مصدر الراديو الفلكي

المصدر الراديوي الفلكي هو جسم في الفضاء الخارجي يصدر موجات راديوية قوية . يأتي الانبعاث الراديوي من مجموعة متنوعة من المصادر. تعد مثل هذه الأجسام من بين أكثر العمليات الفيزيائية تطرفًا وطاقة في الكون .

في عام 1932 ، اكتشف الفيزيائي ومهندس الراديو الأمريكي كارل جانسكي موجات راديو قادمة من مصدر غير معروف في مركز مجرة ​​درب التبانة . كان جانسكي يدرس أصول تداخل الترددات الراديوية لصالح مختبرات بيل . وجد "... هسهسة ثابتة ثابتة من أصل غير معروف"، والتي استنتج في النهاية أن لها أصلًا خارج كوكبي. كانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف موجات راديو من الفضاء الخارجي. ^[1] أجرى جروت ريبر أول مسح راديوي للسماء واكتمل في عام 1941. في سبعينيات القرن العشرين، وجد أن بعض النجوم في درب التبانة هي باعثات راديو، وكان أحد أقواها الثنائي الفريد MWC 349. [ ^2]

باعتبارها أقرب نجم، تعد الشمس مصدر الإشعاع الأكثر سطوعًا في معظم الترددات، وصولاً إلى الطيف الراديوي عند 300 ميجا هرتز (طول موجة 1 متر). عندما تكون الشمس هادئة، تهيمن الضوضاء الخلفية المجرية على الأطوال الموجية الأطول. أثناء العواصف الجيومغناطيسية ، ستهيمن الشمس حتى عند هذه الترددات المنخفضة. ^[3]

تؤدي تذبذبات الإلكترونات المحاصرة في الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري إلى إحداث إشارات راديو قوية، وتكون ساطعة بشكل خاص في نطاق الديسيمتر.

الغلاف المغناطيسي للمشتري مسؤول عن حلقات مكثفة من الانبعاثات الراديوية من المناطق القطبية للكوكب. النشاط البركاني على قمر المشتري آيو يحقن الغاز في الغلاف المغناطيسي للمشتري، مما ينتج عنه حلقة من الجسيمات حول الكوكب. عندما يتحرك آيو عبر هذه الحلقة، يولد التفاعل موجات ألففين التي تحمل المادة المؤينة إلى المناطق القطبية للمشتري. ونتيجة لذلك، يتم توليد الموجات الراديوية من خلال آلية مازر السيكلوترون ، وتنتقل الطاقة على طول سطح مخروطي الشكل. عندما تتقاطع الأرض مع هذا المخروط، يمكن للانبعاثات الراديوية من المشتري أن تتجاوز الناتج الراديوي الشمسي. ^[4]

في عام 2021 أفادت وسائل الإعلام أن العلماء، باستخدام مركبة الفضاء جونو التي تدور حول المشتري منذ عام 2016، اكتشفوا إشارة راديو FM من القمر جانيميد في موقع حيث تتصل خطوط المجال المغناطيسي للكوكب بخطوط قمره. ووفقًا للتقارير، فقد نتجت هذه عن عدم استقرار الميزر السيكلوتروني وكانت مماثلة لإشارات WiFi وانبعاثات الراديو للمشتري. ^{[5] [6]} نُشرت دراسة حول الانبعاثات الراديوية في سبتمبر 2020 ^[7] لكنها لم تصفها بأنها ذات طبيعة FM أو مشابهة لإشارات WiFi. ^{[ بحاجة لتوضيح ]}

كان مركز مجرة ​​درب التبانة أول مصدر راديوي يتم اكتشافه. ويحتوي على عدد من المصادر الراديوية، بما في ذلك القوس أ ، المنطقة المدمجة حول الثقب الأسود الهائل ، القوس أ* ، بالإضافة إلى الثقب الأسود نفسه. عند التوهج، يضيء قرص التراكم حول الثقب الأسود الهائل، ويمكن اكتشافه بالموجات الراديوية.

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم اكتشاف ثلاثة إشعاعات راديوية عابرة لمركز المجرة (GCRTs): GCRT J1746–2757، وGCRT J1745–3009، وGCRT J1742–3001. ^[8] بالإضافة إلى ذلك، قد يكون ASKAP J173608.2-321635، الذي تم اكتشافه ست مرات في عام 2020، إشعاعًا راديويًا عابرًا رابعًا. ^{[9] [8]}

المنطقة المحيطة بمركز المجرة

في عام 2021، أبلغ علماء الفلك عن اكتشاف موجات راديوية متقطعة غريبة ذات استقطاب دائري شديد من بالقرب من مركز المجرة، وقد يمثل مصدرها المجهول فئة جديدة من الأجرام الفلكية التي لم يتمكن GCRT حتى الآن من "تفسير الملاحظات بشكل كامل". ^{[10] [11] [8]}

غالبًا ما تظهر بقايا المستعرات العظمى انبعاثات راديوية منتشرة. ومن الأمثلة على ذلك كاسيوبيا أ ، ألمع مصدر راديوي خارج المجموعة الشمسية في السماء، وسديم السرطان .

