“سیگنال عجیبی” از راه شیری. چه چیزی باعث آن شده است؟
اسرار فضایی: یک انفجار سریع رادیویی برای اولین بار از درون کهکشان ما تشخیص داده شد. ممکن است ما به کشف منشأ آن نزدیکتر باشیم.
انفجار سریع رادیویی (اعتبار تصویر: گتی ایماژ)
در تاریخ 28 آوریل 2020، دو تلسکوپ رادیویی زمینی انفجار شدید امواج رادیویی را تشخیص دادند. این انفجار فقط یک میلیثانیه طول کشید اما برای ستارهشناسان متحیر، این یک کشف بزرگ بود که نشان دهنده اولینباری است که یک انفجار سریع رادیویی (FRB) بسیار نزدیک به زمین تاکنون شناسایی شده است.
این رویداد که فقط 30000 سال نوری از سیاره ما فاصله دارد، کاملاً در کهکشان راه شیری واقع شده بود و تشخیص ندادن آن تقریباً غیرممکن بود. تلسکوپهای رادیویی (CHIME) و (STARE2) مطمئناً در تشخیص آن مشکلی نداشتند. کیوشی ماسویی، استادیار فیزیک در انستیتوی فناوری ماساچوست گفت: “CHIME حتی به مسیر درست نگاه نمیکرد و ما همچنان آن را واضح میدیدیم.” “STARE2 که فقط مجموعهای از چند آنتن رادیویی است، نیز آن را دید.”
تا آن زمان، تمام FRBها در خارج از کهکشان ما مشاهده شده بودند. پراگیا چاولا، نامزد دکترای فیزیک، از دانشگاه مک گیل کانادا گفت: “آنها بیلیونها سال نوری با ما فاصله داشتهاند و مطالعه آنها بسیار دشوارتر شده است.” کشف آوریل 2020 همچنین به عنوان پرانرژیترین انفجار رادیویی که منجمان تاکنون در کهکشان راه شیری ثبت کردهاند، قابل توجه بود، اما آنچه آن را بسیار هیجانانگیز کرد این است که دانشمندان اکنون از زمان کشف اولین بار، به تعیین منشا FRB نزدیکتر هستند.
این اتفاق در سال 2007 رخ داد، زمانی که دانکن لوریمر و دیوید نارکوویچ مشغول مطالعه اطلاعات گرفته شده توسط بشقاب رادیویی پارکز در استرالیا بودند. کشف یک FRB بسیار نزدیک به خانه تحولی است که منجمان از آن زمان آرزو کردهاند. ماسویی تأیید میکند: “ما میتوانیم از منبعی که 30000 سال نوری از ما فاصله دارد بیشتر از یک بیلیون سال نوری یا بیشتر فاصله بگیریم.” “ما سرانجام یک منبع نزدیک برای مطالعه داریم.”
یکی از مهمترین مشکلات تشخیص FRB، گذشته از اینکه اکثر آنها خیلی دور بودهاند، زودگذر بودن آنهاست. آنها با وجود قدرت 100 میلیون برابر خورشید – در یک چشم به هم زدن میتوانند در چند هزارم ثانیه به اندازه انرژی خورشید در 100 سال انرژی آزاد کنند. در حالت ایدهآل، ستارهشناسان یک شی را کشف میکردند و یک یا چند تلسکوپ مختلف را روی آن متمرکز میکردند، اما طبیعت زودگذر این انفجارها چنین فرصتی را از بین میبرد.
اما با وجود این چالشها، ستارهشناسان موفق به ساختن بانک دادههایی از FRBها شدهاند که بیشتر آنها براساس دهها واقعه ثبت شده از آن سوی کهکشان ما ساخته شده است. برای مبتدیان، آنها نور چشمکزن نور رادیویی هستند که برای میکروثانیه تا میلیثانیه طول میکشند. چاولا افزود: “جستجوی همه آسمان برای آنها همچنین نشان میدهد که هزاران مورد از این انفجارها هر روز در آسمان رخ میدهد.”
