رسم توضيحي للفنان لثقب أسود يستهلك نجمًا نيوترونيًا. حقوق الصورة: دانا بيري / ناسا. اضغط للتكبير.
حل العلماء لغزًا عمره 35 عامًا من أصل ومضات ضوئية قوية من أجزاء من الثانية تسمى رشقات أشعة غاما القصيرة. كانت هذه الومضات ، وهي أكثر سطوعًا من مليار شمس ، لكنها لا تدوم سوى بضع ثوانٍ من الثانية ، ببساطة فائقة السرعة في الإمساك بها ... حتى الآن.
إذا خمنت أن الثقب الأسود متورط ، فأنت على الأقل النصف الصحيح. تنشأ انفجارات أشعة غاما القصيرة من الاصطدامات بين الثقب الأسود والنجم النيوتروني أو بين نجمين نيوترونيين. في السيناريو الأول ، يبتلع الثقب الأسود النجم النيوتروني وينمو أكبر. في السيناريو الثاني ، يخلق النجمان النيوترونيان ثقبًا أسود.
تم الكشف عن انفجارات أشعة جاما ، وهي أقوى الانفجارات المعروفة ، لأول مرة في أواخر الستينيات. فهي عشوائية وعابرة ويمكن أن تحدث من أي منطقة في السماء. حاول العثور على موقع فلاش الكاميرا في مكان ما في استاد رياضي شاسع وستشعر بالتحدي الذي يواجه صائدي انفجار أشعة غاما. استغرق حل هذا اللغز تنسيقًا غير مسبوق بين العلماء باستخدام العديد من التلسكوبات الأرضية وسواتل ناسا.
اكتشف العلماء قبل عامين أن الانفجارات الأطول ، التي تستمر لأكثر من ثانيتين ، تنشأ من انفجار النجوم الضخمة جدًا. ومع ذلك ، فإن حوالي 30 بالمائة من الرشقات قصيرة وتقل عن ثانيتين.
تم الكشف عن أربع انفجارات قصيرة لأشعة جاما منذ مايو. ظهرت اثنتان من هذه في أربع ورقات في عدد 6 أكتوبر من الطبيعة. توفر إحدى الاندفاعات التي حدثت في شهر تموز (يوليو) أدلة "المسدسات الدخانية" لدعم نظرية التصادم. يذهب انفجار آخر إلى أبعد من ذلك من خلال تقديم دليل محير لأول مرة على ثقب أسود يأكل نجمًا نيوترونيًا - أولاً يمد النجم النيوتروني إلى هلال ، ويبتلعه ، ثم يبتلع فتات النجم المكسور في الدقائق والساعات التي يتبع.
قد تساعد هذه الاكتشافات أيضًا في الكشف المباشر عن موجات الجاذبية ، لم يسبق رؤيتها من قبل. تخلق هذه الاندماجات موجات جاذبية ، أو تموجات في الزمكان. يمكن أن تخبر انفجارات أشعة غاما القصيرة العلماء متى وأين يبحثون عن التموجات.
قال الدكتور نيل جيريلز من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في غرينبيلت ، ماريلاند ، المحقق الرئيسي لساتل سويفت التابع لوكالة ناسا: "إن انفجارات أشعة غاما بشكل عام يصعب دراستها ، ولكن أقصرها كان من المستحيل تحديدها". والمؤلف الرئيسي في أحد تقارير الطبيعة. "كل ذلك تغير. لدينا الآن الأدوات اللازمة لدراسة هذه الأحداث ".
اكتشف القمر الصناعي سويفت انفجارًا قصيرًا في 9 مايو ، واكتشف ناسا مستكشف الطاقة العالية العابر (HETE) آخر في 9 يوليو. قامت Swift و HETE بنقل إحداثيات الاندفاع بسرعة وبشكل مستقل إلى العلماء والمراصد عبر الهاتف الخلوي والصافرات والبريد الإلكتروني.
كان حدث 9 مايو أول مرة حدد فيها العلماء شفقًا لاحقًا للانفجار القصير لأشعة غاما ، وهو شيء يُرى بشكل شائع بعد انفجارات طويلة. كان هذا الاكتشاف موضوع بيان صحفي صادر عن وكالة ناسا في 11 مايو. تمثل النتائج الجديدة المنشورة في Nature تحليلات شاملة لهذين الشفقين التاليين للانفجارات ، والذي يحسم حالة أصل الاندفاعات القصيرة.
قال الدكتور ديريك فوكس من جامعة ولاية بنسلفانيا ، المؤلف الرئيسي في أحد تقارير الطبيعة ، "لقد رأينا حدسًا أن انفجارات أشعة غاما القصيرة جاءت من نجم نيوتروني يصطدم بثقب أسود أو نجم نيوتروني آخر ، لكن هذه الاكتشافات الجديدة لا تترك أي شك". تفصيل ملاحظة متعددة الطول الموجي.
