اكتشف علماء الفلك أن ألمع انفجار لأشعة جاما تم تسجيله على الإطلاق كان سببه انهيار وانفجار نجم ضخم. تمت ملاحظة هذا الحدث، الذي أُطلق عليه اسم “القارب” (“الألمع على الإطلاق”) في أكتوبر 2022.
اكتشف علماء الفلك أن ألمع انفجار لأشعة جاما تم تسجيله على الإطلاق كان سببه انهيار وانفجار نجم ضخم.
لاحظ فريق من علماء الفيزياء الفلكية، الذي أطلق عليه اسم “القارب” (“الألمع على الإطلاق”)، انفجارًا تاريخيًا لأشعة جاما (GRB) في أكتوبر 2022، والذي حدث على بعد 2.4 مليار سنة ضوئية من الأرض. ويكتنف الغموض أسباب هذه الظاهرة التي يقول العلماء إنها لا تحدث إلا مرة واحدة كل 10 آلاف سنة.
لكن الآن، أكد باحثون في الولايات المتحدة أن انهيار النجم والانفجار اللاحق المعروف أيضًا باسم المستعر الأعظم هو ما يكمن وراء انفجارات GRB المذهلة. استخدم فريق من جامعة نورث وسترن تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) التابع لناسا لمراقبة انفجارات GRB، التي كانت شديدة السطوع لدرجة أنها أشبعت معظم كاشفات أشعة جاما في العالم في بضع مئات من الثواني التي استمرت.
ركز علماء الفلك على ما حدث في الأشهر التي تلت انفجار GRB بدلاً من ذلك الوقت، حيث أن أي صور تستحق الدراسة كانت مشرقة جدًا. وأوضح الدكتور بيتر بلانشارد، الذي قاد الدراسة: “كانت انفجارات GRB ساطعة للغاية لدرجة أنها حجبت أي توقيع محتمل للمستعر الأعظم في الأشهر الأولى بعد الانفجار. وكان ما يسمى بالتوهج اللاحق لـ GRB يشبه المصابيح الأمامية لسيارة قادمة مباشرة نحوها”. “يمنعك ذلك من رؤية السيارة نفسها. لذا، كان علينا أن ننتظر حتى تتلاشى بشكل كبير لتمنحنا فرصة رؤية المستعر الأعظم”.
وبمجرد مرور بعض الوقت، لاحظ الفريق الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء لـ GRB، والتي مكنتهم من اكتشاف عناصر مثل الكالسيوم والأكسجين، والتي تعد من علامات المستعر الأعظم. لكن ما فاجأ الفريق هو أن المستعر الأعظم لم يكن ساطعًا بشكل استثنائي على عكس انفجارات GRB المصاحبة له.
وقال الدكتور بلانشارد: “إنها ليست أكثر سطوعًا من المستعرات الأعظمية السابقة”. “قد تتوقع أن نفس النجم المنهار الذي ينتج انفجارات GRB نشطة للغاية ومشرقة سوف ينتج أيضًا مستعرًا أعظم نشطًا ومشرقًا للغاية. ولكن اتضح أن هذا ليس هو الحال.” ومع ذلك، فإن هذا لا ينتقص من مدى سطوع GBR الذي حطم الأرقام القياسية.
وقال الدكتور بلانشارد: “لقد أنتج هذا الحدث بعضًا من الفوتونات ذات الطاقة الأعلى التي سجلتها الأقمار الصناعية المصممة لاكتشاف أشعة جاما على الإطلاق”. وكان هذا حدثًا لا تراه الأرض إلا مرة واحدة كل 10000 عام. نحن محظوظون لأننا نعيش في وقت نمتلك فيه التكنولوجيا اللازمة لاكتشاف هذه الانفجارات التي تحدث في جميع أنحاء الكون.
“من المثير للغاية مراقبة ظاهرة فلكية نادرة مثل القارب والعمل على فهم الفيزياء وراء هذا الحدث الاستثنائي.” في حين أن هذه الدراسة، التي نشرت في مجلة Nature Astronomy، تحل اللغز حول سبب انفجار GRB، إلا أنها خلقت أخرى أيضًا.
وتكهن العلماء سابقًا بأن العناصر الثقيلة، مثل البلاتين والذهب، قد تنتج عن انهيار نجم ضخم سريع الدوران، مثل ذلك الموجود في هذه الحالة. ومع ذلك، لم يظهر بحثهم المكثف أي دليل على هذا المعنى، ولا يزال أصل العناصر الثقيلة في الكون واحدًا من أكبر الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها في علم الفلك.
وأوضح الدكتور بلانشارد: “عندما تأكدنا أن انفجارات GRB نتجت عن انهيار نجم ضخم، أعطانا ذلك الفرصة لاختبار فرضية حول كيفية تشكل بعض أثقل العناصر في الكون. ومع ذلك، لم نر أي توقيعات”. من هذه العناصر الثقيلة، مما يشير إلى أن انفجارات أشعة جاما النشطة للغاية مثل القارب لا تنتج هذه العناصر.
“هذا لا يعني أن جميع انفجارات GRB لا تنتجها، ولكنها جزء أساسي من المعلومات بينما نواصل محاولة تحديد مكان تتشكل العناصر الأثقل. وستركز الدراسات المستقبلية على ما إذا كان أبناء عمومة BOAT “الطبيعيون” ينتجون هذه العناصر”. عناصر.”
كما أن الباحثين غير متأكدين من كيفية إنتاج المستعر الأعظم “العادي” و GRB المحطم للأرقام القياسية بواسطة نفس النجم المنهار. ومع ذلك، قال المؤلف المشارك الدكتور تانموي لاسكار، الأستاذ في جامعة يوتا، إن الأمر قد يكون مرتبطًا بشكل وبنية ما يسمى بـ “النفاثات النسبية”.
وأوضح: “عندما تدور النجوم الضخمة بسرعة، تنهار النجوم الضخمة متحولة إلى ثقوب سوداء، وتنتج نفاثات من المواد تنطلق بمعدلات قريبة من سرعة الضوء. وإذا كانت هذه النفاثات ضيقة، فإنها تنتج شعاعًا أكثر تركيزًا وسطوعًا من الضوء. إنه مثل تركيز شعاع المصباح اليدوي على عمود ضيق، بدلاً من الشعاع العريض الذي يمتد عبر الجدار بأكمله.
“في الواقع، كانت هذه واحدة من أضيق التدفقات التي شوهدت لتدفقات GRB حتى الآن، مما يعطينا تلميحًا عن سبب ظهور الشفق ساطعًا كما حدث.”