الغاز الساخن في عناقيد المجرات يتوهج في نطاق الأشعة السينية، وجزء كبير من هذا الضوء يأتي من ذرات الحديد التي فقدت العديد من الإلكترونات. تترك هذه الذرات خطوطًا ساطعة مميزة في الطيف، تشبه بصمات الأصابع. يستخدمها علماء الفلك لمعرفة درجة الحرارة والكثافة وحركة الغاز. لكن مدى دقة مطابقة هذه الخطوط للنماذج النظرية ظل غير واضح حتى الآن.
في الدراسة الجديدة، أخذ العلماء بيانات من القمر الصناعي الياباني للأشعة السينية Resolve ودرسوا 17 عنقودًا مجريًا. بدلاً من ملاءمة الطيف بأكمله مع نموذج جاهز، قاموا بعزل خطوط الحديد الفردية - مثل تلك الصادرة عن الأيونات Fe25+ و Fe26+ - وقياس سطوعها مباشرة. هذا النهج سمح باختبار مدى توافق الخطوط الحقيقية مع الحسابات.
اتضح أنه في بعض العناقيد ذات النواة الباردة الكثيفة، تكون نسبة سطوع الخطين (w و z) أقل بحوالي 20% مما تتنبأ به النظرية. في حين يبدو الخط w أعرض من الخط z. يمكن تفسير هذا السلوك بالتشتت الرنيني: فوتونات الخط w يتم امتصاصها وإعادة إشعاعها بواسطة ذرات الحديد في طريقها إلينا، مما يتسبب في انحراف جزء من الضوء جانبًا. تم العثور على انحراف آخر في نسبة الخطين y و x - فهو يختلف قليلاً عن النموذج، مما يشير إلى مساهمة عمليات إعادة الاتحاد، عندما تلتقط الأيونات إلكترونات حرة.
أثار الزوجان Lyα1 و Lyα2 اهتمامًا خاصًا. وفقًا للنظرية، يجب أن تكون نسبة سطوعهما 2 إلى 1، لكن في البيانات ذات الإحصاءات الجيدة، تكون النسبة أقرب إلى 0.55 وليس 0.5. يمكن تفسير هذا الفائض الصغير بمساهمة انتقال ثنائي القطب المغناطيسي، والذي لا يؤخذ في الاعتبار في إحدى قواعد البيانات الذرية. ومن المثير للاهتمام أن العناقيد التي تبلغ درجة حرارتها حوالي 7 ملايين درجة (7 كيلو إلكترون فولت) تُظهر في كثير من الأحيان نسبة أعلى من 0.55. على الرغم من أن الدلالة الإحصائية لا تزال صغيرة، إلا أن هذا تلميح إلى أن القياس الدقيق لخطوط الحديد يمكن أن يصبح أداة حساسة لدراسة العمليات الذرية الإضافية - من إعادة الاتحاد ثنائي الإلكترون إلى استقطاب الإشعاع.
التشتت الرنيني في عناقيد المجرات يشبه الضباب: الضوء الصادر من خط ساطع يتشتت جزئيًا إلى الجوانب، لذلك نراه أضعف مما ينبغي.