“منذ اكتشافها في عام 1877، أسرت خماسية ستيفان علماء الفلك، لأنها تمثل مفترق طرق مجرية حيث خلفت التصادمات السابقة بين المجرات حقلًا معقدًا من الحطام،” تشرح عالمة الفيزياء الفلكية مارينا أرنودوفا من جامعة هيرتفوردشير في المملكة المتحدة.

“لقد تم إعادة تنشيط النشاط الديناميكي في هذه المجموعة المجرات الآن بواسطة مجرة ​​تندفع عبرها بسرعة لا تصدق تزيد عن مليوني ميل في الساعة (3.2 مليون كم / ساعة)، مما يؤدي إلى صدمة قوية للغاية، تشبه إلى حد كبير طفرة صوتية من طائرة مقاتلة.”

خماسية ستيفان هي مجموعة مثيرة للاهتمام من المجرات. تبدو وكأنها خمس مجرات متجمعة معًا في السماء، لذا عندما تم اكتشافها في القرن التاسع عشر، هكذا تم فهرستها. ومع ذلك، فإن إحدى المجرات ليست عضوًا حقيقيًا في المجموعة على الإطلاق: إنها ببساطة على نفس خط الرؤية، على بُعد 40 مليون سنة ضوئية فقط منا، مفصولة عن بقية الخماسية بمسافة 250 مليون سنة ضوئية.

أما المجرات الأربع المتبقية فهي قريبة بما يكفي لتتشابك جاذبيًا، منخرطة في رقصة معقدة تمتد لمليارات السنين. وقد أنتجت تلك الرقصة سحابة من الغاز – ربما تم انتزاعها من المجرات وتركت معلقة في الفضاء بين المجرات، مصدومة وساخنة بفعل شد وجذب تفاعلها.

لقد كشفت الملاحظات الجديدة، التي تم التقاطها عند أول ضوء لتلسكوب ويليام هيرشل، مُستكشف سرعة المنطقة المُعززة (WEAVE)، وهو مطياف واسع المجال في إسبانيا، عن تفاصيل جديدة في ذلك الغاز المُصدم. وهي أول نتائج تُنشر لهذا الجهاز.

وتُظهر هذه النتائج اصطدام المجرة المسماة NGC 7318b بالغاز، مما يخلق جبهة صدم أكبر من مجرة درب التبانة أثناء اندفاعها عبرها. ويكشف تحليل الفريق، ولأول مرة، أن الغاز خلف جبهة الصدم له طبيعة مزدوجة.

«عندما تتحرك الصدمة عبر جيوب من الغاز البارد، فإنها تنتقل بسرعات تفوق سرعة الصوت – عدة مرات سرعة الصوت في الوسط بين المجرات في خماسية ستيفان – بقوة كافية لتمزيق الإلكترونات من الذرات، تاركة وراءها أثرًا متوهجًا من الغاز المشحون، كما هو موضح مع WEAVE»، تقول أرنودوفا.

ومع ذلك، عندما تنتقل الصدمة عبر غاز ساخن، فإنها تضعف، وتضغط الغاز، وتتوهج بانبعاث منخفض التردد يتم اكتشافه بواسطة تلسكوبات الراديو مثل مصفوفة LOFAR.

تكشف النتائج مجتمعةً أن الاصطدام يُولّد سلسلة من الطاقة تؤثر على جميع مراحل الغاز داخل السحابة. تُشير مُلاحظات تلسكوب LOFAR إلى أن عمر مجموعة الجسيمات المُنشطة يبلغ حوالي 11 مليون سنة، وهو ما يتوافق مع زمن عبور مجرة NGC 7318b.

يُعدّ خماسي ستيفان مجموعةً تُثير اهتمام العلماء بشكلٍ مكثّف. إن هذا التفاعل المعقّد، الذي يقع على مقربة من الأرض، يعدّ أمرًا نادرًا، وقد خضع لدراساتٍ مُكثّفة. وبما أنّه يُعتقد أن المجرات، مثل مجرة درب التبانة، تنمو من خلال الاصطدام بالمجرات الأخرى وضمّها، فإنّ كل معلومة جديدة جديرة بالحصول عليها.

تُظهر نتائج الفريق أن هذه التفاصيل الجديدة قد تكون كامنةً خارج نطاق الرؤية، في انتظار الأداة المناسبة لكشفها.

يقول عالم الفيزياء الفلكية غافن دالتون[[LINK18]] من جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة: “من الرائع رؤية مستوى التفاصيل التي كشف عنها WEAVE هنا”.

“إلى جانب تفاصيل الصدمة والاصطدام المتكشف الذي نراه في خماسية ستيفان، توفر هذه الملاحظات منظورًا رائعًا لما قد يحدث في تكوين وتطور المجرات الباهتة التي بالكاد تُحل، والتي نراها عند حدود قدراتنا الحالية.”

نُشِرَ البحثُ في الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية.