صورة VLBA للكوازار 3C 273 ، مع نفاثته الطويلة. رصيد الصورة: NRAO. اضغط للتكبير.
عندما قام زوجان من الباحثين بتوجيه التلسكوب الراديوي ذي الخط الأساسي الطويل جدًا (VLBA) التابع لمؤسسة العلوم الوطنية نحو كوازار مشهور ، سعيا إلى دليل يدعم نظرية شائعة حول سبب اقتصار النفاثات فائقة السرعة للجسيمات المتدفقة من الكوازارات في تيارات ضيقة. وبدلاً من ذلك ، حصلوا على مفاجأة 'قد تعيد المنظرين إلى لوحات الرسم' ، وفقًا لأحد علماء الفلك.
قال روبرت زافالا ، عالم الفلك في المرصد البحري الأمريكي فلاغستاف ، أريزونا ، 'لقد وجدنا الدليل الذي كنا نبحث عنه ، لكننا وجدنا أيضًا دليلًا إضافيًا يبدو أنه يتعارض معه'. قدم زافالا وجريج تايلور ، من المرصد الفلكي الراديوي الوطني ومعهد كافلي لفيزياء الجسيمات وعلم الكونيات ، النتائج التي توصلوا إليها في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في مينيابوليس ، مينيسوتا.
يُعتقد عمومًا أن النجوم الزائفة عبارة عن ثقوب سوداء فائقة الكتلة في نوى المجرات ، فالثقب الأسود محاط بقرص دوار من المواد يتم سحبه بلا هوادة في فجوة الثقب الأسود. من خلال عمليات لا تزال غير مفهومة جيدًا ، يتم دفع نفاثات قوية من الجسيمات إلى الخارج بسرعة تقترب من سرعة الضوء. يقول نموذج نظري شائع أن خطوط المجال المغناطيسي في قرص الغزل ملتوية بإحكام معًا وتحصر الجسيمات سريعة الحركة في 'نفاثات' ضيقة تتدفق من أقطاب القرص.
في عام 1993 ، اقترح عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ستانفورد ومعهد كافلي روجر بلاندفورد أن مثل هذا المجال المغناطيسي الملتوي سوف ينتج نمطًا مميزًا في محاذاة ، أو استقطاب ، موجات الراديو القادمة من الطائرات. استخدم زافالا وتايلور VLBA ، القادر على إنتاج أكثر الصور تفصيلاً لأي تلسكوب في علم الفلك ، للبحث عن دليل على نمط بلاندفورد المتوقع في كوازار معروف جيدًا يسمى 3C 273.
لقد رأينا بالضبط ما تنبأ به بلاندفورد ، ودعم فكرة المجال المغناطيسي الملتوي. ومع ذلك ، فقد رأينا أيضًا نمطًا آخر لا يفسر بمثل هذا المجال ، 'قال زافالا.
من الناحية الفنية ، يجب أن يتسبب المجال المغناطيسي الملتوي في تغيير ثابت ، أو تدرج ، في المقدار الذي يتم من خلاله تدوير محاذاة (استقطاب) موجات الراديو عندما ينظر المرء عبر عرض الطائرة. ظهر هذا التدرج في ملاحظات VLBA. ومع ذلك ، مع وجود مجال مغناطيسي ملتوي ، يجب أن تكون النسبة المئوية للموجات المتوافقة أو المستقطبة بشكل مشابه في أعظمها في مركز التدفق وأن تنخفض بثبات نحو الحواف. بدلاً من ذلك ، أظهرت الملاحظات أن النسبة المئوية للاستقطاب تزداد باتجاه الحواف.
وهذا يعني ، كما يقول علماء الفلك ، إما أن هناك شيئًا خاطئًا في نموذج المجال المغناطيسي الملتوي أو أن تأثيراته تتلاشى بالتفاعلات بين النفاث والوسط النجمي الذي يحفر من خلاله. قال زافالا: 'في كلتا الحالتين ، يتعين على المنظرين العمل لمعرفة كيف يمكن أن يحدث هذا'.
عند إخطاره بالنتائج الجديدة ، قال بلاندفورد ، 'هذه الملاحظات جيدة بما يكفي لتبرير مزيد من التطوير للنظرية.'
3C 273 هو أحد أشهر الكوازارات في علم الفلك ، وكان أول من تم التعرف عليه كجسم بعيد جدًا في عام 1963. كان عالم الفلك مارتن شميدت يعمل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا على مقالة علمية موجزة حول 3C273 بعد ظهر يوم 5 فبراير من ذلك العام عندما تعرف فجأة على نمط في طيف الضوء المرئي للجسم الذي سمح بحساب فوري لمسافة الجسم. كتب لاحقًا 'لقد أذهلني هذا التطور ...' بعد دقائق فقط ، كما قال ، التقى بزميله جيسي جرينشتاين ، الذي كان يدرس كوازارًا آخر ، في ردهة. في غضون بضع دقائق أخرى ، وجدوا أن الثانية كانت أيضًا بعيدة جدًا. يبعد 3C 273 حوالي ملياري سنة ضوئية عن الأرض في كوكبة العذراء ، ويمكن رؤيته في تلسكوبات الهواة متوسطة الحجم.
VLBA عبارة عن نظام من عشرة هوائيات تلسكوب لاسلكي ، كل منها به صحن يبلغ قطره 25 مترًا (82 قدمًا) ويزن 240 طنًا. من Mauna Kea في جزيرة هاواي الكبيرة إلى سانت كروا في جزر فيرجن الأمريكية ، يمتد VLBA لأكثر من 5000 ميل ، مما يوفر لعلماء الفلك رؤية أوضح من أي تلسكوب على الأرض أو في الفضاء. تم تخصيص VLBA في عام 1993 ، ولديه القدرة على رؤية تفاصيل دقيقة تعادل القدرة على الوقوف في نيويورك وقراءة صحيفة في لوس أنجلوس.
أوضح زافالا: 'كانت' الرؤية 'الراديوية الحادة للغاية لـ VLBA ضرورية للغاية للقيام بهذا العمل. وأضاف: 'لقد استخدمنا أعلى ترددات لاسلكية يمكننا من خلالها اكتشاف طائرة 3C273 لزيادة التفاصيل التي يمكن أن نحصل عليها ، وقد أتى هذا الجهد بثمار علمية عظيمة'.
المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي هو مرفق تابع لمؤسسة العلوم الوطنية ، ويتم تشغيله بموجب اتفاقية تعاونية من قبل Associated Universities، Inc.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لـ NRAO
