تم العثور على 'جسر' راديو واسع يربط بين مجموعتين من المجرات على وشك الاندماج

أبيل 1758N. (وكالة الفضاء الأوروبية / هابل ، ناسا)

كشف اندماج نادر بين مجموعات المجرات عن مشهد أكثر ندرة. اكتشف علماء الفلك جسرًا لاسلكيًا واسعًا منخفض التردد بين الاثنين ، يمتد على مسافة 6.5 مليون سنة ضوئية - دليل على وجود مجال مغناطيسي يربط بينهما في المرحلة المبكرة من عملية الدمج.

إنها المرة الثانية فقط التي يتم فيها تحديد مثل هذا الجسر الراديوي بين مجموعات المجرات المدمجة. لكنها تقدم بالفعل بعض الأدلة المهمة حول كيفية تشكل هذه الجسور.

تبعد عناقيد المجرات حوالي 3 مليارات سنة ضوئية ، في مجموعة تسمى Abell 1758. في المجموع ، هناك أربع مجموعات متورطة في الانهيار الوشيك - زوجان عنقودان هائلان يجتمعان معًا.

العام الماضي كشفت بيانات الأشعة السينية أن الزوج المرتبط بشكل وثيق في الجزء الشمالي ، المسمى Abell 1758N ، قد تحرك بالفعل معًا وانفصل ، حيث مرت النوى العنقودية ببعضها البعض منذ حوالي 300 إلى 400 مليون سنة. سوف يتأرجحون مرة أخرى في النهاية ليعودوا معًا. لا يزال زوج العناقيد في الجنوب ، Abell 1758S ، يقتربان من بعضهما البعض للمرة الأولى.

يحتوي كلا الزوجين على هالة راديو ، يُعتقد أنها تتولد عن تسارع الإلكترونات في حدث الاندماج. وهذه الأزواج مفصولة بمسافة 6 ملايين سنة ضوئية ، فجوة تغلق ببطء ، في نهاية المطاف عنقود رباعي الاتجاهات ... بونك.

هذا السيناريو مشابه جدًا لعناقيد المجرات Abell 0399 و Abell 0401 ، والتيأصبح العام الماضي أول اكتشاف عناقيد مجرية مدمجةللحصول على جسر لاسلكي منخفض التردد يربط بينهما.

باستخدام التلسكوب الراديوي منخفض التردد LOFAR ، والذي يتكون من 25000 هوائي عبر 51 موقعًا ، اكتشف علماء الفلك انبعاثًا لاسلكيًا متميزًا عند 140 ميغا هرتز.

الآن قام فريق من علماء الفيزياء الفلكية بقيادة أندريا بوتون من مرصد ليدن في هولندا بتحويل LOFAR إلى Abell 1758. عند 144 ميجا هرتز ، اكتشفوا انبعاثًا لاسلكيًا يمتد بين A1758N و A1758S ، تمامًا مثل جسر الراديو بين Abell 0399 و Abell 0401.

(بوتيون وآخرون ، MNRAS ، 2020)

'نحن نؤكد،' كتبوا في ورقتهم ، 'وجود جسر عملاق من الانبعاثات الراديوية يربط بين النظامين والذي تم الإبلاغ عنه مؤقتًا فقط في عملنا السابق. هذا هو ثاني جسر راديو واسع النطاق لوحظ حتى الآن في زوج عنقودي. يظهر الجسر بوضوح في صورة LOFAR عند 144 ميجاهرتز ويتم اكتشافه مبدئيًا عند 53 ميجاهرتز.

يتم تفسير هذا الانبعاث كدليل على وجود مجال مغناطيسي واسع يربط بين المجموعتين. إذا كان هذا المجال المغناطيسي يعمل بمثابة سنكروترون (مسرع الجسيمات) ، فيجب تسريع الإلكترونات على طوله إلى سرعات نسبية ، مما ينتج عنه إشعاع السنكروترون الذي يمكن اكتشافه كتوهج لاسلكي منخفض التردد.

ولكن هناك تفسير آخر محتمل - تسارع فيرمي ، حيث تتفاعل الإلكترونات مع الاضطراب وموجات الصدمة الفيزيائية الفلكية ، مما يعزز الانبعاث الكهرومغناطيسي.

في المنطقة الكثيفة بين مجموعتين من الاندماج المسبق ، يمكن أن تتولد مثل هذه الاضطرابات وموجات الصدمة في المراحل الأولى من الاندماج. وتشير النتائج التي توصل إليها الفريق إلى أن هذا يمكن أن يكون صحيحًا بشكل خاص إذا كانت العناقيد قد تعرضت بالفعل للاضطراب الجاذبي بطريقة ما - على سبيل المثال ، إذا كان كل عنقود عبارة عن زوج من العناقيد المتفاعلة الأصغر في حد ذاته.

يقدم بوتون وفريقه حجتين داعمتين لهذا السيناريو. أولاً ، لم يُظهر زوج الكتلة الأدنى من العناقيد المدمجة ، التي تحتوي واحدة منها فقط على هالة راديو ، أي دليل على وجود جسر لاسلكي في أرصاد LOFAR ، وفقا لورقة العام الماضي .

مراقبة شاندرا (يسار) و لوفار (يمين). (بوتيون وآخرون ، MNRAS ، 2020)

ثانيًا ، نظر الفريق أيضًا في ملاحظات Abell 1758 التي تم التقاطها باستخدام مرصد Chandra X-ray. ووجدوا أن انبعاث الأشعة السينية يرتبط ارتباطًا وثيقًا بانبعاث الراديو عند 144 ميغا هرتز - بما يتوافق مع تنبؤات سيناريو تسارع فيرمي.

في اندماج Abell 0399 و Abell 0401 ، وجد الباحثون أن تسارع السنكروترون لا يمكن أن يفسر وحده المسافات الشاسعة التي تغطيها الإلكترونات. أجروا عمليات محاكاة ، ووجدوا أن موجات الصدمة الناتجة عن الاندماج تعيد تسريع الإلكترونات عالية السرعة ، مما أدى إلى انبعاث يتوافق مع ملاحظات LOFAR.

لذلك يبدو من المحتمل أن هناك أنواعًا متعددة من التسارع قيد التشغيل - أن المجال المغناطيسي يمكن أن يمتد ملايين السنين الضوئية عبر الفضاء بين مجموعات المجرات ، لكن موجات الصدمة والاضطرابات تضيف هذا الشيء المميز الذي يكمل الجسر.

'تم اكتشاف جسرين راديو عملاقين فقط داخل الكتلة حتى الآن ،' كتب بوتون وزملاؤه .

هذه هي من بين أكثر الهياكل العملاقة التي لوحظت في الكون حتى الآن ، ومن المحتمل أن يكون أصلها مرتبطًا بالاضطراب (والصدمات) المتولدة في الوسط داخل الكتلة خلال المرحلة الأولى من الاندماج ، مما يعزز كلاً من الراديو و X - انبعاث أشعة بين الكتل.

هناك عدد غير قليل من مجموعات المجرات المدمجة التي تم تحديدها هناك في الكون الأوسع. يمكن أن يساعد البحث عن المزيد من هذه الجسور اللاسلكية الغامضة في معرفة ما يولد هذه الهياكل الهائلة.

تم نشر البحث في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.