اكتشف فريق فوكس شفق الأشعة السينية من انفجار 9 يوليو باستخدام مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا. ثم قام فريق بقيادة البروفيسور جينس هجورث من جامعة كوبنهاغن بتحديد الشفق البصري باستخدام التلسكوب الدنماركي بطول 1.5 متر في مرصد لا سيلا في تشيلي. ثم واصل فريق فوكس دراساته عن الشفق باستخدام تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا. تلسكوبات du Pont و Swope في Las Campanas ، شيلي ، بتمويل من مؤسسة كارنيغي ؛ تلسكوب سوبارو في ماونا كيا ، هاواي ، يديره المرصد الفلكي الوطني في اليابان ؛ والمصفوفة الكبيرة جدًا ، وهي عبارة عن امتداد 27 مقرابًا لاسلكيًا بالقرب من سوكورو ، نيو مكسيكو ، يعمل بواسطة المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي.
قدمت المراقبة المتعددة الطول الموجي للانفجار في 9 يوليو ، المسمى GRB 050709 ، جميع قطع اللغز لحل لغز الاندفاع القصير.
قال الدكتور جورج ريكر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) ، الباحث الرئيسي في HETE والمؤلف المشارك في كتابة مقال آخر عن الطبيعة: "لم تكتشف التلسكوبات القوية أي مستعر أعظم مع تلاشي انفجار أشعة غاما ، مجادلة ضد انفجار نجم ضخم". "إن انفجار 9 يوليو كان مثل الكلب الذي لم ينبح".
وأضاف ريكر أن انفجار 9 يوليو وربما انفجار 9 مايو يقع في ضواحي المجرات المضيفة ، حيث من المتوقع أن تكون ثنائيات الدمج القديمة. لا يُتوقع حدوث انفجارات أشعة غاما القصيرة في المجرات الشابة التي تشكل النجوم. يستغرق نجمان ضخمان ، مقترنين بنظام ثنائي ، مليارات السنين ، ليتطور أولاً إلى الثقب الأسود أو مرحلة النجم النيوتروني ثم يندمج. ينطوي انتقال النجم إلى ثقب أسود أو نجم نيوتروني على انفجار (مستعر أعظم) يمكن أن يركل النظام الثنائي بعيدًا عن أصله ويخرج باتجاه حافة مجره المضيف.
أظهر انفجار 9 يوليو وآخر لاحق في 24 يوليو إشارات فريدة تشير إلى ليس فقط أي اندماج قديم ولكن ، بشكل أكثر تحديدًا ، ثقب أسود - اندماج نجم نيوتروني. رأى العلماء طفرات في ضوء الأشعة السينية بعد انفجار أشعة غاما الأولية. من المحتمل أن يكون جزء أشعة غاما السريع إشارة لثقب أسود يبتلع معظم النجم النيوتروني. يمكن أن تكون إشارات الأشعة السينية ، في الدقائق والساعات التي تليها ، فتات من مادة نجم نيوتروني تسقط في الثقب الأسود ، مثل الحلوى قليلاً.
وهناك المزيد. يخلق الاندماج موجات جاذبية ، تموجات في الزمكان تنبأ بها آينشتاين ولكن لم يتم اكتشافها مباشرة. كان انفجار 9 يوليو على بعد حوالي ملياري سنة ضوئية. يمكن اكتشاف اندماج كبير أقرب إلى الأرض بواسطة مرصد الموجة التداخلية لموجات الجاذبية (LIGO) التابع لمؤسسة العلوم الوطنية. إذا اكتشف Swift انفجارًا قصيرًا قريبًا ، يمكن لعلماء LIGO العودة والتحقق من البيانات مع مراعاة الوقت والموقع الدقيقين.
قال الدكتور ألبرت لازاريني ، من مختبر ليجو في كالتيك: "هذه أخبار جيدة لـ LIGO". "العلاقة بين الاندفاعات القصيرة وشركات الاندماج تزيد المعدلات المتوقعة لـ LIGO ، ويبدو أنها في نهاية عالية من التقديرات السابقة. أيضا ، توفر الملاحظات تلميحات محيرة للثقب الأسود - اندماجات النجوم النيوترونية ، التي لم يتم اكتشافها من قبل. خلال المراقبة القادمة لـ LIGO على مدار السنة ، قد نكتشف موجات الجاذبية من مثل هذا الحدث ".
الثقب الأسود - اندماج النجم النيوتروني سيولد موجات جاذبية أقوى من نجمتين نيوترونيتين مدمجتين. والسؤال الآن هو مدى شيوع هذه الاندماجات ومدى قربها. يمكن أن تقدم Swift ، التي تم إطلاقها في نوفمبر 2004 ، هذه الإجابة.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
