مشاهده اولین شواهد امواج شوکی که «وب کیهانی» کهکشان‌ها را به هم متصل می‌کنند!!

ما شاهد انتشار امواج شوک در بزرگترین ساختارهای جهان هستیم.

(اعتبار تصویر: F. Vazza، D. Wittor و J. West)

دانشمندان اولین شواهد از موج شوک در “وب کیهانی” کشف کرده‌اند، شبکه‌ای عظیم از رشته‌های در هم تنیده که بزرگترین ساختار جهان را نشان می‌دهد.

این کشف نشان دهنده شواهد وسوسه انگیزی از میدانهای مغناطیسی است که از میان گرههای گاز، غبار و ماده تاریک می‌گذرد که کهکشانها را به هم پیوند می‌دهند.

دانشمندان ابتدا به این فکر کردند که در بزرگ‌ترین مقیاس‌ها، جهان در یک الگوی شبکه‌ای با رشته‌هایی قرار گرفته است که از حفره‌های وسیع در فضا عبور می‌کنند و کهکشان‌ها را در دهه 1960 به خوشه‌ها می‌کشند. دو دهه بعد با استفاده از مدل سازی کامپیوتری، محققان توانستند برای اولین بار تعیین کنند که این شبکه جهانی گسترده چه شکلی است.

اخترشناسان از آن زمان تار کیهانی را با مشاهدات واقعی در این فرآیند و پاسخ به سؤالات مربوط به ساختار آن ترسیم کردند. با این حال، یک عنصر به طرز ناامیدکننده‌ای در هاله‌ای از رمز و راز باقی مانده است: میدان‌های مغناطیسی که ممکن است در سراسر شبکه کیهانی جریان داشته باشند.

تسا ورنستروم، نویسنده اصلی و محقق مرکز بین‌المللی تحقیقات نجوم رادیویی (ICRAR) در بیانیه‌ای گفت: «میدان‌های مغناطیسی در جهان – از سیارات و ستارگان تا بزرگترین فضاهای بین کهکشان‌ها نفوذ می‌کنند.» بسیاری از جنبه‌های مغناطیس کیهانی هنوز به طور کامل درک نشده‌اند، به ویژه در مقیاس هایی که در شبکه کیهانی دیده می‌شود.”

ورنستروم اضافه کرد که وقتی ماده در کیهان ادغام می‌شود، موج ضربه‌ای تولید می‌کند که ذرات را شتاب می‌دهد و این امر باعث تقویت میدانهای مغناطیسی بین کهکشانی می‌شود. در شبکه کیهانی، گرانش رشته‌ها را به هم می‌کشد و این امر باید امواج ضربه‌ای ایجاد کند که میدان مغناطیسی در تار را قوی‌تر کند. در نتیجه، این میدان‌ها باید یک درخشش موج رادیویی منتشر کنند که باید با تلسکوپهای رادیویی در اینجا روی زمین قابل مشاهده باشد.

ورنستروم ادامه داد: «این امواج شوک گسیل‌های رادیویی منتشر می‌کنند که باید منجر به «درخشش» شبکه کیهانی در طیف رادیویی شود، اما به دلیل ضعیف بودن سیگنال‌ها هرگز به طور قطعی شناسایی نشده بود.

ورنستروم و تیم با چیدن داده‌ها و نقشه‌های رادیویی سراسر آسمان از Global Magneto-Ionic Media Survey، آرشیو میراث پلانک، آرایه طول موج بلند دره اوونز و آرایه میدان وسیع مورچیسون بر روی خوشه‌ها و رشته‌های شناخته شده در شبکه کیهانی این انتشارات رادیویی برای اولین بار مشاهده کردند.

تصویری از 3 مشاهده مختلف از شبکه کیهانی (گاز، رادیو و مغناطیسی). (اعتبار تصویر: F. Vazza، D. Wittor and J. West، آهنگسازی K. Brown)

محققان ابتدا جستجوی سیگنال‌ها و درخشش رادیویی از شبکه کیهانی را در سال 2020 آغاز کردند. آنها سیگنال‌های اولیه را از امواج ضربه‌ای وب کیهانی کشف کردند، اما نمی‌توانستند رد کنند که این امواج شامل انتشارات کهکشان‌ها و اجرام آسمانی به غیر از امواج شوک است – در غیر این صورت مشاهدات ارزشمندی که در این جستجو “نویز پس زمینه” در نظر گرفته شد که باعث شد که آنها به دنبال نوع سیگنال متفاوتی بگردند، نور رادیویی پلاریزه، که به نظر آنها نویز پس زمینه کمتر از بین می‌رود. قطبش زمانی اتفاق می‌افتد که امواج نور از فیلتری عبور می‌کنند که فقط به امواجی با جهت خاص اجازه ظهور می‌دهد. پس از این فیلتر، نور قطبی شده است.

از آنجایی که منابع بسیار کمی نور رادیویی قطبی شده را ساطع می‌کنند، جستجوی ما کمتر مستعد آلودگی بود و توانستیم شواهد بسیار قوی‌تری ارائه دهیم مبنی بر اینکه انتشار امواج شوک را در بزرگترین ساختارهای جهان مشاهده می‌کنیم که به تایید مدلهای ما کمک می‌کند. ورنستروم توضیح داد که رشد این ساختار در مقیاس بزرگ است.

با جمع‌آوری داده‌های خود، تیم اطمینان حاصل کرد که سیگنال امواج رادیویی ضعیف تقویت شده است. سپس می‌توان این را با شبیه‌سازی‌های کیهانی پیشرفته که با محاسبات اخترفیزیکی هیدرودینامیکی پروژه انزو ایجاد شده است مقایسه کرد که منجر به ایجاد اولین شبیه‌سازی شبکه کیهانی شد که شامل پیش‌بینی نور رادیویی قطبی شده از امواج ضربه‌ای کیهانی بود.

درک میدانهای مغناطیسی مشخص شده در امواج رادیویی توسط این امواج شوک اکنون می‌تواند برای گسترش و اصلاح نظریه‌های ما در مورد چگونگی انبساط جهان استفاده شود. نتایج همچنین این پتانسیل را دارد که به اخترشناسان برای حل منشأ مرموز مغناطیس کیهانی کمک کند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Shockwaves rocking the ‘cosmic web’ connecting galaxies seen for the 1st time

By Robert Lea

https://www.space.com/cosmic-web-shockwaves-1st-radio-glow