طالب في الهمالايا يكتشف مجرة راديوية عملاقة على شكل "قوس وسهم" تمتد 1.8 مليون سنة ضوئية

طالب جامعي من ولاية سيكيم الهندية الواقعة في منطقة الهمالايا، يشارك في دورة تدريبية أونلاين خلال عطلة نهاية الأسبوع، تمكن من رصد شيء في صور التلسكوب الراديوي كان قد استعصى على كل الخوارزميات الآلية: مجرة على شكل قوس وسهم، تمتد قرابة 1.8 مليون سنة ضوئية عبر الفضاء. هذا الاكتشاف، الذي نُشر في دورية Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters، يُعد واحدًا من أوضح البصمات الراديوية المعروفة لموجة صدمية قوسية عملاقة — وهي موجة صدمية تتولد عندما تصطدم مجرة بالغاز الحار بين المجرات بسرعات فائقة.

ما الذي تم اكتشافه؟

في 24 مايو 2025، كان برانيم ليمبو، طالب في جامعة SRM سيكيم، يفحص صورًا راديوية منخفضة التردد من مسح LOFAR Two-metre Sky Survey (LoTSS) كجزء من جلسة تدريب عن بعد يديرها مختبر RAD@home Astronomy Collaboratory الهندي . لاحظ وجود جرم ذي شكل غير متماثل وغير معتاد، وهو شكل كانت أنظمة التعلم الآلي قد صنفته سابقًا عن طريق الخطأ على أنه مجرة راديوية عملاقة عادية .

عين ليمبو المدربة التقطت التناقض بين شكل هذا الجرم والأشكال المعروفة للمجرات الراديوية. هذا الرصد قاد إلى تحليل متابعة كامل من قبل فريق دولي بقيادة الدكتور أناندا هوتا (RAD@home)، والدكتور براتيك دابهادي (NCBJ بولندا)، والدكتور شوبرانغشو غوش (جامعة SRM سيكيم) .

هيكل مجرة RAD-BAARG

المجرة، التي سُميت رسميًا RAD-BAARG (Bow-And-Arrow Radio Galaxy) ورقمها RAD J104501.6+352852 عند انزياح أحمر z=0.159، تمتد لحوالي 1.8 مليون سنة ضوئية (560 كيلو فرسخ فلكي) . شكلها غير متماثل بشكل لافت وليس مشابهًا لأي من أشكال المجرات الراديوية المزدوجة الفصوص المتناظرة المعتادة :

• "القوس" — على الجانب الغربي، ينبثق نفاث ضيق ليُغذي منطقة انبعاث عريضة على شكل قطاع وميزة عملاقة تشبه القوس تمتد لحوالي 560 كيلو فرسخ فلكي .
• "السهم" — على الجانب الآخر، يتطور النفاث المعاكس ليشكل ذيلًا ملتويًا على شكل حرف S يمتد على مسافة 600 كيلو فرسخ فلكي تقريبًا .

موجة صدمية قوسية كونية نادرة

يُفسر RAD-BAARG على أنه واحد من أوضح البصمات الراديوية المعروفة لموجة صدمية قوسية عملاقة — وهي ظاهرة طال تنبأت بها النظريات والمحاكاة الحاسوبية ولكن نادرًا ما تم رصدها مباشرة .

بينما تنغمس المجرة المضيفة بسرعة فائقة عبر غاز بين المجرات الساخن بسرعات تتراوح تقريبًا بين 1000 و3500 كيلومتر في الثانية، فإنها تضغط الوسط المحيط أمامها، مما يُحدث جبهة صدمية واسعة النطاق مماثلة لصوت طائرة أسرع من الصوت . تعمل البلازما الراديوية النسبية القادمة من نواة المجرة النشطة (AGN) على إضاءة هيكل الصدمة الخافت هذا، والذي كان ليبقى غير مرئي لولا ذلك، مما يجعله مرئيًا في الصور الراديوية منخفضة التردد .

ما يقترحه الباحثون

يظهر تحليل الفريق أن المجرة المضيفة تقع في بيئة ديناميكية معقدة ومتعددة الهالات المحيطة مع أنظمة عنقودية قريبة على مسافات مماثلة . السيناريو المقترح:

• المجرة تسقط بسرعة فائقة باتجاه عنقود مجري، وتتحرك عبر غاز ساخن بين المجرات .
• يتم ضغط وجرف أحد النفاثات الراديوية إلى الخلف بواسطة موجة الصدمة الأمامية، مكونًا القوس اللامع .
• يتم تمديد وثني النفاث المعاكس ليشكل الذيل الملتف على شكل حرف S ("السهم") .
• الشكل الكلي يتوافق مع تأثيرات ضغط الرياح، حركات الغاز الكتلية، والانضغاط المرتبط بالصدمة التي تشكل البلازما الراديوية .

هذا الشكل الفريد من نوعه (القوس والسهم) غريب جدًا لدرجة أن عالم فلك لديه 25 عامًا من الخبرة في دراسة المجرات الراديوية قال إنه لم ير شيئًا كهذا في حياته .

اكتشاف بقوة العلوم التشاركية

يسلط هذا الاكتشاف الضوء على قوة الفحص البصري البشري في عصر البيانات الضخمة. يقوم مختبر RAD@home Astronomy Collaboratory بتدريب مواطنين هنود على الفحص البصري لخرائط الراديو منخفضة التردد من تلسكوب LOFAR. بينما تستطيع الخوارزميات الآلية معالجة كميات هائلة من البيانات، إلا أنها قد تفوّت الأشكال الدقيقة وغير المعتادة التي يمكن للعين البشرية المدربة التقاطها .

كان برانيم ليمبو يشارك في فصل دراسي أونلاين يوم السبت عندما لاحظ هذا الجرم. اكتشافه أدى إلى تعاون دولي كامل أكد طبيعة الجسم ونشر النتائج .

مرافق مستقبلية ستكشف عن المزيد

يشير الباحثون تحديدًا إلى منشأتين مستقبليتين من المتوقع أن تكشفا عن العديد من الأنظمة التي تتعقب فيها المجرات الراديوية التفاعلات غير المرئية بين النفاثات والبيئة المحيطة وموجات الصدمة:

• LOFAR LoTSS DR3 — الإصدار الأعمق من بيانات مسح مصفوفة الترددات المنخفضة المستمر .
• مرصد مصفوفة الكيلومتر المربع (SKAO) — أقوى تلسكوب راديوي تم بناؤه على الإطلاق، ومن المتوقع أن يجعل موجات الصدمة والتفاعلات الدقيقة الأخرى بين النفاثات والبيئة المحيطة اكتشافًا روتينيًا .