مصدر راديوي فلكي

المصادر الراديوية Radio sources، هي كائنات في الفضاء الخارجي تنبعث منها موجات راديوية قوية. الانبعاثات الراديوية تأتي من مجموعة واسعة من المصادر. هذه الأجسام تمثل بعض العمليات الفيزيائية الأكثر تطرفا وحيوية في الكون.

تاريخ

كان كارل جانسكي Karl Jansky أول من تعرّف الإشارات الراديوية الواردة من خارج الأرض عام 1932. فقد ميّز إشارات لم يستطع إرفاقها بأي مصدر أرضي في أثناء محاولته استكشاف التشويش الذي يعوق الاتصالات الراديوية، ونطق بورودها من مركز مجرة درب التبّانة.

توسّع إمكان كشف المجال الراديوي باتجاه الأطوال الموجية الأقصر بعد الحرب العالمية الثانية توسّعاً كبيراً مع إدخال تقانات الرادار التي كانت متقدمة حينئذٍ. كما طُوّرت مستقبلات ومضخِّمات إلكترونية خاصة بأطوال موجية تكشف عن جزيئات بعينها مثل جزيئات الهدروكسيل (OH)، التي بدأ البحث عنها في الكون عام 1963، إضافة إلى ذرّات الهدروجين والأكسجين، فأمكن رسم خارطة توزعاتها ووفرتها في المجرّات والكون مما أسهم في فهم تكوّن المجرات. كما أصبح بالإمكان رسم أطياف راديوية إضافة إلى تتبع خط طيفي معين تماماً كما تقوم به المقاريب الضوئية.

الشمس

من المعروف حتى الأجسام تصدر إشعاعات حرارية ممتدة على طيف واسع من الأطوال الموجية يتميز بقمة عالية عند طول موجي محدد، ويتغير هذا التوزع بتغير درجة حرارة الجسم، فطيف الشمس مثلاً يقابل طيف جسم أسود black body درجة حرارته تقارب 6000 كلفن وتقع قمته بجوار فوق البنفسجي، فينزاح طول موجة هذه القمة نحوالأطوال الموجية الطويلة مع انخفاض درجة حرارة الجسم فتصبح في المجال الراديوي. وقد ساعد قياس الشدّة الإشعاعية في مجال واسع من الأطوال الموجية الراديوية على استكمال شكل التوزع فتبين أنه يقابل إشعاع جسم أسود درجة حرارته ثلاثة كلفن.

مركز المجرة

بقايا المستعر الأعظم

بقايا المستعر الأعظم Supernova remnant أوبقايا السوبر نوفا هى مخلفات ممزقة لنجم منفجر تتحرك في السماء .

حين ينفجر النجم ويتحطم الى اشلاء ممزقة يقذف غازا وإشعاعات تتحرك خارجا في الفضاء مبتعدة عن مركز الانفجار مكونة قشرة حول النجم المنفجر وفى الوقت نفسه يتمخض الانفجار عن لب نجمي صغير كثيف إما حتىقد يكون نجما نيوترونيا أوثقبا اسود حسب كتلة النجم الاصل الذى أنفجر وعادة ما تنطلق من بقايا النجم المتفجر الاعظم كميات كبيرة من الموجات الراديوية والأشعة السينية.

وفى الفضاء الخارجي بقايا عديدة من مخلفات النجوم المستعرة واشهرها ذلك المعروف باسم (سديم السرطان) المتخلف عن انفجار نجم شوهد سنة 1054م في الثور (كوكبة).

النباضات

وقد اكتُشف أيضاً حتى بعض المنابع تصدر دفقات منتظمة زمنياً، من الطاقة تراوح تواتراتها ما بين مرّة وثلاثين مرة في الثانية سميت النبّاضات pulsars، وكان أوّلها قد اكتشف عام 1967 ثم ازداد عددها ليصل إلى الآلاف. وتستعمل اليوم مؤقتات كونية مرجعية، تماماً كما تستعمل بعض النجوم مواقع مرجعية. تبيَّن فيما بعد حتى النباضات تعبير عن نجوم نترونية تلفّ لفّاً سريعاً حول نفسها مرسلة تلك الدفقات المنتظمة حدثا مرّ محورها باتجاه الأرض.

