بسيط

مجرة البرِّيمة: النفاث المنعطف كمفتاح لفهم المجالات المغناطيسية

Original: "Helical radio jets as probes of magnetised cluster environments: Periodic Faraday Rotation Revealed in the Corkscrew Galaxy by POSSUM"
arXiv:2607.02665v1 · 2026-07-02 · CC BY · ⏱ 2 دقيقة · Galaxies High Energy
تعرجات النفاث الراديوي لمجرة بعيدة ساعدت العلماء على فصل مجالها المغناطيسي الخاص عن مجال الوسط المحيط.
الملخّص

في مركز مجرة بعيدة يختبئ «برّامة كونية» — تدفق بلازما ملتف. لاحظ الفلكيون أن الموجات الراديوية، أثناء عبورها هذا اللولب، تُغيّر استقطابها (اتجاه التذبذب) قليلاً بإيقاع منتظم، مثل صدى الصوت في ممر متعرج. هذا يُتيح فهم أين يتركز الحقل المغناطيسي بالضبط، داخل التدفق أم حوله. هل يمكن أن تصبح هذه البرّامة أداةً لدراسة الحقول المغناطيسية الخفية لعناقيد مجرية بأكملها؟

الروابط في شبكة المعرفة 1

في مجرة بعيدة لُقبت بـ"مجرة البرِّيمة"، ينطلق من مركزها تيار قوي من الجسيمات - نفاث راديوي. إنه ليس مستقيماً، بل يتعرج كخرطوم حديقة مرن تحت ضغط الماء. هذه المجرة، مثل كل الأجرام البعيدة، تبتعد عنا بسبب توسع الكون، وهو ما لاحظه أول مرة إدوين هابل. يصدر النفاث موجات راديوية، واستقطابها - أي الاتجاه الذي يتذبذب فيه الضوء - يستجيب للمجالات المغناطيسية في طريقه. شريط خفيف مربوط بخرطوم الحديقة يدور مع الريح. هنا يدور الاستقطاب تحت تأثير المجالات المغناطيسية، مثل دوارة الرياح.

دوران فاراداي هو تأثير يجعل المجال المغناطيسي مستوى استقطاب الموجات الراديوية يدور ببطء.

بنى الفلكيون خريطة لـدوران فاراداي - وهو الاسم الذي يطلق على هذا الدوران - على طول النفاث بأكمله. وتبين أن الدوران يتذبذب بنفس التواتر الذي تتذبذب به انحناءات النفاث نفسه! في الجزء الشرقي، يتبع الدوران الانحناءات بدقة - مما يعني أن المجال المغناطيسي يكمن في النفاث نفسه أو في غلافه. أما في الجزء الغربي، فالارتباط ضعيف، وهناك يسيطر المجال المغناطيسي للوسط بين المجرات - الغاز الساخن الذي يملأ عنقود المجرات. يتكون هذا الغاز أساساً من الهيدروجين والهيليوم، وكتلته، التي تُقاس أحياناً عبر العدسية الثقالية، أكبر بكثير من كتلة المجرات نفسها، وجزء من هذه الكتلة هو المادة المظلمة غير المرئية - المادة الغامضة التي اكتشفها فريتز زفيكي.

عناقيد المجرات هي أكبر البنى المستقرة في كوننا. تؤثر مجالاتها المغناطيسية غير المرئية على كيفية تحرك الغاز وتسخينه داخلها، مما يزيد من مقدار الفوضى، أو الإنتروبيا.

تشبِه هذه الطريقة استخدام انحناءات النهر لقياس التيار الخفي تحت الأرض. يعمل النفاث الحلزوني كمسبار طبيعي، مما يسمح بفصل المجالات المغناطيسية ومعرفة أيها يتبع ماذا. أصبحت هذه الأرصاد ممكنة بفضل التلسكوب الراديوي ASKAP، الذي يسجل أدنى دوران في الاستقطاب. تعتمد هذه الدورانات على خصائص الغاز والمجال المغناطيسي، وعند الحساب يُؤخذ دائماً في الاعتبار ثابت سرعة الضوء، الذي ارتبط اكتشافه بأعمال جيمس كلارك ماكسويل. يأمل العلماء أنه في المستقبل، مع إطلاق التلسكوب الراديوي العملاق SKA، سيتمكنون من العثور على العديد من هذه "البرِّيمات" ووضع خريطة مفصلة للمجالات المغناطيسية عبر الكون بأسره. سيساعد هذا في فهم أفضل لكيفية نمو العناقيد، وكيف تنشأ مجرات جديدة فيها، وما الدور الذي تلعبه الثقوب السوداء في مراكزها.

🎯 لم تحصل هذه المجرة على لقب "مجرة البرِّيمة" صدفة: فنفاثها الراديوي ملتوٍ كاللولب، ويمتد لمئات الآلاف من السنوات الضوئية.

\mathrm{RM} = 0.812 \int_0^L n_e(s) B_\parallel(s) \, ds \quad \mathrm{[rad\,m^{-2}]}
RM (راديان/م²) يتناسب مع تكامل تركيز الإلكترونات الحرة (سم⁻³) والمركبة الطولية للمجال المغناطيسي (ميكروغاوس) على طول خط الرؤية.
B_\parallel \simeq \frac{\mathrm{RM}}{0.812\, n_e \sqrt{L\,l}}
بالنسبة لمجال خلوي بطول تماسك l، تتراكم المساهمة في RM كسير عشوائي، مما يسمح بتقدير B∥.
العلماء
Jacob BekensteinStephen HawkingAlbert EinsteinHans BetheLise MeitnerMargaret Burbidge
الوسوم
الثقب الأسود المجرة التحليل الطيفي الإنتروبيا العدسة التثاقلية المادة المظلمة سرعة الضوء الهيدروجين هيليوم
قوانين
إنتروبيا بيكينشتاين-هوكينجتكافؤ الكتلة والطاقةقانون كولوممعادلات أينشتاين للمجالمعادلات ماكسويلقانون بلانك للإشعاع
الأصل: arXiv:2607.02665v1 · CC BY · bridge42worlds