وجدت دراسات جديدة أن الانفجارات الغامضة الخارقة للموجات الراديوية التي شوهدت خارج المجرة تم اكتشافها لأول مرة داخل مجرة درب التبانة.
بالإضافة إلى ذلك ، ضم العلماء هذه الانفجارات إلى نوع نادر من النجوم الميتة التي تعرف بالنجم المغناطيسي ، وهو أقوى مغناطيس في الكون ، لأول مرة.
الاندفاعات الراديوية السريعة ، أو FRBs ، هي نبضات مكثفة من موجات الراديو يمكنها إطلاق المزيد من الطاقة في بضعة آلاف من الثانية أكثر مما تفعله الشمس خلال قرن تقريبًا. اكتشف العلماء فقط FRBs في عام 2007 ، ولأن الدفقات سريعة جدًا ، لا يزال لدى علماء الفيزياء الفلكية العديد من الأسئلة حولها ومصادرها.
يمتلك العلماء العشرات من النظريات حول أسباب الانفجارات الراديوية السريعة ، من اصطدام الثقوب السوداء إلى المركبات الفضائية. تشير العديد من النظريات إلى أن الدفقات نشأت من النجوم النيوترونية ، وهي بقايا النجوم التي انتهت حياتها في انفجارات كارثية تُعرف باسم المستعرات الأعظمية. (يأتي اسمهم من كيف أن قوة الجاذبية لهذه البقايا النجمية قوية بما يكفي لسحق البروتونات مع الإلكترونات لتكوين نيوترونات).
أشارت الأبحاث السابقة إلى أن الدفقات الراديوية السريعة على وجه التحديد قد تنفجر من نوع نادر من النجوم النيوترونية المعروفة باسم النجم المغناطيسي. التي تعتبر أقوى مغناطيس في الكون بحيث يمكن أن تصل قوة مجالاتها المغناطيسية إلى ما يقرب من 5000 تريليون مرة أقوى من مجال الأرض.
قال كريستوفر بوشينك ، عالم الفيزياء الفلكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا والمؤلف الرئيسي في إحدى الدراسات الجديدة ، إن “النجم المغناطيسي هو نوع من النجوم النيوترونية تكون مجالاتها المغناطيسية قوية جدًا ، فهي تسحق الذرات في أشكال تشبه القلم الرصاص”
ومضة ضوء ساطعة في الظلام:
خلال حوالي 1 مللي ثانية ، أطلق النجم المغناطيسي قدرًا من الطاقة في موجات الراديو مثل الشمس في 30 ثانية.
كان العلماء يشتبهون في أن النجوم المغناطيسية قد تولد دفعات راديو سريعة لأن العمل السابق وجد أن النجوم المغناطيسية يمكن أن تطلق شعلات عملاقة من أشعة جاما والأشعة السينية. هذه التوهجات العملاقة “لها مدة قصيرة جدًا ، ارتفاع حاد يستمر لأجزاء من الثانية ، وهذا هو بالضبط مدة FRBs.
في الدراسات الجديدة ، أفاد العلماء أنه في 28 أبريل ، يوجد تلسكوبات راديوية – مجموعة المسح للانبعاثات الراديوية الفلكية العابرة 2 (STARE2) المكونة من ثلاثة هوائيات لاسلكية في كاليفورنيا ويوتا ، والتلسكوب الكندي لرسم خرائط كثافة الهيدروجين (CHIME) في Okanagan Falls ، كندا – اكتشف انفجارًا لاسلكيًا سريعًا أطلق عليه FRB 200428.
قال دانييل ميشيل ، عالم الفيزياء الفلكية مع CHIME والمؤلف المشارك في إحدى الدراسات الجديدة ، لموقع ProfoundSpace.org: “هذا هو أكبر سطوع لانفجار راديوي تم اكتشافه على الإطلاق في مجرتنا”.
حيث لاحظ الباحثون أنه خلال جزء من الثانية من وميض هذا الاندفاع الراديوي السريع ، كان أكثر سطوعًا بمقدار 3000 مرة من أي إشارة راديو مغناطيسية أخرى تم رصدها حتى الآن.
