تسببت هياكل غامضة في السماء في إثارة حيرة علماء الفلك لعقود، وقد يكون لها تفسير أخيرا.
قد يكون هناك صلة بين North Polar Spur ومنطقة Fan، على جوانب متقابلة من السماء، بواسطة نظام واسع من الخيوط الممغنطة. وتشكل هذه بنية تشبه النفق الذي يحيط بالنظام الشمسي والعديد من النجوم القريبة بجانبه.
وقالت عالمة الفلك جينيفر ويست، من جامعة تورنتو في كندا: "إذا نظرنا إلى السماء، فسنرى هذا الهيكل الذي يشبه النفق في كل اتجاه نظرنا إليه تقريبا".
وعرف الباحثون الهيكلين لبعض الوقت - منذ الستينيات، في الواقع - لكن كان من الصعب فهمهما. وهذا لأنه من الصعب حقا معرفة مدى بعدها بالضبط؛ تراوحت المسافات من مئات إلى آلاف السنين الضوئية.
ومع ذلك، لم يربط أي تحليل على الإطلاق بين الهيكلين معا. وتمكنت ويست وزملاؤها من إظهار أنه يمكن ربط المنطقتين وحلقات الراديو البارزة في الفراغ بينهما، ما يحل العديد من المشكلات المحيرة المرتبطة بكلتا المنطقتين.
وأوضحت ويست: "قبل بضع سنوات، أخبرني أحد المعدين المشاركين لدينا، توم لانديكر، عن ورقة بحثية من عام 1965، من الأيام الأولى لعلم الفلك الراديوي. واستنادا إلى البيانات الأولية المتاحة في هذا الوقت، المعدان (ماثيوسون وميلن)، توقع أن هذه الإشارات الراديوية المستقطبة يمكن أن تنشأ من رؤيتنا للذراع المحلي للمجرة، من داخله. وألهمتني تلك الورقة لتطوير هذه الفكرة وربط نموذجي بالبيانات الأفضل إلى حد كبير التي تقدمها لنا تلسكوباتنا اليوم".
وباستخدام النمذجة والمحاكاة، اكتشف الباحثون كيف ستبدو سماء الراديو، إذا كان الهيكلان متصلين بواسطة خيوط مغناطيسية، واللعب مع معلمات مثل المسافة لتحديد أفضل ملاءمة.
ومن هذا المنطلق، كان الفريق قادرا على تحديد أن المسافة الأكثر احتمالا للهياكل من النظام الشمسي هي حوالي 350 سنة ضوئية، بما يتوافق مع بعض التقديرات الأقرب. ويتضمن هذا تقديرا لمسافة North Polar Spur في وقت سابق من هذا العام بناء على بيانات Gaia، التي وجدت أن كل Spur تقريبا يقع في غضون 500 سنة ضوئية.
ويبلغ طول النفق الذي صممته ويست وفريقها بالكامل حوالي 1000 سنة ضوئية.
ويتوافق هذا النموذج مع مجموعة واسعة من خصائص الرصد لمنطقة North Polar Spur ومنطقة Fan، بما في ذلك الشكل، واستقطاب الإشعاع الكهرومغناطيسي (أي كيفية التواء الموجة)، والسطوع.
وقال عالم الفلك بريان غينسلر، من جامعة تورنتو: "هذا عمل ذكي للغاية. عندما عرضت جينيفر هذا عليّ لأول مرة، اعتقدت أنه من الصعب جدا أن يكون تفسيرا محتملا. لكنها كانت قادرة في النهاية على إقناعي! الآن أنا متحمس لمعرفة رد فعل بقية مجتمع علم الفلك".
وهناك حاجة إلى مزيد من العمل لتأكيد النتائج أولا، ثم نمذجة الهيكل بمزيد من التفصيل. ولكن القيام بذلك قد يساعد في حل لغز أكبر: تكوين وتطور الحقول المغناطيسية في المجرات، وكيفية الحفاظ على هذه الحقول. وقال الباحثون إنه يمكن أيضا أن يوفر سياقا لفهم الهياكل الخيطية المغناطيسية الأخرى الموجودة حول المجرة.
ويخطط الفريق لإجراء نماذج أكثر تعقيدا؛ لكنهم يقترحون أن الملاحظات الأكثر حساسية والأعلى دقة من شأنها أن تساعد في الكشف عن التفاصيل المخفية التي توضح كيف تتناسب البنية مع سياق المجرة الأوسع.
وقالت ويست: "الحقول المغناطيسية لا توجد بمعزل عن بعضها البعض. يجب أن تتصل جميعها ببعضها البعض. لذا فإن الخطوة التالية هي أن نفهم بشكل أفضل كيف يتصل هذا المجال المغناطيسي المحلي بكل من المجال المغناطيسي للمجرة على نطاق واسع، وكذلك بالمجالات المغناطيسية ذات النطاق الأصغر. أعتقد أنه من الرائع أن نتخيل أن هذه الهياكل موجودة في كل مكان، كلما نظرنا إلى السماء ليلا".
ومن المقرر أن يظهر البحث في مجلة الفيزياء الفلكية، ومتوفر على موقع arXiv.
المصدر: ساينس ألرت
