اكتشف علماء الفلك هدفين رئيسيين باستخدام تلسكوب واحد – إشارة غامضة ومصدرها المجرة

عمل علماء الفلك على فهم أفضل للبيئات المجرية للانفجارات الراديوية السريعة (FRBs) – انفجارات طاقة لحظية مكثفة تحدث في أجزاء من الثانية فقط وبأصول كونية غير معروفة.

الآن ، تم نشر دراسة حول الغاز بطيء الحركة وتشكيل النجوم في نفس المجرة التي تستضيف FRB في مجلة الفيزياء الفلكية. هذا هو المنشور الرابع فقط في مجالين مختلفين تمامًا من علم الفلك يصفان نفس المجرة.

والأمر الأكثر أهمية هو حقيقة أن تلسكوبًا واحدًا جعل الاكتشاف ممكنًا – من نفس الملاحظة.

ألغاز الراديو السريعة

تم اكتشاف FRBs لأول مرة في عام 2007 ، وهي عبارة عن نبضات قوية بشكل لا يصدق من موجات الراديو. لقد نشأت من مجرات بعيدة ، وعادة ما تدوم الإشارة بضعة أجزاء من الألف من الثانية.

تعد FRBs مفيدة للغاية في دراسة الكون ، من التحقيق في المادة التي يتكون منها الكون ، وحتى استخدامها لتقييد ثابت هابل – قياس مدى تمدد الكون.

اقرأ المزيد: نبذة تاريخية: ما نعرفه حتى الآن عن انفجارات الراديو السريعة عبر الكون

ومع ذلك ، فإن أصل FRBs هو لغز مستمر لعلماء الفلك. من المعروف أن بعض FRBs تتكرر ، أحيانًا أكثر من ألف مرة. تم اكتشاف الآخرين مرة واحدة فقط.

يتم حاليًا التحقيق في ما إذا كانت هذه الإشارات المتكررة أو غير المتكررة قد تشكلت بشكل مختلف. في وقت من الأوقات ، كان لدينا نظريات حول مدى سرعة حدوث انفجارات الراديو أكثر من اكتشافها.

إنه وقت مثير لدراسة FRBs ، كما أظهرت الدراسة الأخيرة التي تربط FRB بموجة الجاذبية. إذا كان هذا الاكتشاف صحيحًا ، فهذا يعني أنه يمكن إنشاء بعض FRBs على الأقل بواسطة نجمين نيوترونيين يندمجان لتشكيل ثقب أسود.

ومع ذلك ، من الصعب تحديد المكان الذي تأتي منه الدفقات الراديوية السريعة بالضبط. إنها شديدة السطوع ولكنها قصيرة جدًا ، ومن الصعب الحصول على موضع دقيق للعديد من التلسكوبات الراديوية. بدون معرفة المكان الذي تنشأ فيه هذه الانفجارات على وجه التحديد ، لا يمكننا دراسة المجرات التي توجد فيها. وبدون معرفة البيئات التي تتشكل فيها FRBs ، لا يمكننا حل ألغازها بالكامل.

يساعدنا أحد التلسكوبات في أستراليا الآن في اكتشاف ذلك.

أداة العمل

يعد تلسكوب ASKAP الراديوي التابع لـ CSIRO (صفيف الكيلومتر المربع الأسترالي باثفايندر) ، الموجود في صحراء أستراليا الغربية ، أداة رائعة. يتكون ASKAP من مجموعة مكونة من 36 طبقًا مفصولة بما يصل إلى ستة كيلومترات ، ويمكنه اكتشاف FRBs وتحديد مكانها في المجرات المضيفة.

يمكن لـ ASKAP في الواقع إجراء بحث FRB الخاص به في نفس الوقت الذي تجري فيه الملاحظات لاستطلاعات علمية أخرى. سيعمل أحد هذه الدراسات الاستقصائية ASKAP على رسم خريطة للغاز المكون للنجوم في المجرات عبر السماء الجنوبية ، مما يساعدنا على فهم كيفية تطور المجرات.

خلال الملاحظة الأخيرة لهذا المسح ، اكتشف ASKAP أيضًا FRB جديدًا ، وتمكنا من تحديد المجرة التي تأتي منها – مجرة ​​حلزونية قريبة تشبه إلى حد كبير مجرتنا درب التبانة.

مجرة مليئة بالغاز

تمكن ASKAP من العثور على غاز الهيدروجين المحايد البارد – مصدر تكوين النجوم – في هذه المجرة الحلزونية. بقدر ما تذهب المجرات المضيفة FRB ، هذا بالفعل اكتشاف نادر لهذا الغاز ؛ تم نشر ثلاث حالات أخرى فقط حتى الآن. تطلبت هذه الملاحظات متابعة ، أو اعتمدت على ملاحظات قديمة أخرى ، تم إجراؤها باستخدام تلسكوبات مختلفة.

هنا ، أعطتنا ASKAP كلاً من FRB والغاز المحيط بها. إنه أول اكتشاف متزامن لهذه الأحداث النادرة المتداخلة.

يمكن للغاز المضطرب الذي يمكن لـ ASKAP اكتشافه أن يعطينا مؤشرًا على حدوث اندماج مجري مؤخرًا ، والذي يخبرنا عن تاريخ تشكل النجوم للمجرة. وهذا بدوره يعطينا أدلة على ما قد يسبب FRBs.

وجدت الدراسات السابقة للغاز المحيط بـ FRBs أن الانفجارات الراديوية السريعة تكمن في أنظمة ديناميكية للغاية ، مما يشير إلى أن اندماجات المجرات المضطربة أدت إلى حدوث هذه الانفجارات.

لكن بالنسبة لهذا FRB بالذات ، فإن بيئة المجرة المضيفة أكثر هدوءًا بشكل مدهش. ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لمعرفة ما إذا كنا نرى بشكل عام بيئات غازات مضطربة لـ FRBs ، أو ما إذا كانت هناك سيناريوهات مميزة – ومسارات إنشاء متعددة محتملة – لـ FRBs.

المزيد قادم

نظرًا لتفرد مثل هذه الاكتشافات المزدوجة ، تُظهر هذه النتيجة قوة وتعدد استخدامات ASKAP. هذا هو أول اكتشاف متزامن لكل من FRB والغاز في مجرة ​​مضيفة.

وهذه ليست سوى البداية. تم تعيين ASKAP لاكتشاف وتوطين أكثر من مائة FRBs سنويًا. من خلال الاستمرار في العمل بشكل تعاوني مع بعضها البعض ، ستتمكن مجموعات المسح المختلفة من حل الألغاز الكامنة وراء FRBs ، وكيف تتشكل ، وبيئات المجرات المضيفة.

يعترف CSIRO بأن Wajarri Yamaji هم المالكين التقليديين وأصحاب الملكية الأصليين لـ Inyarrimanha Ilgari Bundara ، موقع مرصد Murchison الراديوي للفلك ، حيث يقع ASKAP.