سردرگمی دانشمندان از فوران عجیب پرتوی گاما که ۵۰ ثانیه طول کشید

به نظر می‌رسد این انفجار از یک گران‌نواختر ناشی شده است

این فوران را نخستین بار رصدخانه نیل گرلز سوییفت ناسا و تلسکوپ فضایی پرتو گاما فرمی در دسامبر ۲۰۲۱ مشاهده کردند - Nasa

دانشمندان گفته‌اند که موج انفجاری شدید و غیرعادی از نور به زمین برخورد کرده است که می‌تواند درک ما از گیتی را تغییر دهد.

دانشمندان اواخر سال گذشته، یک انفجار۵۰ ثانیه‌ای انرژی را تشخیص دادند که به سمت زمین می‌آمد؛ این‌ها به نام «فوران پرتوی گاما» یا «جی‌آر‌بی‌» شناخته می‌شوند و از قدرتمندترین انفجارهای گیتی‌اند. پژوهشگران بلافاصله جست‌وجوی پس‌تابی را که چنین انفجارهایی از خود به جای می‌گذارند آغاز کردند؛ آن نور مرئی برای یافتن محل انفجار به کار می‌آید.

اما محققان در عوض به چیز دیگری دست یافتند: اینکه به نظر می‌رسد این انفجار از یک گران‌نواختر (کیلونوا) ناشی شده است. این رویدادهای کمیاب تنها زمانی اتفاق می‌افتند که یک ستاره نوترونی با یک جرم بسیار فشرده دیگر ادغام شود- با یک ستاره نوترونی دیگر یا با یک سیاه‌چاله.

[توضیح: کیلونوا (kilonova) یک رخداد ستاره‌شناسی گذرا است که از سال ۲۰۱۰ به این سو مطرح شده است. کیلونواختر در اثر برخورد دو ستاره نوترونی رخ می‌دهد و از آنجایی که بیش از هزار برابر یک نواختر (فوران انفجاری کوتوله سفید) انرژی تولید می‌کند، به نام کیلونواختر یا کیلونوا (kilonova) خوانده می‌شود]

این بررسی درک ما را در مورد اینکه این «فوران‌های پرتوی گاما» طولانی از کجا می‌آیند، به چالش می‌کشد. اما همچنین می‌تواند راهی هیجان‌انگیز برای پاسخ به سایر پرسش‌ها در مورد گیتی باشد؛ از جمله اینکه سنگین‌ترین عناصر آن از کجا آمده‌اند؛ پرسشی که همچنان یک راز باقی مانده است.

Read More

This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)

و کهکشانی که فوران‌ پرتوی گاما از آن آمده هم عجیب است. این کهکشان جوان و هنوز در حال تشکیل ستاره‌ است- برعکس تنها کهکشان شناخته‌شده مجاور دیگر که میزبان چنین رخدادی بوده است.

جیلیان راستی‌نژاد، از دانشگاه نورت‌وسترن، که این مطالعه را سرپرستی کرد، گفت: «به نظر می‌رسد این رویداد با هر چیز دیگری که پیش از این از یک فوران طولانی پرتوی گاما دیده‌ایم، متفاوت است. پرتوهای گامای آن شبیه انفجارهای ناشی از فروپاشی ستارگان عظیم است.»

با توجه به اینکه سایر ادغام‌های ستاره‌های نوترونی تاییدشده‌ای که مشاهده کرده‌ایم، با فوران‌هایی کمتر از دو ثانیه همراه بوده‌اند، ما همه دلایل را برای اینکه انتظار داشته باشیم این فوران پرتوی گامای ۵۰ ثانیه‌ای در اثر فروپاشی یک ستاره پرجرم ایجاد شود، در اختیار داشتیم. این رخداد بیانگر یک تغییر طرحواره [پارادایم] هیجان‌انگیز برای نجوم فوران پرتوی گاما است.

مقاله‌ای که این یافته‌ها را توضیح می‌دهد، «یک کیلونوا در پی فوران طولانی مدت پرتوی گاما در فاصله ۳۵۰ مگاپارسکی»، امروز [شنبه] در مجله «نیچر» منتشر شد.

این فوران را نخستین بار رصدخانه نیل گرلز سوییفت ناسا و تلسکوپ فضایی پرتو گاما فرمی در دسامبر ۲۰۲۱ مشاهده کردند. از آن زمان، پژوهشگران به دنبال مشخص کردن دسته و طبقه‌بندی این انفجار و درک این مسئله بودند که این انفجار احتمالا از کجا ناشی شده است.

آن‌ها در میان سایر یافته‌ها، نشان دادند که یک رویداد [فوران پرتوی گاما] عناصر سنگینی را تولید کرد که جرم آن‌ها تقریبا هزار برابر جرم زمین ما بود. این نشان می‌دهد که کیلونواها محل اصلی تولید طلا در گیتی‌اند.

و از آنجا که کهکشانی که فوران پرتوی گاما از آن آمده، نسبتا نزدیک است، دانشمندان قادر بودند به شکلی غیرمعمول، مشاهده‌ای خوب از آن داشته باشند. علاوه بر این، این موضوع می‌تواند به توضیح سایر فوران‌های پرتوی گاما که با درک ما از منشا آن‌ها سازگار به نظر نمی‌رسند، کمک کند. 

بنجامین گومپرتز گفت: «این یک فوران پرتو گاما استثنایی بود. ما انتظار نداریم که ادغام بیش از دو ثانیه به طول بینجامد. این به نوعی یک فوران خروجی تقریبا کامل یک دقیقه‌ای ایجاد می‌کرد. ممکن است این رفتار با یک ستاره نوترونی با دوره طولانی توضیح داده شود، اما نمی‌توانیم این موضوع را رد کنیم که چیزی که دیدیم، یک ستاره نوترونی بود که یک سیاهچاله دارد و آن را پاره‌پاره می‌کند.»

«بررسی بیشتر این رویدادها به ما کمک خواهد کرد تا تعیین کنیم کدام پاسخ درست است و اطلاعات دقیقی که از جی‌آربی ۲۱۱۲۱۱ اِی به دست آوردیم که برای این شرح و توضیح ارزشمند خواهند بود.»

و دانشمندان امیدوارند که به کار افتادن تلسکوپ فضایی جیمز وب حتی دید بهتری از کیلونوواها به دست دهد. این تلسکوپ قادر است تصاویری از اجرام نجومی دوردست را ثبت و اتسمفر جو آن‌ها را «کشف» کند و از طریق فرایندی به نام طیف‌سنجی به آن امکان دهد ببیند دقیقا چه عناصری وجود دارند.

راستی‌نژاد گفت: «متاسفانه حتی بهترین تلسکوپ‌های زمینی نیز به قدر کافی برای طیف‌سنجی حساس نیستند. ما با تلسکوپ فضایی جیمزوب توانستیم طیفی از کیلونوا را به دست آوریم. این خطوط طیفی شواهدی مستقیم مبنی بر این ارائه می‌دهند که شما سنگین‌ترین عناصر را شناسایی کرده‌اید.»

© The Independent

بیشتر از علوم