دراسة حديثة يكشف عما يمكن أن يحدث عندما يصطدم أكبر جسمين في الكون

كشفت دراسة حديثة عما يمكن أن يحدث عندما يصطدم أكبر جسمين في الكون، وقالت إن هذا يخلق واحدة من أكبر موجات الصدمة في الكون.

وأجرى فريق دولي من علماء الفلك بقيادة مرصد هامبورغ أكثر الصور تفصيلا لأكبر موجات صدمة كونية تم رصدها على الإطلاق.

وتستند الملاحظات على بيانات من التلسكوب الراديوي MeerKATفي جنوب إفريقيا ونُشرت في مجلة journal Astronomy & Astrophysics.

ومن المعروف أن المجرات لا تتوزع بالتساوي عبر الكون، لكنها تتجمع في ما يسمى بالعناقيد المجرية، والتي ترتبط ببعضها البعض بفعل الجاذبية.

لكن الجاذبية تتسبب أيضا في تجاذب العناقيد المجرية بعضها مع بعض - وتحدث تصادمات حتمية. وتوصف تصادمات عناقيد المجرات بأنها أكبر الأحداث الفلكية منذ فجر الكون.

وعندما تصطدم مجموعات من المجرات، تنشأ موجات صدمة كونية عملاقة تنتقل عبر مجموعة المجرات المشكّلة حديثا.

والآن، نجحت مجموعة دولية من علماء الفلك بقيادة الدكتور فرانشيسكو دي غاسبرين، الأستاذ السابق في جامعة هامبورغ، والعالم الزائر في مرصد هامبورغ حاليا، في إنتاج صور لأكبر موجة صدمة تمت ملاحظتها على الإطلاق باستخدام بيانات من التلسكوب اللاسلكي MeerKAT.

وتوفر الصور عالية الدقة من مجموعة المجرات "أبيل 3667" (Abell 3667) رؤى فريدة حتى الآن حول بنية موجات الصدمة الكونية.

وتقع "أبيل 3667" على بعد نحو 730 مليون سنة ضوئية من الأرض، وهي عبارة عن مجموعة مجرات في حالة من الفوضى. وتتكون "أبيل 3667" بالفعل من عنقودين (أو مجموعتين) من المجرات التي تصطدم ببعضها البعض، وتحتوي على أكثر من 550 مجرة ​​فردية تتحرك ببطء في الخليط الكوني الكبير.

ورغم أنه ليس واضحا بسهولة لمعظم التلسكوبات، لكن هذا الاصطدام الكوني أحدث اضطرابا هائلا في المنطقة، يتمثل في موجة صدمية عملاقة تنطلق من أي من جانبي الكتلة المندمجة، ولا يمكن رؤيتها إلا في موجات الراديو.

وباستخدام مصفوفة التلسكوب الراديوي MeerKAT في جنوب إفريقيا، صور العلماء نصفي المكون الراديوي لموجة الصدمة، وتسمى أيضا "بقايا الراديو"، ووجدوا أن الهياكل أكثر تعقيدا بكثير مما أشارت إليه الملاحظات السابقة.

ويقول فرانشيسكو دي جاسبرين: "إن موجات الصدمة الكونية مليئة بالمفاجآت وأكثر تعقيدا بكثير مما كنا نظن في البداية". ويوضح: "تعمل موجات الصدمة كمسرعات جسيمات عملاقة وتسرع الإلكترونات تقريبا إلى سرعة الضوء. وعندما تعبر هذه الإلكترونات السريعة المجال المغناطيسي، فهي تصدر إشعاعات طويلة الموجة يمكن ملاحظتها بمساعدة التلسكوبات الراديوية. وتترابط موجات الصدمة بنمط معقد من الخيوط الساطعة التي تتعقب موقع خطوط المجال المغناطيسي العملاقة والمناطق التي يتم فيها تسريع الإلكترونات".

وفقا للعلماء، انفجرت موجة الصدمة لأول مرة منذ نحو مليار سنة، عندما اصطدمت مجموعتا المجرات التي تشكل "أبيل 3667" لأول مرة. وعناقيد المجرات هي أضخم الهياكل المرتبطة بالجاذبية في الكون.

وقال الفريق إنه عندما اندمج اثنان منها، أطلقا أكبر كمية من الطاقة في حدث واحد منذ الانفجار العظيم.

وعندما أطلقت الموجة الإلكترونات في الفضاء بسرعة قريبة من سرعة الضوء، اخترقت الجسيمات الحقول المغناطيسية في المنطقة  وأصدرت الأقواس المزدوجة لموجات الراديو التي نراها اليوم.

وجد العلماء أن هذه الأقواس الراديوية تتحرك بسرعة تزيد عن 3.3 مليون ميل في الثانية (5.3 مليون كيلومتر في الثانية)، وهي تبعد نحو 13 مليون سنة ضوئية عن بعضها البعض. ويبلغ قياس كل منها 60 مرة أكبر من مجرة ​​درب التبانة بأكملها، والتي يمتد قطرها نحو 100000 سنة ضوئية.

Fast and furious: A shock wave that extends for 6.5 million light years - read how an international team of astronomers made the most detailed images of the largest cosmic shock wave visible from earth: https://t.co/QKO6EbAbEl pic.twitter.com/MwaH83oXF6

— SARAO (@SKA_Africa) February 23، 2022