تترك المستعرات العظمى خلفها أحيانًا نجومًا نيوترونية دوارة كثيفة تسمى النجوم النابضة . تنبعث منها نفاثات من الجسيمات المشحونة التي تنبعث منها إشعاعات سنكروترونية في الطيف الراديوي. تشمل الأمثلة النجم النابض كراب ، وهو أول نجم نابض يتم اكتشافه. اكتشف علماء الفلك الراديوي النجوم النابضة والكوازارات (النوى المركزية الكثيفة للمجرات البعيدة للغاية). في عام 2003، اكتشف علماء الفلك باستخدام تلسكوب باركس الراديوي نجمين نابضين يدوران حول بعضهما البعض، وهو أول نظام معروف من هذا القبيل.

تعتبر النجوم العابرة الراديوية الدوارة (RRATs) نوعًا من النجوم النيوترونية التي اكتشفها فريق بقيادة ماورا ماكلولين من مرصد جودريل بانك بجامعة مانشستر في المملكة المتحدة في عام 2006. يُعتقد أن النجوم العابرة الراديوية الدوارة تنتج انبعاثات راديوية يصعب تحديد موقعها للغاية بسبب طبيعتها العابرة. ^[12] تمكنت الجهود المبكرة من اكتشاف الانبعاثات الراديوية (تسمى أحيانًا ومضات RRAT ) ^[13] لأقل من ثانية واحدة في اليوم، وكما هو الحال مع إشارات الانفجار المفردة الأخرى، يجب على المرء توخي الحذر الشديد لتمييزها عن التداخل الراديوي الأرضي. وبالتالي فإن الحوسبة الموزعة وخوارزمية Astropulse قد تساعد في اكتشاف المزيد من النجوم العابرة الراديوية الدوارة.

تصدر موجات راديوية قصيرة من جزيئات معقدة في سحب كثيفة من الغاز حيث تولد النجوم .

تحتوي المجرات الحلزونية على سحب من الهيدروجين المحايد وأول أكسيد الكربون التي تصدر موجات راديوية. وقد تم استخدام الترددات الراديوية لهذين الجزيئين لرسم خريطة لجزء كبير من مجرة ​​درب التبانة. ^[14]

تُصدر العديد من المجرات موجات راديوية قوية، وتُسمى بالمجرات الراديوية . ومن بين المجرات الأكثر شهرة مجرة ​​قنطورس أ ومسير 87 .

كانت الكوازارات (اختصارًا لـ "مصدر راديو شبه نجمي") واحدة من أول مصادر الراديو النقطية التي تم اكتشافها. قادنا الانزياح الأحمر الشديد للكوازارات إلى استنتاج أنها نوى مجرية نشطة بعيدة، يُعتقد أنها مدعومة بالثقوب السوداء . تحتوي النوى المجرية النشطة على نفاثات من الجسيمات المشحونة التي تنبعث منها إشعاعات سنكروترونية . أحد الأمثلة على ذلك هو 3C 273 ، وهو ألمع كوازار بصريًا في السماء.

غالبًا ما تظهر مجموعات المجرات المندمجة انبعاثات راديوية منتشرة. ^[15]

الخلفية الكونية للميكروويف هي إشعاع الخلفية للجسم الأسود المتبقي من الانفجار العظيم (التوسع السريع، منذ حوالي 13.8 مليار سنة، ^[16] والذي كان بداية الكون .

قام الدكتور لوريمر وآخرون بتحليل بيانات المسح الأرشيفي ووجدوا انفجارًا متفرقًا بطول 30 جانسكي ، مدته أقل من 5 ميلي ثانية، يقع على بعد 3 درجات من سحابة ماجلان الصغيرة . وذكروا أن خصائص الانفجار تجادل ضد الارتباط الفيزيائي بمجرتنا أو سحابة ماجلان الصغيرة. في ورقة بحثية حديثة، يزعمون أن النماذج الحالية لمحتوى الإلكترون الحر في الكون تعني أن الانفجار يبعد أقل من 1 جيجا فرسخ فلكي . إن حقيقة عدم رؤية المزيد من الانفجارات في 90 ساعة من الملاحظات الإضافية تعني أنه كان حدثًا مفردًا مثل المستعر الأعظم أو اندماج (اندماج) الأجسام النسبية. ^[17] يقترح أن مئات الأحداث المماثلة يمكن أن تحدث كل يوم، وإذا تم اكتشافها، يمكن أن تكون بمثابة مسبارات كونية. تقدم مسوحات النجم النابض الراديوي مثل Astropulse-SETI@home واحدة من الفرص القليلة لمراقبة السماء الراديوية بحثًا عن أحداث شبيهة بالانفجارات النبضية بمدد زمنية تبلغ ميلي ثانية. ^[18] نظرًا للطبيعة المعزولة للظاهرة المرصودة، فإن طبيعة المصدر تظل تخمينية. تشمل الاحتمالات تصادم ثقب أسود بنجم نيوتروني ، أو تصادم نجم نيوتروني بنجم نيوتروني، أو تصادم ثقب أسود بثقب أسود، أو بعض الظواهر التي لم يتم النظر فيها بعد.

