A radio continuum study of NGC 6209 and NGC 4603

في الامتداد الشاسع للكون، ليست المجرات مجرد جزر ساكنة من النجوم؛ بل هي محركات ديناميكية تولد فيها نجوم جديدة باستمرار، وبذلك تصدر إشارات راديوية قوية. هذه الإشارات، غير المرئية للعين البشرية، هي شكل من أشكال الضوء الذي يسافر عبر الفضاء تماماً مثل الضوء القادم من نجم بعيد، ولكن بطول موجي أكبر بكثير. يستخدم علماء الفلك أطباقاً راديوية عملاقة لالتقاط هذه الهمسات القادمة من الكون، مما يسمح لهم برسم خرائط للهياكل غير المرئية داخل المجرات. في بعض الأحيان، تأتي هذه الإشارات الراديوية من أحداث درامية تحدث داخل المجرة، مثل الموت الانفجاري لنجم ضخم أو النشاط المكثف حول ثقب أسود. وفي أحيان أخرى، تظهر الإشارات وكأنها قادمة من داخل مجرة ما، لكنها في الواقع تنبعث من جسم أكثر بعداً يقع خلفها تماماً، ومصطف بدقة على طول خط رؤيتنا. إن التمييز بين حدث محلي وجسم خلفي بعيد يمثل تحدياً أساسياً في علم الفلك، حيث يساعد العلماء على فهم الطبيعة الحقيقية والتاريخ الذي تدرسه هذه المجرات.

لقد وجه فريق من الباحثين اهتمامهم مؤخراً إلى مجرتين حلزونيتين قريبتين، NGC 6209 وNGC 4603، للتحقيق في لغز محدد: هل البقع الراديوية الساطعة التي يرونها هي في الواقع جزء من هذه المجرات، أم أنها "منتحلون" من أعماق الفضاء؟ باستخدام مسار كيلومتر سكوار المكتشف (ASKAP)، وهو تلسكوب راديوي قوي، التقط الفريق صوراً تفصيلية لهذه المجرات عند ترددات متعددة. كما فحصوا نفس بقع السماء باستخدام تلسكوبات بصرية ترى الضوء المرئي وأقماراً صناعية تعمل بالأشعة تحت الحمراء ترصد الحرارة. ومن خلال مقارنة هذه الرؤى المختلفة، أملاً في تحديد ما إذا كانت المصادر الراديوية مرتبطة بالنجوم والغاز في المجرات أو ما إذا كانت أجساماً خلفية غير مرتبطة بها.

كشفت الدراسة عن ثلاثة مصادر راديوية مدمجة ومتميزة بدت وكأنها تقع ضمن حدود هاتين المجرتين. وُجد أحد المصادر بالقرب من مركز NGC 6209، بينما رُصد اثنان آخران بالقرب من مركز NGC 4603. للوهلة الأولى، بدت هذه المصادر وكأنها قد تكون مرتبطة بالمجرات، ربما لتحديد مناطق تتشكل فيها نجوم جديدة أو حيث انفجر نجم مؤخراً. ومع ذلك، فإن نظرة فاحصة على البيانات كشفت عن قصة مختلفة. فعندما فحص الباحثون الإشارات الراديوية، وجدوا أن المصادر لم يكن لها أي نظائر مطابقة في الصور الضوئية أو صور الأشعة تحت الحمراء. بمعنى آخر، حيث رأى التلسكوب الراديوي نقطة ساطعة، لم ترَ التلسكوبات البصرية أو التلسكوبات الحرارية سوى فضاء فارغ. هذا الافتقار إلى شريك مرئي أو حراري يعد دليلاً قوياً على أن هذه المصادر الراديوية ليست نتيجة لنشاط محلي داخل المجرات.

وقد قدم تحليل إضافي للإشارات الراديوية مزيداً من الأدلة. فقد قاس الباحثون كيف تتغير قوة الإشارة الراديوية عبر الترددات المختلفة، وهي خاصية تُعرف باسم "المؤشر الطيفي". ووجدوا أن جميع المصادر الثلاثة شهدت انخفاضاً حاداً في قوة الإشارة مع زيادة التردد، وهي سمة نموذجية للعمليات غير الحرارية. وبينما يمكن لبعض الأجسام المحلية مثل بقايا المستعرات العظمية أن تظهر سلوكاً مشابهاً، فإن الجمع المحدد بين الانخفاض الحاد في الإشارة، وغياب الضوء المرئي، وضعف الاستقطاب المغناطيسي، أشار بعيداً عن الأصل المحلي لبعض المصادر. كما حسب الباحثون الاحتمالية الإحصائية لظهور هذه المصادر عن طريق الصدفة المحضة. ووجدوا أن احتمال اصطفاف المصدرين في NGC 4603 مع تلك المجرة بمحض الصدفة هو احتمال منخفض جداً، يتراوح بين أقل من واحد بالمئة إلى حوالي سبعة بالمئة اعتماداً على المصدر، مع احتمال مشترك قدره 0.26% فقط.

وعلى الرغم من الاحتمالية المنخفضة للاصطفاف العشوائي، إلا أن الأدلة الفيزيائية لا تسمح بتصنيف فريد لجميع المصادر. خلص الباحثون إلى أنه بينما من المرجح أن تكون المصادر ذات الطيف الحاد هي كوازارات خلفية أو مجرات راديوية تقع بعيداً خلف NGC 6209 وNGC 4603، فإن خصائص أحد المصادر (PS1 في NGC 4603) تتوافق في الواقع مع أصل داخل المجرة. هذه الأجسام البعيدة ساطعة جداً في الموجات الراديوية لدرجة أنها تبدو وكأنها تجلس داخل المجرات الأقرب، مما يخلق وهماً بصرياً بالارتباط. وتتشابه هذه النتيجة مع اكتشاف سابق في مجرة أخرى، حيث تم أيضاً تحديد مصدر راديوي ساطع كجسم خلفي. ورغم أن فرصة حدوث مثل هذا الاصطفاف إحصائياً ضئيلة، فإن الخصائص الفيزيائية للمصادر - وتحديداً افتقارها إلى النظائر البصرية وأطيافها الراديوية الحادة - تجعل تفسير الخلفية هو الأكثر منطقية للمصادر ذات الطيف الحاد، وإن لم يكن حاسماً لجميع المصادر. تسلط الدراسة الضوء على أهمية استخدام أطوال موجية متعددة لتجنب الخطأ في تحديد منارات كونية بعيدة على أنها ظواهر محلية، مذكرةً علماء الفلك بأن ما يبدو جاراً في السماء قد يكون في الواقع مسافراً من أقاصي الكون.