تتواجد الخيوط الراديوية الممغنطة بكثرة في مئات الفراسخ الفلكية الداخلية لمجرتنا. كان التقدم في فهم هذه المجموعة من الخيوط بطيئًا على مدار العقود القليلة الماضية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى عدم اكتشافها في أماكن أخرى من المجرة أو المجرات الخارجية.
والآن، بعد مرور 40 عامًا، جامعة نورث وسترن قدم علماء الفيزياء الفلكية، لأول مرة، تفسيرين محتملين للأصول غير المعروفة للخيوط. واقترحوا أن الخيوط قد تنتج عن تفاعل بين الرياح واسعة النطاق والسحب، أو يمكن أن تنشأ من الاضطراب داخل مجال مغناطيسي ضعيف.
الشعيرات الأولى التي وجدها زاده كانت قريبة من مركز درب التبانة ثقب أسود هائل وكان طولها يصل إلى 150 سنة ضوئية. قام زاده بزيادة قاعدة بيانات المراقبة الخاصة به بأكثر من 1,000 خيط في وقت سابق من هذا العام. تحدث الخيوط أحادية البعد في تلك الدفعة في مجموعات وأزواج، وغالبًا ما تكون متباعدة بشكل متساوٍ، أو مكدسة جنبًا إلى جنب مثل أوتار القيثارة، أو تتدفق بشكل جانبي مثل التموجات الفردية في سلسلة.
وكشف زاده عن الخيوط الغامضة التي تتكون منها الأشعة الكونية تدور الإلكترونات على طول المجال المغناطيسي بنفس سرعة الضوء تقريبًا. وظل زاده يتساءل من أين أتت الخيوط، على الرغم من حل لغز المادة التي تتكون منها الخيوط. نتيجة لاكتشاف مجموعة جديدة تمامًا خارج مجرتنا، أصبح لدى علماء الفلك الآن المزيد من الفرص لدراسة العمليات الفيزيائية حول الخيوط.
قال ، "بعد دراسة الخيوط في مركز المجرة الخاص بنا طوال هذه السنوات، كنت متحمسًا للغاية لرؤية هذه الهياكل فائقة الجمال. ولأننا وجدنا هذه الخيوط في مكان آخر من الكون، فهذا يشير إلى أن شيئًا عالميًا يحدث».
تشبه المجموعة الجديدة من الخيوط الخيوط الموجودة في مجرتنا درب التبانة في المظهر، ولكن هناك بعض الفروق المهمة. على سبيل المثال، الخيوط الموجودة خارج مجرة درب التبانة أكبر بكثير ويتراوح طولها من 100 إلى 10,000 مرة. لديهم أيضا أقل الحقول المغناطيسية وهم أكبر سنا بكثير. يتدلى معظمها بشكل غريب بزاوية 90 درجة من نفاثات الثقب الأسود إلى الفراغ الهائل للوسط الموجود داخل العنقود أو المنطقة الواقعة بين مجرات العنقود.
الائتمان: جامعة نورث وسترن
ومع ذلك، فإن المجموعة المكتشفة حديثًا تشترك في نفس نسبة الطول إلى العرض مثل المجموعة خيوط درب التبانة. ويبدو أن نفس الأساليب تستخدم من قبل المجموعتين لنقل الطاقة. تكون الإلكترونات الموجودة في الخيوط أكثر نشاطًا بالقرب من التدفق، ولكن عندما تهبط أكثر، تصبح أقل نشاطًا. قد يتم توفير جسيمات البذور اللازمة لتشكيل خيط بواسطة نفث الثقب الأسود، ولكن لا بد أن هناك قوة غير معروفة تدفع هذه الجسيمات عبر مسافات مذهلة.
وقال زاده "بعضها يصل طوله إلى 200 كيلو فرسخ فلكي. وهذا أكبر بنحو أربع أو خمس مرات من مجرتنا درب التبانة بأكملها. والأمر اللافت للنظر هو أن إلكتروناتها تبقى معًا على هذا النطاق الطويل. إذا سافر الإلكترون بسرعة الضوء على طول الخيط، فإنه سيستغرق 700,000 سنة. وهم لا يسافرون بسرعة الضوء."
وقد افترض العلماء ذلك "يمكن أن تكون أصول الخيوط عبارة عن تفاعل بسيط بين الرياح المجرية وعائق ما، مثل السحابة. عندما تلتف الريح حول العائق، فإنها تخلق ذيلًا يشبه المذنب خلفه.
زاده شرح, "تأتي الرياح من حركة المجرة أثناء دورانها. إنه مثل عندما تخرج يدك من نافذة سيارة متحركة. لا توجد رياح في الخارج، لكنك تشعر بالهواء يتحرك. عندما تتحرك المجرة، فإنها تخلق رياحًا يمكن أن تندفع عبر الأماكن التي تكون فيها جزيئات الأشعة الكونية فضفاضة إلى حد ما. إنه يكتسح المادة ويخلق بنية خيطية.
"عندما تتحرك المجرات الراديوية، يمكن أن تؤثر الجاذبية على الوسط وتحركه. ثم يشكل الوسط بقعًا من الدوامات الدوامة. وبعد أن يلتف المجال المغناطيسي الضعيف حول هذه الدوامات، فإنه يمكن أن يتمدد، ويطوى، ويتضخم، ليتحول في النهاية إلى خيوط ممدودة ذات مجال مغناطيسي قوي.
"كل هذه الخيوط الموجودة خارج مجرتنا قديمة جدًا. إنهم تقريبًا من عصر مختلف من كوننا، ومع ذلك يشيرون إلى سكان درب التبانة بوجود أصل مشترك لتكوين الخيوط. أعتقد أن هذا أمر رائع."
المرجع مجلة:
- ف. يوسف زاده، آر جي أرندت، م. واردل. تجمعات الخيوط الممغنطة في الوسط الداخلي ومركز المجرة. رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. DOI 10.3847/2041-8213/ac982a