برداشت هنری از مگنتار SGR 1935 + 2154 در حین طغیان، ساختار میدان مغناطیسی پیچیده و انتشار تابش کاملا مشخص میباشد. (اعتبار تصویر: © تیم طراحی گرافیک دانشگاه مک گیل)
ما همچنین میدانیم که بیشتر آنها بیلیونها سال نوری با ما فاصله دارند. اما در حالی که دهها مدل برای توضیح منشأ FRBها – با اجداد مختلف از ستارههای نوترونی گرفته تا کوتولههای سفید تا رشتههای کیهانی – پیشنهاد شده است، آیا واقعاً نظریهای پیروز شده است؟ ماسویی گفت: “خب، ما میدانیم که آنها از منابع بسیار کمی به وجود میآیند – اندازه آنها بیش از چند صد کیلومتر نیست.” “و به احتمال زیاد منابع ستارههای نوترونی هستند زیرا آنها هر دو بسیار کوچک و بسیار پرانرژی هستند.”
FRB که در کهکشان راه شیری کشف شده است اکنون به منجمان کمک میکند تا چنین نظریههایی را ارائه دهند و این یک موفقیت بزرگ برای دانشمندانی است که میخواهند به آنچه برسند که باعث ایجاد آنها شده است.
اکنون شواهد مشاهدهای حاکی از آن است که منشا FRBها به احتمال زیاد یک مگنتار است، نوعی ستاره نوترونی جوان است که از انفجار ابرنواختر متولد شده است با میدان مغناطیسی 5000 تریلیون برابر قدرتمندتر از زمین، در نتیجه آنها را به قویترین آهنربای جهان تبدیل میکند.
برداشت هنرمندی از یک انفجار رادیویی سریع با طول موجهای مختلف رادیویی – قرمز طولانی و آبی کوتاه که به زمین میرسند. (اعتبار تصویر: © Jingchuan Yu ، Planetarium پکن)
آنچه روشن شد این است که FRB 200428 اولین انفجار سریع رادیویی است که باعث انتشارهایی غیر از امواج رادیویی میشود و دانشمندان از کشف FRB بسیار نزدیک به خانه سود فراوانی بردهاند. تشخیص انفجار اشعه ایکس همزمان با انفجار رادیویی یک مگنتار را به عنوان منشا تأیید کرد و این شواهدی است که ستارهشناسان به دنبال آن بودهاند.
ممکن است اینگونه باشد که FRBهای نادر و ناگهانی توسط مگنتارها ایجاد میشوند و مکررا توسط پدیدههای مختلف ایجاد میشود. همچنین میتواند به معنای وجود دو نوع مگنتار باشد که باعث دو نوع انفجار سریع رادیویی میشود، یا حتی درخشانترین FRBها توسط اشیایی غیر از مگنتار ایجاد میشوند. فقط تحقیقات بیشتر میتوانند پاسخ را روشن کنند، زیرا همه آنچه که ما به طور قطع میتوانیم بگوییم این است که حداقل بخشی از FRBها از مگنتار حاصل میشوند.
ماسویی گفت: “مدتی است که مظنون شده است که مگنتار میتواند منبع FRB باشد، اما این حداقل بخشی از آنها را تأیید میکند، زیرا فقط یک بار اتفاق افتاده است.” “اما ما هنوز نمیدانیم که مگنتار چگونه آنها را ایجاد میکند“.
تصویری از سرعت انفجار رادیویی به طور تصادفی در آسمان. (اعتبار تصویر: © Caltech؛ NRAO)
ستارهشناسان همچنین به بررسی چگونگی انتشار همزمان اشعه ایکس و این انفجارهای درخشان ادامه میدهند. ماسویی گفت: “اینکه آیا همه FRBها از طریق یک مکانیزم ایجاد شدهاند یا خیر یک سوال مهم است و این موضوع مورد بحث ستارهشناسان است.”
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
A ‘strange signal’ is coming from the Milky Way. What’s causing it?
By David Crookes , All About Space magazine
https://www.space.com/strange-signal-from-milky-way