راديو بلاه بلاه

بدأ كل شيء كمهندس أنظمة راديو في Bell Labs المصادر المحتملة للتداخل مع أنظمة الراديو واكتشفت مصدر إشارة في مركز مجرة ​​درب التبانة! إذن ماذا تبث "محطة الراديو" في الكون؟ ما الذي تسمح التلسكوبات الراديوية باكتشافه؟ وما هي الكوازارات؟

بقلم: د.نتساح فاربياش، الشباب جاليليو

عند الحديث عن الأجرام السماوية والتلسكوبات، أول ما يتبادر إلى ذهن معظمنا هو المنظر المألوف للكواكب المثيرة للإعجاب، وفي بعض الأحيان أيضًا منظر الشمس والسدم والمجرات التي يمكن رؤيتها بالتلسكوب. ومع ذلك، فهذه هي المشاهد التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة - وحتى استخدام التلسكوب، الذي يسمح بتلقي المزيد من المعلومات بفضل تركيز الضوء، لا يدخل في عالم الضوء المرئي.

وبما أن طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي أوسع بكثير من حدود الضوء المرئي، فمن المهم جدًا مراقبة الأجرام السماوية أيضًا بوسائل تستخدم ترددات إضافية. يتم تصفية ترددات معينة، مثل الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وغيرها، عن طريق الغلاف الجوي؛ وهذه الحقيقة تسمح للحياة بالوجود على الأرض. ولمراقبتها، علينا أن نأخذ التلسكوبات وأدوات القياس إلى الفضاء. ومن المثير للاهتمام اكتشاف أن الأطوال الموجية الطويلة في نطاق الترددات الراديوية هي التي يمكنها المرور عبر الغلاف الجوي دون صعوبة. والسؤال هو بالطبع ما الذي يكشفونه لنا؟

الضوضاء من مركز المجرة

في عام 1932، بدأ كارل جانسكي، وهو فيزيائي ومهندس أنظمة راديو في مختبرات بيل في نيوجيرسي بالولايات المتحدة الأمريكية، في دراسة وتصنيف المصادر المحتملة للتداخل مع أنظمة الراديو. اكتشف في بحثه ضوضاء خلفية مستقرة من مصدر غير معروف. ولاحظ أن شدة الضوضاء تتغير بشكل يومي، فافترض أن هذه الإشارة تأتي من الشمس، كجزء من طيف إشعاعها الكهرومغناطيسي.

ومع ذلك، عندما أصبح من الواضح أن مصدر الإشارة كان يتحرك ببطء بعيدًا عن الشمس، أدرك يانسكي أن مصدر الإشارة لم يكن في الشمس، بل في مركز مجرة ​​درب التبانة. تم نشر هذا الاكتشاف المثير في المجلات المهنية للهندسة الراديوية، وأراد علماء الفلك، المفتونون بمصدر الإشعاع في المجال الراديوي من مركز مجرة ​​درب التبانة، إجراء مزيد من التحقيق في اكتشافاته.

ولكن كما يحدث في بعض الأحيان، خاصة في أوقات الكساد الاقتصادي، في ظل غياب الموارد، كانت المؤسسات البحثية وعلماء الفلك يخشون المخاطرة في مجال بحثي جديد. على الرغم من أن يانسكي لم يكن عالمًا فلكيًا، ورغم أنه بعد اكتشافه لم يعد مهتمًا بعلم الفلك الراديوي، إلا أنه يعتبر أحد مؤسسي هذا المجال، وسميت وحدة قياس قوة مصدر راديوي سماوي باسمه.

مصادر الراديو الغامضة

في نهاية الحرب العالمية الثانية، ظلت كميات هائلة من المعدات العسكرية غير المستخدمة في جميع أنحاء العالم. ومن بين أمور أخرى، لا تزال هناك العديد من أنظمة الرادار. وبدلاً من التخلص منها، قام علماء الفلك المبدعون بتحويلها إلى تلسكوبات تلتقط الإشعاع الكهرومغناطيسي في مجال الترددات الراديوية، ومنذ ذلك الحين أطلق عليها اسم التلسكوبات الراديوية. وفجأة أعيد فتح مجال رائع في علم الفلك. وسرعان ما أصبح من الواضح أنه يمكن الحصول على كمية كبيرة من المعلومات في المجال الراديوي، أكبر حتى من تلك التي يمكن الحصول عليها في مجال الضوء المرئي. على وجه الخصوص، جذبت مصادر الإشعاع الراديوي القوية للغاية الانتباه.

وكان الإشعاع المقاس ثابتًا ومستمرًا، مثل الضوء المنبعث من النجوم. لكن النجوم، التي تعد أيضًا مصادر ثابتة للإشعاع، لا تبعث عادةً مثل هذه الكميات الكبيرة من الإشعاع الراديوي. أثارت القياسات العديد من التساؤلات بين علماء الفلك، وكان الاسم الذي أُطلق على المصادر الراديوية الغامضة هو "الكوازارات"؛ "Quasar" تعني "مصدر راديو شبه نجمي". وفي ستينيات القرن العشرين، أجريت قياسات إضافية، أظهرت أن الكوازارات تصدر، بالإضافة إلى الإشعاع الراديوي، إشعاعات بترددات أخرى: الضوء المرئي، والأشعة السينية، والأشعة تحت الحمراء.

خلق هذا الاكتشاف تعقيدًا إضافيًا. وحتى ذلك الحين، عرفوا أن كل نجم له تردد مميز، والذي عادة ما يمثل درجة حرارة ذلك النجم. ولذلك فإن اكتشاف أن النجوم الزائفة تصدر إشعاعات في مثل هذا النطاق الواسع من الترددات كان غريبًا بشكل خاص.

ثقب أسود هائل

سؤال آخر، لا يقل غرابة، نشأ عندما تم اكتشاف أن بعض النجوم الزائفة أظهرت لمعانًا متغيرًا: أحيانًا قويًا وأحيانًا ضعيفًا. حدثت هذه التغييرات في فترة زمنية قصيرة جدًا، أحيانًا دقائق، وبالتالي كان من الواضح أن الكوازار لا يمكن أن يكون كبيرًا لأن المعلومات حول التغير في اللمعان من أحد طرفي الكوازار إلى الطرف الآخر لا يمكن أن تنتقل بسرعة أكبر من سرعة الكوازار. ضوء. لقد استغرق الأمر سنوات عديدة لتطوير نظرية تشرح الظواهر التي تظهرها النجوم الزائفة.

ووفقا للنظرية المقبولة - والتي تسمى "قرص الامتزاز" - فإن الكوازار هو ثقب أسود ضخم للغاية يقع في مركز المجرة، وله كتلة أكبر بملايين المرات على الأقل من كتلة شمسنا. يجذب الثقب الأسود جميع الغازات الموجودة في محيطه ويبتلعها، وعندما تقترب منه ترتيب نفسها على شكل قرص مسطح وتبدأ بالدوران حوله. وتتحرك الجسيمات التي يتكون منها القرص بسرعة هائلة (قريبة من سرعة الضوء) حول الثقب الأسود، وفي هذه العملية تصطدم ببعضها البعض، وتسبب الاصطدامات انبعاث طاقة. تمكنت الحسابات من تفسير الكميات التي لا يمكن تصورها من الطاقة التي تنبعث منها النجوم الزائفة، والتي هي بلا شك ألمع الأجسام المعروفة لنا في الكون.

الكاتب هو نائب رئيس العلوم في Caruso Science Park

تم نشر المقال في مجلة جاليليو يونغ الشهرية للأطفال الفضوليين. للحصول على ورقة رقمية هدية انقر