תמונה מרובה-גל זו של Cloverleaf ORC (מעגל רדיו מוזר) משלבת תצפיות אור גלוי מסקר DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) Legacy Survey בלבן וצהוב, קרני רנטגן מ-XMM-Newton בכחול ורדיו מ-ASKAP (הכיכר האוסטרלית). Kilometer Array Pathfinder) באדום. קרדיט: X. Zhang ו-M. Kluge (MPE), B. Koribalski (CSIRO)
תצפיות חדשות מגלות שפליטות קרני רנטגן ממעגל הרדיו המוזר של Cloverleaf קשורות לקבוצות גלקסיות מתמזגות, ומציעות תובנות חדשות לגבי המבנים הקוסמיים המסתוריים הללו.
אסטרונומים גילו תכונות רדיו מעגליות עצומות שמקורן לא ידוע סביב כמה גלקסיות. כעת, תצפיות חדשות של אחד המכונה עלה תלתן מצביע על כך שהוא נוצר על ידי קבוצות מתנגשות של גלקסיות.
חקר המבנים הללו, הנקראים ביחד ORCs (מעגלי רדיו מוזרים), באור מסוג אחר הציע למדענים הזדמנות לחקור כל דבר, מגלי הלם על-קוליים ועד חור שחור התנהגות.
"זו הפעם הראשונה שמישהו ראה פליטת קרני רנטגן הקשורה ל-ORC", אמרה אסרה בולבול, אסטרופיזיקאית במכון מקס פלנק לפיזיקה מחוץ לכדור הארץ בגרצ'ינג, גרמניה, שהובילה את המחקר. "זה היה המפתח החסר כדי לפתוח את סוד היווצרותו של עלה תלתן."
מאמר המתאר את התוצאות פורסם ב אותיות אסטרונומיה ואסטרופיזיקה ב-30 באפריל.
תגלית סתמית
עד 2021, אף אחד לא ידע שקיימים ORC. הודות לטכנולוגיה משופרת, סקרי רדיו הפכו לרגישים מספיק כדי לקלוט אותות חלשים שכאלה. במהלך כמה שנים, אסטרונומים גילו שמונה מהמבנים המוזרים הללו הפזורים באקראי מעבר לגלקסיה שלנו. כל אחד גדול מספיק כדי לעטוף גלקסיה שלמה – לפעמים כמה.
"הכוח הדרוש כדי לייצר פליטת רדיו כה רחבה הוא חזק מאוד", אמר בולבול. "חלק מהסימולציות יכולות לשחזר את הצורות שלהן אבל לא את עוצמתן. אין סימולציות שמסבירות כיצד ליצור ORCs."
תמונה זו של ה-ORC (מעגל רדיו מוזר) הראשון שהתגלה אי פעם, שזכה לכינוי הראוי ORC-1, מכסה תצפיות רדיו מטלסקופ ה-MeerKAT של דרום אפריקה בצבע ירוק על גבי מפה אופטית ואינפרא אדום מפרויקט ה-DES (סקר אנרגיה אפלה) הבינלאומי. קרדיט: J. English (U. Manitoba)/EMU/MeerKAT/DES(CTIO)
כאשר נודע לבולבול ש-ORC לא נחקרו באור רנטגן, היא והחוקרת הפוסט-דוקטורט Xiaoyuan Zhang החלו לעיין בנתונים מ-eROSITA (סקר רונטגן מורחב עם מערך טלסקופ הדמיה), טלסקופ רנטגן גרמני/רוסי שמסתובב. הם הבחינו בפליטת קרני רנטגן שנראתה כאילו היא יכולה להיות מהעלה תלתן, בהתבסס על פחות מ-7 דקות של זמן תצפית.
זה נתן להם מארז חזק מספיק כדי להרכיב צוות גדול יותר ולהבטיח זמן טלסקופ נוסף עם XMM-Newton, ESA (סוכנות החלל האירופית) משימה עם נאס"א תרומות.
