فاجأت مجرة راديوية مثيرة للاهتمام اكتشفها مؤخرًا عالم مواطن، علماء الفلك من خلال عرض تكوين فريد من نوعه على شكل “القوس والسهم”. يمكن أن يقدم هذا التكوين غير المسبوق معلومات مهمة حول كيفية تغير المجرات بواسطة موجات الصدمة العملاقة، التي تتولد عندما تمر عبر العناقيد الكونية بسرعات قصوى.
ويمتد الجسم، المسمى RAD-BAARG (مجرة القوس والسهم الراديوية)، على ما يقرب من 1.8 مليون سنة ضوئية، مما يعني أنه يبلغ حجمه حوالي 18 مرة حجم درب التبانة. تم التعرف على شكله الغريب لأول مرة من قبل متطوع في RAD@home Astronomy Collaboratory، وهي مبادرة تمكّن المواطنين من تحليل البيانات من التلسكوبات والإشارة إلى الحالات الشاذة التي يمكن أن تمر دون أن يلاحظها أحد بالطرق التقليدية.
وقال المراقبون السماويون إنهم لم يروا شيئًا كهذا من قبل. أبرز أناندا هوتا، من جامعة مومباي، في بيان أصدرته جمعية علم الفلك الملكية، أن هيكل RAD-BAARG يختلف عن أي مجرة راديوية أخرى رآها خلال حياته المهنية التي استمرت 25 عامًا. ويشير البيان أيضًا إلى أن هذا الاكتشاف قد يمثل “واحدًا من أوضح التوقيعات الراديوية” لموجة الصدمة الضخمة، الناجمة عن مجرة تندفع بسرعة عالية عبر كتلة.
بعد الكشف، أجرى الباحثون دراسات تفصيلية للهيكل، باستخدام بيانات من مسح السماء بطول مترين (LoTSS) LOFAR (مصفوفة التردد المنخفض). يعد هذا المسح الراديوي منخفض التردد واحدًا من أكثر عمليات المسح التي تم إجراؤها اكتمالًا على الإطلاق، وهو مثالي لاكتشاف الانبعاثات الراديوية الضعيفة والمتناثرة في الفضاء.
على عكس المجرات الراديوية العادية، التي عادة ما تنبعث منها نفاثتان متماثلتان من الجسيمات المشحونة من الثقوب السوداء الهائلة، يُظهر RAD-BAARG عدم تناسق ملحوظ. تشكل إحدى نفاثاتها منطقة على شكل إسفين تنحني للخلف في قوس واسع، بينما تلتوي الأخرى على شكل حرف “S” قبل أن تتبدد في ذيل واسع. وتشبه هذه الخصائص معًا شكل القوس والسهم، كما هو موضح في البيان.
يبدو أن موجات الراديو التي تنبعث من البلازما من RAD-BAARG تضيء تكوينًا واسعًا ودقيقًا للغاية والذي قد يكون غير مرئي لولا ذلك. عند الترددات الراديوية المنخفضة، تصبح مجموعات الإلكترونات القديمة والمنتشرة أكثر وضوحًا، مما يسمح لعلماء الفلك بتتبع التكوينات التي قد تكون غير محسوسة عند الترددات الضوئية أو الراديوية الأعلى. وهذا يمنح المسوحات مثل LoTSS قوة استثنائية لتحديد وتأكيد هذه الانبعاثات المتفرقة.
ويعتقد العلماء أن هذا التباين الملحوظ يرتبط ارتباطًا مباشرًا بإزاحة المجرة من خلال مجموعة مجرات عالية الكثافة. أثناء تحركها نحو مركز العنقود، من المحتمل أن تصل المجرة إلى سرعات تفوق سرعة الصوت في الغاز الساخن المتخلخل الموجود بين المجرات. ومن المتوقع أن تولد هذه الحركة، التي تعتبر حاسمة لتطور الهياكل الكونية الكبيرة، بما في ذلك توزيع المادة المظلمة، موجة صدمية، تضغط المجالات المغناطيسية والجسيمات المشحونة، وبالتالي إعادة تشكيل البلازما التي تنبعث منها موجة الراديو إلى هياكل كبيرة.
اكتشف فريق البحث أيضًا أن RAD-BAARG يقع في بيئة معقدة “متعددة الهالات”، والتي تتضمن عدة خزانات متداخلة من الغاز الساخن. هذا الشرط يجعل النظام موضوعًا ذا قيمة غير عادية للدراسة لفهم كيفية تأثير مجموعات المجرات على المجرات الراديوية.
وقال براتيك دابهادي، المؤلف الرئيسي المشارك للبحث والعالم في المركز الوطني البولندي للأبحاث النووية، في بيان إن “LOFAR يسمح لنا بمراقبة هذا الانبعاث الخافت منخفض السطوع السطحي بتفاصيل غنية”.
وأضاف أنه مع LoTSS DR3 ومرصد مصفوفة الكيلومتر المربع المستقبلي (SKAO)، سيكون من الممكن تحديد عدد أكبر بكثير من الأنظمة التي تكشف فيها المجرات الراديوية عن تفاعلات خفية بين النفاثات والمجرات الأخرى والبيئات الخاصة بها.
إذا تم تأكيد وجوده بشكل كامل، فيمكن لـ RAD-BAARG أن يثبت نفسه كحالة نموذجية لكيفية تغيير الظروف القاسية في مجموعات المجرات للمجرات الراديوية. يعد هذا الاكتشاف بتقديم رؤى جديدة حول تفاعل نفاثات الثقب الأسود الهائلة مع محيطها.