مشاهده برخورد شدید بین ستاره های نوترونی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب!!!

این تلسکوپ یک انفجار فوق‌العاده درخشان پرتو گاما مربوط به یک کیلونوا را ردیابی کرد، رویدادی شگرف که تصور می‌‌شود عناصر سنگینی مانند طلا را ایجاد می‌کند.

تصویری از برخورد و ادغام دو ستاره نوترونی، رویدادی به نام کیلونووا. (اعتبار تصویر: رابین دینل/ موسسه علمی کارنگی)

اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، یک انفجار فوق‌العاده درخشان پرتو گاما (GRB) را به منبع خود ردیابی کرده‌اند: یک برخورد شدید بین دو ستاره نوترونی.

حلقه انگشتر شما احتمالاً حاوی اتم‌هایی است که در برخوردهای ستاره‌های نوترونی مانند این شکل گرفته‌اند که به آن «کیلونووا» نیز می‌گویند. به این دلیل که کیلونوواها علاوه بر انفجار GRB های طولانی‌مدت، مکان‌هایی هستند که سنگین ترین عناصر جهان در آنها ساخته می‌شوند که نمی‌توانند در کوره‌های هسته‌ای در قلب ستارگان سنتز شوند.

این عناصر توسط مکانیزمی به نام «گرفتن نوترون» یا فرآیند r ایجاد می‌شوند که به هسته‌های اتمی اجازه می‌دهد تا نوترون‌ها را بگیرند و عناصر جدید و سنگین‌تری از جمله طلا، پلاتین و اورانیوم ایجاد کنند. فرآیند r فقط در شرایط شدید و خشن، مانند شرایطی می‌تواند ادامه یابد که در اطراف ستاره‌های نوترونی در حال برخورد یافت می‌شوند.

این اولین باری است که از JWST برای تشخیص انتشار گازهای گلخانه‌ای از چنین رویدادی استفاده می‌شود و تلسکوپ فضایی قدرتمند همچنین می‌تواند امضای عناصر سنگین جعل شده در این رویداد انفجاری را تشخیص دهد. به طور خاص، تیم شواهدی از عنصر سنگین تلوریم و ایجاد لانتانیدها را مشاهده کرد: گروهی متشکل از 15 فلز سنگین‌تر از سرب.

این تیم تحقیقاتی در مقاله‌ای جزئیات یافته‌های خود را توضیح می‌دهد: «این مشاهدات نشان می‌دهد که سنتز هسته در GRBها می‌تواند عناصر فرآیند r را در محدوده وسیع جرم اتمی ایجاد کند و نقش اصلی را در سنتز هسته عناصر سنگین در سراسر جهان بازی کند.

GRB به دنبال منبع کیلونوا توسط تیم – به رهبری اندرو لوان، استاد دانشگاه رادبود در هلند – نیز در نوع خود فوق‌العاده است. این تلسکوپ با نام GRB 230307A در ابتدا توسط تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی ناسا در 7 مارس 2023 شناسایی شد و دومین GRB درخشانی است که تاکنون دیده شده است.

GRB حدود 34 ثانیه دوام آورد و توسط تلسکوپهای متعدد دیگر مشاهده شد که این همان چیزی بود که به آن اجازه داد تا توسط ستاره‌شناسان به سمت منبع خود بازگردد. برایان متزگر، عضو تیم، از دانشگاه کلمبیا، روز پنجشنبه (6 ژوئیه) در یک سری توییت درباره این دستاورد بحث کرد.

متزگر نوشت: «در کار به رهبری اندرو لوان، ما انتشار کیلونووا (برای اولین بار!) را با جیمزوب، پس از GRB شناسایی کردیم. “شاید در بزرگترین پیچش داستان: GRB  –  دومین درخشان تمام دوران  – نیم دقیقه به طول انجامید، یعنی یک انفجار “طولانی” دوم همراه با تولید فرآیند r. احتمالاً یک ادغام ستاره نوترونی.

جیمزوب کیلونوا را دو بار مشاهده کرد، ابتدا در 29 روز پس از GRB و سپس دوباره در 61 روز پس از انفجار تابش، با محو شدن سریع درخشندگی و انتقال از آبی به قرمز بین این مشاهدات به ماهیت کیلونوا آن اشاره کرد.

این تیم چندین کهکشان درخشان را در مجاورت کیلونووا شناسایی کردند که ممکن است محل برخورد این ستاره نوترونی و بنابراین منبع GRB 230307A باشد. کهکشانی مورد علاقه آنها درخشانترین این کهکشانها است که حدود 8.3 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد و از منبع GRB حدود 130000 سال نوری فاصله دارد.

کیلونووا همچنین می‌توانست در نوع دیگری از انتشار غیر از نور دیده شود. برخورد ستارگان نوترونی باعث می‌شود که بافت فضا-زمان به شکل امواج گرانشی به صدا درآید. این امواج را می‌توان در اینجا روی زمین توسط آشکارسازهایی مانند رصدخانه امواج گرانشی تداخل‌سنج لیزری شناسایی کرد – اما LIGO در هنگام روشن شدن GRB 230307A فعال نبود. این مرکز در آن زمان در بحبوحه تعطیلی سه ساله قرار داشت و ارتقاهایی برای حساس‌تر کردن آن دریافت می‌کرد و تنها در می 2023 به صورت آنلاین بازگشت.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

James Webb Space Telescope spots violent collision between neutron stars

By Robert Lea

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-kilonova-neutron-stars