منذ عدة مليارات من السنين ، أطلق انفجار قصير لأشعة غاما خلال نصف ثانية طاقة أكبر مما ستنتجه شمسنا طوال عمرها البالغ 10 مليارات سنة.
في مايو 2020 وصل الضوء من هذا الحدث الذي أطلق عليه اسم GRB 200522A ، إلى الأرض وتم اكتشافه لأول مرة بواسطة مرصد نيل جيريلز سويفت التابع لناسا.
التقط تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية الوهج بسرعة في غضون ثلاثة أيام فقط بعد حدث GRB 200522A وتوصل إلى أن انبعاث الأشعة تحت الحمراء القريبة كان أكثر سطوعًا 10 مرات مما كان متوقعًا.
تعتبر انفجارات أشعة جاما القصيرة ، التي تدوم أقل من ثانيتين ، من بين أكثر الأحداث نشاطًا وانفجارًا في الكون، يعتقد علماء الفلك أن هذه الأحداث ناتجة عن اندماج نجمين نيوترونين.
عمليات الاندماج هذه نادرة جدًا ومهمة للغاية لأن العلماء يعتقدون أنها أحد المصادر الرئيسية للعناصر الثقيلة في الكون ، مثل الذهب واليورانيوم. إلى جانب انفجار قصير لأشعة غاما ، يتوقع علماء الفلك رؤية مستعر ماكرو والذي يصل سطوعه عادةً إلى 1000 مرة ضعف المستعر الأعظم .
مستعر ماكرو هو عبارة عن وهج بصري وأشعة تحت الحمراء ناتج من التحلل الإشعاعي للعناصر الثقيلة وهو فريد من نوعه لدمج نجمين نيوترونين أو اندماج نجم نيوتروني مع ثقب أسود.
قالت الدكتورة وين فاي فونغ ، عالمة الفلك في جامعة نورث وسترن: “إنه لأمر مدهش بالنسبة لي أنه بعد 10 سنوات من دراسة نفس النوع من الظاهرة ، يمكننا اكتشاف سلوك غير مسبوق مثل هذا… حيث أنه يكشف فقط عن تنوع الانفجارات التي يستطيع الكون إنتاجها ، وهو أمر مثير للغاية.” وأضافت: “هذه الملاحظات لا تتناسب مع التفسيرات التقليدية لانفجارات أشعة جاما القصيرة”.
بالنظر إلى ما نعرفه عن الراديو والأشعة السينية من هذا الانفجار ، فإنه لا يتطابق أبدا مع التفسيرات التقليدية ، وانبعاث الأشعة تحت الحمراء القريب الذي تم اكتشافه بواسطة هابل شديد السطوع.
لتحديد المسافة الدقيقة للمجرة المضيفة لـ GRB 200522A ، استخدم الدكتور فونغ وزملاؤه مطياف التصوير منخفض الدقة (LRIS) وأدوات التصوير الطيفي متعدد الأجسام (DEIMOS) المثبتة على التلسكوبات في مرصد دبليو إم كيك. وقرروا أن الانفجار كان صادرا من مجرة شابة لتشكل النجوم تقع على مسافة 5.5 مليار سنة ضوئية.
قاموا أيضًا بتحليل الوهج الذي تبع حدث GRB 200522A من خلال الأشعة السينية باستخدام بعثة سويفت، المرصد البصري والأشعة تحت الحمراء القريبة باستخدام Las Cumbres Observatory Global Telescope ، Hubble ، وفي الأطوال الموجية الراديوية باستخدام مصفوفة كبيرة جدًا لكن ما رآه الباحثون كان ساطعًا للغاية بحيث لا يمكن تفسيره على أنه مستعر ماكرو.
“عندما حصلنا على ملاحظات هابل ، كان علينا تغيير تفكيرنا تمامًا ، لأن المعلومات التي أضافها هابل جعلتنا ندرك أنه كان علينا التخلص من التفكير التقليدي، والإدراك بأن هناك ظاهرة جديدة تحدث… ثم كان علينا معرفة ما يعنيه ذلك للفيزياء بالنسبة للانفجارات النشطة للغاية.”
قدم العلماء تفسيرًا واحدًا محتملًا لهذا الانفجار المتوهج غير المعتاد: في حين أن معظم انفجارات أشعة غاما القصيرة ربما تؤدي إلى ثقب أسود ، فإن اندماج النجوم النيوترونية في هذه الحالة ربما يكون قد شكل بدلاً من ذلك نجمًا مغناطيسيًا، وهو نجم نيوتروني فائق الكتلة له مجال مغناطيسي قوي جدًا، قام النجم المغناطيسي بإيداع كمية كبيرة من الطاقة في المادة المقذوفة لمستعر ماكرو، مما يجعلها تتوهج بشكل أكثر إشراقًا.
وقالت المؤلفة المشاركة جيليان راستينجاد ، طالبة دراسات عليا في جامعة نورث وسترن: “ما اكتشفناه يتفوق حتى على مادة مستعر الماكرو المؤكدة التي تم اكتشافها في عام 2017”.
“كطالب دراسات عليا في السنة الأولى يعمل في البيانات في الوقت الفعلي لأول مرة عندما حدث هذا الاندفاع ، من الرائع أن نرى اكتشافنا يحفز نموذجًا جديدًا ومثيرًا معززًا بالنجوم المغناطيسية.”
مع مثل هذا الحدث ، يتوقع الفريق أن تنتج قذيفة الانفجار ضوءًا بأطوال موجات الراديو في السنوات القليلة المقبلة. قال المؤلفون: “قد تثبت ملاحظات الراديو اللاحقة في النهاية أن أصل الانفجار كان بالفعل نجمًا مغناطيسيًا”