في عام 2010، كان هناك تقرير جديد عن 16 نبضة مماثلة من تلسكوب باركس والتي كانت من أصل أرضي بوضوح، ^[19] ولكن في عام 2013 تم تحديد أربعة مصادر للنبضات والتي دعمت احتمال وجود مجموعة نبضات حقيقية خارج المجرة. ^[20]

تُعرف هذه النبضات باسم الانفجارات الراديوية السريعة (FRBs). وقد عُرفت أول انفجار تم رصده باسم انفجار لوريمر . ومن بين التفسيرات المقترحة لذلك الانفجارات البليتزارية .

وفقًا لنموذج الانفجار العظيم، كان الضغط ودرجة الحرارة شديدين للغاية خلال اللحظات القليلة الأولى بعد الانفجار العظيم. وفي ظل هذه الظروف، ربما أدت التقلبات البسيطة في كثافة المادة إلى ظهور مناطق محلية كثيفة بما يكفي لإنشاء ثقوب سوداء. وعلى الرغم من أن معظم المناطق ذات الكثافة العالية ستتشتت بسرعة بسبب تمدد الكون، إلا أن الثقب الأسود البدائي سيكون مستقرًا ويستمر حتى الوقت الحاضر.

أحد أهداف Astropulse هو اكتشاف الثقوب السوداء الصغيرة المفترضة التي قد تتبخر بسبب " إشعاع هوكينج ". يُفترض أن مثل هذه الثقوب السوداء الصغيرة ^[21] قد تكونت أثناء الانفجار العظيم، على عكس الثقوب السوداء المعروفة حاليًا. افترض مارتن ريس أن الثقب الأسود، الذي ينفجر عبر إشعاع هوكينج، قد ينتج إشارة يمكن اكتشافها في الراديو. يأمل مشروع Astropulse أن ينتج هذا التبخر موجات راديو يمكن لـ Astropulse اكتشافها. لن يؤدي التبخر إلى إنشاء موجات راديو مباشرة. بدلاً من ذلك، سيخلق كرة نارية متوسعة من أشعة جاما والجسيمات عالية الطاقة. ستتفاعل هذه الكرة النارية مع المجال المغناطيسي المحيط، مما يدفعها للخارج وتوليد موجات راديو. ^[22]

كانت عمليات البحث السابقة التي قامت بها مشاريع "البحث عن ذكاء خارج الأرض" (SETI)، بدءًا من مشروع Ozma ، تبحث عن اتصالات خارج الأرض في شكل إشارات ضيقة النطاق، تشبه محطات الراديو الخاصة بنا. ويزعم مشروع Astropulse أنه نظرًا لأننا لا نعرف شيئًا عن كيفية تواصل الكائنات الفضائية، فقد يكون هذا ضيق الأفق بعض الشيء. وبالتالي، يمكن اعتبار مشروع Astropulse Survey ^{[ من قِبل من؟ ]} مكملًا لمسح SETI@home ضيق النطاق كمنتج ثانوي للبحث عن الظواهر الفيزيائية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

في شرح اكتشافهم في عام 2005 لمصدر قوي لانفجارات الراديو، صرح عالم الفلك في المختبر الوطني للأبحاث الفلكية الدكتور جوزيف لازيو: ^[23] "من المدهش أنه على الرغم من أن السماء معروفة بأنها مليئة بالأجسام العابرة التي تنبعث منها أطوال موجية للأشعة السينية وأشعة جاما، إلا أنه لم يتم بذل الكثير من الجهود للبحث عن الانفجارات الراديوية، والتي غالبًا ما يكون من الأسهل على الأجسام الفلكية إنتاجها". قد يؤدي استخدام خوارزميات التشتت المتماسكة وقوة الحوسبة التي توفرها شبكة SETI إلى اكتشاف ظواهر لم يتم اكتشافها من قبل.

• نواة مجرية نشطة
• علم الفلك
• الإشعاع الكهرومغناطيسي
• علم الفلك الراديوي
• مصدر الأشعة السينية الفلكية