انفجارات راديو سريعة غامضة تتبع أذرع المجرة الحلزونية

جاءت خمسة من الانفجارات الراديوية من مجرات حلزونية. هذه هي أكثر أنواع المجرات شيوعًا عبر الكون ، ودرب التبانة الخاصة بنا هي نوع من المجرات الحلزونية.

تتمثل إحدى ميزات هذه المجرات في أنها تمتلك أذرعًا لولبية حيث يحدث تشكل النجوم.

كانت الانفجارات الراديوية التي تتبعوها تقع على طول أذرع مجرات حلزونية مختلفة تتراوح بين 400 مليون و 9 مليارات سنة ضوئية.

قد تكون هذه الانفجارات قصيرة ، لكن كل واحدة تولد طاقة أكثر مما تولده شمسنا على مدار عام كامل. اكتشف العلماء ما يصل إلى ألف انفجار من هذا القبيل منذ عام 2007 ، لكنهم تمكنوا فقط من تتبع حوالي 15 منها. وقد وُجد أن هؤلاء الخمسة عشر نشأوا في مجرات بعيدة وشابة وكبيرة الحجم.

تتبع رشقات نارية غامضة عبر الفضاء

ساعد مزيج من الضوء المرئي والتصوير فوق البنفسجي والأشعة تحت الحمراء القريبة علماء الفلك على تتبع FRBs المذكورة في الدراسة الجديدة.

وقالت ألكسندرا مانينجس ، طالبة الدراسات العليا في علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، إن “هذه هي أول صورة عالية الدقة لمجموعة من FRBs”. “معظم المجرات ضخمة ، وشابة نسبيًا ولا تزال تشكل نجومًا. يسمح لنا التصوير بالحصول على فكرة أفضل عن الخصائص الإجمالية للمجرة المضيفة ، مثل كتلتها ومعدل تشكل النجوم ، بالإضافة إلى استكشاف ما يحدث مباشرة في موقف FRB “.

فوجئ الباحثون باكتشاف أن الدفقات نشأت من الأذرع الحلزونية.

قال المؤلف المشارك للدراسة وين فاي فونج ، الأستاذ المساعد للفيزياء وعلم الفلك في جامعة نورث وسترن في كلية وينبرج للفنون والعلوم في إلينوي: “لا نعرف ما الذي يسبب FRBs ، لذلك من المهم حقًا استخدام السياق عندما يكون لدينا ذلك”. “نظرًا لأن الأذرع الحلزونية هي علامات على ولادة النجوم ، فقد كانت هذه مفاجأة ، حيث قدمت دليلًا رئيسيًا على أن FRBs يجب أن ترتبط بتكوين النجوم.”

قال فونغ إن هابل حساس للغاية لدرجة أنه يكشف عن أشياء لا يمكن اكتشافها باستخدام التصوير الأرضي. ساعد التلسكوب الباحثين في الواقع على تأكيد وجود أذرع حلزونية أو هياكل حلزونية غير مرئية من قبل داخل المجرات.

وقال فونغ: “بشكل عام ، تحتوي المناطق الأكثر سطوعًا على طول الأذرع الحلزونية على أصغر النجوم وأكثرها كثافة”. “عندما تبتعد عن الأذرع الحلزونية ، تبدأ في مواجهة النجوم الأكبر سناً التي لا تتوهج بنفس القدر من السطوع. لذا فإن أماكن وجود FRBs فيما يتعلق بهذه الميزات الحلزونية تقدم أدلة مهمة عن نوع السلف الذي تسبب في حدوثها.”

تشير هذه النتائج إلى أن الدفقات الراديوية تنشأ من نوع من متوسط ​​Goldilocks ، مما يعني أن النجوم التي يمكن أن تشارك في تكوين الدفقات لا يمكن أن تكون صغيرة جدًا أو كبيرة جدًا.

في السابق ، تكهن العلماء بأن أصل FRBs يمكن أن يكون بسبب انفجارات النجوم الشابة أو اندماج النجوم النيوترونية. النجوم النيوترونية هي النوى الكثيفة التي تبقى متأخرة عندما تنفجر النجوم. وقد عُرف عنها أنها تولد انفجارات من أشعة جاما.

ومع ذلك ، يحدث هذا في النجوم الشابة الضخمة جدًا – وهو أمر لا يبدو أن هذه الانفجارات مرتبطة به في الدراسة الجديدة.

بدلاً من ذلك ، يقترح الباحثون أن الانفجارات المغناطيسية يمكن أن تكون السبب الرئيسي للانفجارات الراديوية. النجوم المغناطيسية هي نوع من النجوم النيوترونية فائقة الكتلة مع مجالات مغناطيسية أقوى بـ 10 تريليون مرة من مغناطيسك العادي.

قال فونغ: “بسبب الحقول المغناطيسية القوية ، فإن النجوم المغناطيسية لا يمكن التنبؤ بها تمامًا”. “في هذه الحالة ، يُعتقد أن FRBs تأتي من توهجات من نجم مغناطيسي شاب. تمر النجوم الضخمة بتطور نجمي وتصبح نجومًا نيوترونية ، يمكن أن يكون بعضها ممغنطًا بقوة ، مما يؤدي إلى توهجات وعمليات مغناطيسية على أسطحها ، والتي يمكن أن تنبعث منها ضوء الراديو. دراستنا مناسبة ، “ قالت ، مع سيناريو “المعتدل”.

قال مانينجس إنه كلما لاحظوا المزيد من الدفقات الراديوية ، زاد عدد الباحثين الذين يدركون مدى تنوعها – مما قد يعني أن أنواعًا مختلفة من الدفقات لها أصول مختلفة.

قال مانينجس: “ليس لدينا أعداد كبيرة بما يكفي لتحديد تعقيدات سكان FRB في الوقت الحالي ، لكن القيام بذلك يعد احتمالًا مثيرًا”.

مع إضافة قدرات جديدة وتلسكوبات لاسلكية في المستقبل ، يأمل فونغ ومانينجس في تتبع المزيد من الاندفاعات الراديوية والتعرف على المجرات المضيفة.

قال فونغ: “نحن حقًا في أفق حقبة مهمة من الاكتشافات”. “العثور على هذه الأحداث المحلية هو جزء رئيسي من اللغز ، وقطعة أحجية فريدة جدًا مقارنة بما تم إنجازه من قبل. هذه مساهمة فريدة من هابل.”