نجمة تشكيل المناطق

لم تقتصر الفائدة من التقدم في فهم الفلك الراديوي على المساعدة في فهم الكون، بل تعدَّته للاستخدامات على الأرض. فقد استُعمل الكثير من الكواشف المطوَّرة أصلا للفلك لرصد ظواهر تحدث على الأرض أوفي المجموعة الشمسية مثل رصد الكوكب زحل والمشتري والجوالمحيط بهما، إذ يحتاج رصد ما يصدر عنهما إلى حساسية عالية بالمقارنة مع ما يصدر عن الشمس مثلاً التي خُصّص لدراستها ساتل satellite مع مقرابه. فقد بدأ في عام 1965 استعمال أدوات الفلك الراديوي للرصد الأرضي المفيد في التنبؤ بسلوك الجوالأرضي والطقس والإشعاع الأرضي المكافئ لإشعاع الجسم الأسود، إذ يقع المجال الراديوي فيما يعهد بالنافذة الراديوية التي لا تحجبها الغيوم. ففي عام 1970 حُدِّد توزع درجة الحرارة الجويّة باستعمال المجس المرسل المستقبل على متن طائرة ثم باستعمال السواتل الصنعية. تستطيع هذه المحطات متابعة التغيرات في درجة الحرارة وتحديد المراكز المهمة من حيث درجات الحرارة الأعظمية والأصغرية، وكذلك مراكز الأعاصير واتجاهات تحرّكها، وفي رصد غازات محدّدة تهدد بيئة الأرض. كما أفادت من الدقة البالغة المستخدمة للكشف عن الجزيئات في الفضاء لتشخيص سرطان الثدي في البشر باستخدام المقاييس الراديوية المكروية لتحديد الإشعاعات الصادرة عن النسج المصابة التي تعطي ارتفاعات حرارية شاذة.

المجرات الراديوية

نضج فهم الفلك الراديوي منذ الستينيات وأسهم في تصنيف المجرات. فبعد حتى كان التصنيف يعتمد بصورة رئيسة على شكل المجرة كما تظهر في المجال المرئي، وُجد حتى بعض المجرات تحتوي نوى نشيطة تُصدر إشعاعات راديوية عالية الشدة ذات طاقة هائلة، كما تَصْدر هذه الإشعاعات عن مناطق تقع على أطراف هذه المجرات على شكل فصوص، وغالباً ما تكون هذه المجرّات إهليلجية، فسميت المجرات الراديوية. كما عثر حتى قرابة خمسة بالمئة من المجرّات مجرّات نشيطة، ومنها ما يصدر إشعاعات راديوية متأرجحة الشدة، ومتناوبتها سميت الكازارات (جمع لحدثة كازار). وعند التدقيق في بعض المجرات عثر حتى الإشعاع الشديد يترافق مع عملية غريبة، ليست مفهومة حتى اليوم فهماً تاماً، تَحْدُث عند النوى تشير إلى حدوث انفجارات ونفثات غازية أوأيونية مع إلكترونات سريعة لكن هذا الإشعاع الشديد يشبه الإشعاعات الصادرة عن مثل هذه الجسيمات المسرَّعة صنعياً حتى سرعة تقارب سرعة الضوء، التي تسمى الإشعاع السنكروتروني syncrotron radiation.

إشعاع الخلفية الميكروني الكوني

ولعل أبرز اكتشاف لفهم الفلك الراديوي اكتشاف ما يسمى إشعاع الخلفية الكونية أوإشعاع الدرجة ثلاثة كلڤن. وهوطيف إشعاعي يصدره جسم درجة حرارته المطلقة ثلاثة كلفن قريب من إشعاع الجسم الأسود كانت تنبّأت بوجوده نظرية الانفجار العظيم التي تتناول نشأة الكون، فهومن بقايا هذا الانفجار ويتوزع توزعاً متجانساً، وفق هذه النظرية، وهذا ما وجده روبرت ر. ولسون Robert Wilson وأرنوألان پنزياس Arno Penzias عام 1965 وحازا بذلك جائزة نوبل..