORC-1 کشف شد. از آن زمان، بررسی های رادیویی جهان به اندازه کافی حساس شده است تا هفت ORC دیگر را شناسایی کند، که یکی از آنها Cloverleaf است، موضوع مشاهدات XMM-Newton.
نیروی مورد نیاز برای ایجاد چنین ساختاری بسیار زیاد است و اخترشناسان را به فکر کردن درباره رویدادهایی می‌اندازد که می‌توانند به اندازه کافی خشن برای ایجاد ORC باشند. به لطف مشاهدات XMM-Newton، محققان بر این باورند که رویداد ایجاد برگ شبدر برخوردی بین دو خوشه کهکشان بوده است.
مربوط: معمای عظیم “ORCهای کیهانی” – مدارهای رادیویی عجیبی که کل کهکشان ها را در بر می گیرد – ممکن است حل شود.
اسرا بلبل، رهبر تیم تحقیقاتی و اخترفیزیکدان موسسه فیزیک فرازمینی ماکس پلانک، در بیانیه‌ای گفت: «این اولین بار است که کسی تابش اشعه ایکس مرتبط با ORC را می‌بیند. “این کلید گم شده برای کشف راز تشکیل برگ شبدر بود.”
نحوه اشعه ایکس ORC
بسیاری از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری تلاش کرده‌اند تا تولد ORCها را بازسازی کنند و توانسته‌اند شکل‌های این تشکل‌های عجیب را بازسازی کنند. با این حال، هیچ یک از آنها نتوانسته است شدت انتشار رادیویی گسترده ای را که منطقه ORC را تعریف می کند، بازسازی کند.
با این حال، Bulbul متوجه شد که ORC ها قبلا در نور اشعه ایکس مورد مطالعه قرار نگرفته بودند. این دانشمند معتقد بود که چنین مطالعه ای ممکن است قطعه گم شده پازل را تشکیل دهد. او با همکاری Xiaoyuan Zhang، محقق فوق دکتری در موسسه ماکس پلانک، داده‌های بررسی گسترده رونتگن را با آرایه تلسکوپ تصویربرداری (eROSITA) برای چنین انتشارات مربوط به ORC اسکن کرد.
این دو داده در مورد انتشار اشعه ایکس پیدا کردند به نظر می رسید برای پیوند به Cloverleaf ORC که تنها در 7 دقیقه از زمان نظارت eROSITA جمع آوری شده است. اگرچه این مقدار کمی از داده ها بود، اما کافی بود تا Bulbul را وادار کند تا تیم بزرگتری را جمع آوری کند و با XMM-Newton پنج ساعت و نیم زمان تلسکوپ دریافت کند.
ژانگ در بیانیه گفت: «ما واقعاً خوش شانس بودیم. ما چندین منبع احتمالی اشعه ایکس نزدیک به ORC را در مشاهدات eROSITA دیدیم، اما نه انتشار گسترده ای را که با XMM-Newton دیدیم. معلوم شد که منابع eROSITA نمی تواند از Cloverleaf باشد، اما آنها به اندازه کافی قانع کننده بودند. ما را از نزدیک نگاه کنیم.”
درگیری بین کهکشانی
انتشار پرتو ایکس از Cloverleaf که توسط XMM-Newton مشاهده شده است، توزیع گاز را در یک خوشه از کهکشان‌های فشرده در ORC نشان می‌دهد. این مانند طرح کلی گچی در صحنه جرم است.
با مشاهده چگونگی اختلال در این گاز، تیم توانست ببیند کهکشان‌های درون برگ شبدر در واقع بخشی از دو خوشه مجزا هستند که به هم می‌رسند، برخورد می‌کنند و با هم ادغام می‌شوند.
تابش اشعه ایکس همچنین دمای گاز را در منطقه نشان داد که به حدود 15 میلیون درجه فارنهایت (8.3 میلیون درجه سانتیگراد) می رسد. هر چه کهکشان‌های درگیر در توده‌های کهکشانی مانند این پرجرم‌تر باشند، تأثیر گرانشی ادغام بیشتر است و گاز سریع‌تر به درون آنها کشیده می‌شود. همه اینها به نوبه خود دمای گاز در حال سقوط را افزایش می دهد که به معنی دما است. این ماده می‌تواند به دانشمندان ایده دهد که چند کهکشان در ادغام شرکت کرده‌اند. شما فقط باید برعکس کار کنید.
ژانگ گفت: “این اندازه گیری به ما امکان می دهد نتیجه بگیریم که ORC Cloverleaf توسط حدود دوازده کهکشان میزبانی می شود که با هم جذب می شوند، که با آنچه در تصاویر نور مرئی عمیق می بینیم مطابقت دارد.”
در مورد انتشار رادیویی از ORC، تیم پیشنهاد می‌کند که ناشی از ذراتی است که توسط امواج ضربه‌ای که از کهکشان‌ها در هنگام برخورد با یکدیگر شتاب می‌گیرند.
یکی از مشکلات پیشنهادی تیم این است که ادغام خوشه های کهکشانی رایج است، اما ORC ها، از سوی دیگر، نادر هستند. این به این معنی است که هنوز مشخص نیست که چگونه این خوشه کهکشانی با هم در هم کوبیده شده و باعث ایجاد برگ شبدر شده است، در حالی که رویدادهای مشابه چنین ORC هایی را تولید نکرده اند.
کیم ویور، دانشمند پروژه ناسا برای XMM-Newton در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا که در این مطالعه شرکت نداشت، در این بیانیه گفت: “کهکشان ها همیشه در حال تعامل هستند و در کنار هم قرار می گیرند.” اما منبع ذرات شتاب‌دار نامشخص است.»
او افزود که احتمال دیگری برای سیگنال رادیویی قوی ممکن است مربوط به سیاهچاله های بسیار پرجرم واقع در قلب هر یک از کهکشان های در حال برخورد باشد. این سیاهچاله ها ممکن است در گذشته دوره هایی از تغذیه و فعالیت شدید را پشت سر گذاشته باشند. الکترون‌های باقی‌مانده از این فعالیت باستانی می‌توانند باقی بمانند و ممکن است با ادغام خوشه کهکشانی دوباره شتاب گرفته باشند و گسیل رادیویی شدیدی تولید کنند.
معمای برگ شبدر ممکن است حل شده باشد، اما نتایج سوالات بیشتری را در مورد این انتشارات عظیم رادیویی ایجاد می کند. این تیم به مطالعه ORC برای حل این سوالات ادامه خواهد داد.
بلبل گفت: «فرایندهای ادغام ستون فقرات شکل‌گیری ساختار را تشکیل می‌دهند، اما چیز خاصی در مورد این سیستم وجود دارد که باعث انتشار رادیو می‌شود.» ما اکنون نمی‌توانیم بدانیم چیست، بنابراین به داده‌های بیشتر و عمیق‌تری از تلسکوپ‌های رادیویی و اشعه ایکس نیاز داریم.»
تحقیقات این تیم روز سه شنبه (30 آوریل) در مجله Astronomy & Astrophysics Letters منتشر شد.