حددت كلتا المصفوفتين FRB في نفس المنطقة من السماء أن هذا الاندفاع كان ساطعًا للغاية لدرجة أنه من الناحية النظرية ، إذا كان لديك تسجيل للبيانات الأولية من جهاز استقبال 4G LTE بهاتفك الخلوي ، والذي يكتشف موجات الراديو ، وإذا كنت تعرف ما كنت تبحث عنه ، فربما تكون قد وجدت هذه الإشارة قد جاءت من حوالي منتصف الطريق عبر المجرة في بيانات هاتفك الخلوي .
أشار العلماء إلى أن هذا الانفجار يرجع إلى نجم مغناطيسي يُعرف باسم SGR 1935 + 2154 ، والذي يقع على بعد حوالي 30 ألف سنة ضوئية من الأرض باتجاه مركز المجرة في كوكبة الثعلب والذي يعد أقرب FRB معروف حتى الآن.
وأضاف بوتشانيك: “لقد تمكنا من تحديد أن طاقة هذه الدفقة يمكن مقارنتها بطاقات الدفقات الراديوية السريعة خارج المجرة”. “في حوالي 1 مللي ثانية ، أطلق النجم المغناطيسي قدرًا من الطاقة في موجات الراديو مثل الشمس في 30 ثانية.”
بشكل عام ، “تمكنا من تحديد معدل هذه الدفقات اللامعة من النجوم المغناطيسية بما يتوافق مع المعدل المعروف للانفجارات الراديوية السريعة خارج المجرة” ، كما قال بوشينيك. “يرسم هذا الاكتشاف دليلا على أن بعض ، وربما معظم ، انفجارات الراديو السريعة من مجرات أخرى تنشأ أيضًا من النجوم المغناطيسية.”
السر وراء الانفجار الراديوي السريع:
قارن علماء الفلك بقيادة Zhang الملاحظات بالبيانات التي تم جمعها بواسطة التلسكوب الكروي ذو الفتحة الخمسمائة متر (FAST) في الصين ورأوا 29 انفجارًا لأشعة غاما نشطة من هذا النجم المغناطيسي ، لكن لم يتزامن أي منها مع أي FRB مرئي من المغناطيس. وقال تشانغ إن الانفصال قد يشير إلى أن انفجارات أشعة جاما من النجوم المغناطيسية التي تؤدي إلى ظهور FRBs مميزة للغاية بطريقة ما ، ومعظمها لا يفعل ذلك. والاحتمال الآخر هو أن أي FRBs تولدها رشقات أشعة غاما هذه تنبعث في حزم ضيقة موجهة بعيدًا عن الأرض .
لاحظ تشانغ أن هناك نوعين من مصادر الاندفاعات الراديوية السريعة – تلك التي تولد FRBs بانتظام ، والأخرى التي تنتج FRBs بشكل أقل. إذا تم العثور على كلا النوعين من مصادر الاندفاع الراديوي السريع بين النجوم المغناطيسية ، فهذا يشير إلى احتمال وجود نوعين من النجوم المغناطيسية: أحدهما هو نوع المغناطيس الموجود في مجرة درب التبانة ، والذي نادرًا ما يولد FRBs.
قال تشانغ إن البحث المستقبلي على FRBs يمكن أن يحدد الآلية التي تولد من خلالها النجوم المغناطيسية أو الهيئات المحتملة الأخرى هذه الانفجارات.
أحد الاحتمالات هو تحريك الإلكترونات عالية الطاقة بشكل عشوائي لتوليد موجات الراديو أثناء تفاعلها مع المجالات المغناطيسية – الثقوب السوداء الهائلة وبقايا المستعرات الأعظمية والغازات الساخنة الموجودة في المجرات تولد غالبًا موجات راديوية بهذه الطريقة، هناك تفسير محتمل آخر يفضله تشانغ ، وهو يتضمن الإلكترونات لأنها تتفاعل بشكل جماعي مع المجالات المغناطيسية ، على غرار الطريقة التي تولد بها الإلكترونيات على الأرض موجات الراديو عن طريق توجيه الإلكترونات عبر سلك.