"הקצו לנו כחמש וחצי שעות, והנתונים הגיעו מאוחר בערב אחד בנובמבר", אמר בולבול. "העברתי את זה ל-Xiaoyuan, והוא נכנס למשרד שלי למחרת בבוקר ואמר, 'גילוי', ופשוט התחלתי לעודד!"
"באמת התמזל מזלנו," אמר ג'אנג. "ראינו כמה מקורות נקודתיים של קרני רנטגן קרובים ל-ORC בתצפיות eROSITA, אבל לא את הפליטה המורחבת שראינו עם XMM-Newton. מסתבר שמקורות eROSITA לא יכלו להיות מהעלה תלתן, אבל זה היה מספיק משכנע כדי לגרום לנו להסתכל מקרוב."
גלקסיות גלייבנטיות
פליטת קרני הרנטגן עוקבת אחר התפלגות הגז בתוך קבוצת הגלקסיות כמו סרט משטרתי סביב זירת פשע. כשראו כיצד הגז הזה הופרע, מדענים קבעו שגלקסיות המוטבעות בעלה תלתן הן למעשה חברות בשתי קבוצות נפרדות שהתקרבו מספיק זו לזו כדי להתמזג. טמפרטורת הפליטה מרמזת גם על מספר הגלקסיות המעורבות.
כאשר גלקסיות מצטרפות, המסה המשולבת הגבוהה יותר שלהן מגבירה את כוח המשיכה שלהן. הגז הסובב מתחיל ליפול פנימה, מה שמחמם את הגז הנופל. ככל שמסת המערכת גדולה יותר, כך הגז הופך להיות חם יותר.
בהתבסס על ספקטרום הקרני רנטגן של הפליטה, זה בערך 15 מיליון מעלות פרנהייטאו בין 8 ל-9 מיליון מעלות צֶלסִיוּס. "מדידה זו נותנת לנו להסיק שה-ORC של עלה תלתן מתארח בסביבות תריסר גלקסיות שנמשכו יחד, מה שמתאים למה שאנו רואים בתמונות אור גלוי עמוק", אמר ג'אנג.
הצוות מציע שהמיזוג יצר גלי הלם שהאיצו חלקיקים ליצירת פליטת רדיו.
"גלקסיות מתקשרות ומתלכדות כל הזמן", אמר קים וויבר, מדען פרויקט נאס"א עבור XMM-Newton במרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד, שלא היה מעורב במחקר. "אבל המקור של החלקיקים המואצים אינו ברור. רעיון מרתק אחד לאות הרדיו העוצמתי הוא שהחורים השחורים הסופר-מאסיביים היושבים עברו פרקים של פעילות קיצונית בעבר, ושריד אלקטרונים מאותה פעילות עתיקה הואצו מחדש על ידי אירוע מיזוג זה".
בעוד שמיזוגים של קבוצות גלקסיות נפוצים, ORCs נדירים מאוד. ועדיין לא ברור כיצד האינטראקציות הללו יכולות לייצר פליטות רדיו כה חזקות.
"מיזוגים מהווים את עמוד השדרה של היווצרות מבנה, אבל יש משהו מיוחד במערכת הזו שמטילה את פליטת הרדיו", אמר בולבול. "אנחנו לא יכולים לדעת כרגע מה זה, אז אנחנו צריכים נתונים נוספים ועמוקים יותר מטלסקופי רדיו וגם מטלסקופי רנטגן."
הצוות פתר את תעלומת טיבו של ORC Cloverleaf, אך גם פתח שאלות נוספות. הם מתכננים ללמוד את עלה תלתן ביתר פירוט כדי להקניט תשובות.
"אנחנו עומדים ללמוד הרבה מתצפיות יסודיות יותר, כי האינטראקציות האלה לוקחות כל מיני סוגים של מדע", אומר וויבר. "יש לך כמעט את כל מה שאנחנו עוסקים בו בקוסמוס ביחד בחבילה הקטנה הזו. זה כמו מיני יקום."
