توصلت دراسة جديدة إلى أن الانفجارات الراديوية الغريبة التي تتفوق على مجرات بأكملها قد تأتي من اصطدام النجوم النيوترونية
لأول مرة ، ربط علماء الفلك نبضات غامضة من الطاقة تسمى الاندفاعات الراديوية السريعة (FRBs) مع التموجات في الزمكان المنبعثة من النجوم المنهارة والمتضاربة. النتائج ، التي نشرت في 27 مارس في المجلة علم الفلك الطبيعي (يفتح في علامة تبويب جديدة)، اقترح تفسيرًا جديدًا لـ FRBs ، التي أزعجت العلماء لأكثر من عقد من الزمان.
FRBs هي انفجارات هائلة من الطاقة الراديوية يمكنها أن تتفوق على كل نجم في مجرة بأكملها مجتمعة ، بينما تدوم لأجزاء من الثانية فقط. على الرغم من اكتشاف FRBs في عام 2007 ، إلا أن أصولها لا تزال محاطة بالغموض. هذا جزئيًا لأنه ، بينما تتكرر بعض FRBs بشكل دوري ، يظهر العديد منها ويختفي في غضون أجزاء من الثانية.
Magnetars – النوى فائقة الكثافة والمنهارة للنجوم المتفجرة (المعروفة باسم النجوم النيوترونية) مع المجالات المغناطيسية القوية – هي المرشحين البارزين لانبعاث FRBs. لكن الملاحظات الحديثة تشير إلى أنه قد يكون هناك العديد من المصادر المحتملة ، والتي قد تشمل اصطدام النجوم النيوترونية.
في أبريل 2019 ، اكتشف مرصد موجات الجاذبية بالليزر (LIGO) تموجات في الزمكان المعروف باسم موجات الجاذبية من اندماج نجم نيوتروني يسمى GW190425. بعد ساعات ، رصدت تجربة رسم خرائط كثافة الهيدروجين الكندية (CHIME) FRB مشرقًا وغير متكرر من نفس المنطقة من الفضاء.
“اكتشفنا أن موجة من موجات الراديو ، استمرت لألف جزء من الثانية ، تولدت بعد ساعتين ونصف الساعة من اندماج نجمين نيوترونيين ، وهما بقايا كثيفة للغاية لنجوم ضخمة متفجرة” ، كما قال مؤلف مشارك في الدراسة كلانسي جيمس (يفتح في علامة تبويب جديدة)قال عالم فلك راديو في جامعة كيرتن في أستراليا لـ Live Science عبر البريد الإلكتروني. “نظريتنا هي أن هذا الاندفاع من موجات الراديو حدث لأن الاندماج خلق نجمًا نيوترونيًا” فائق الكتلة “والذي ، عندما تباطأ دورانه ، انهار إلى ثقب أسود. “
في حين تم اقتراح اندماج النجوم النيوترونية كأسباب محتملة لـ FRBs في الماضي ، فإن الملاحظات الجديدة تقدم الدليل الأول على أن النظرية قد تكون صحيحة. استخدم الفريق ثلاث أجزاء أساسية من المعلومات لإجراء هذا الاتصال.
قال جيمس: “أولاً توقيت الأحداث” ؛ وصل FRB بعد 2.5 ساعة فقط من إشارة موجة الجاذبية ، وثانيًا ، كان موقع FRB متسقًا مع موقع الموجة الثقالية.
وأضاف جيمس “وثالثاً المسافة”. “كانت المسافة هي التي ساعدت بشكل خاص.”
بينما تصل معظم FRBs من بلايين السنين الضوئية، كاشفات الموجات الثقالية مثل LIGO حساسة لمسافات تبلغ حوالي 500 مليون سنة ضوئية فقط. كان FRB هذا قريبًا بشكل غير عادي ، وكانت المسافة المقدرة له في الحال مع تلك المقدرة من GW190425.
“ما أدهشنا هو مدى سقوط كل القطع في مكانها!” قال جيمس. “كان هذا نبضًا نظيفًا جميلًا – بالضبط ما قد تتوقعه من حدث كارثي.”
وفقًا لجيمس ، تشير هذه النتائج إلى وجود عائلتين مختلفتين على الأقل من FRBs: FRBs لمرة واحدة من أحداث كارثية مثل اندماج النجوم النيوترونية ، و تكرار FRBs التي تنتجها المغناطيسية أو مصدر آخر غير معروف.
قد يؤثر هذا الاكتشاف أيضًا على فهم العلماء للنجوم النيوترونية ، حيث يشير إلى أن أكبر كتلة ممكنة من هذه البقايا النجمية يمكن أن تكون أكبر مما هو متوقع حاليًا.
قال جيمس: “هذا لأن الجسم الناتج من النجمين النيوترونيين المندمجين لم ينهار على الفور إلى ثقب أسود ، ولكن يمكن أن يقاوم الجاذبية مؤقتًا”. “في المقابل ، يخبرنا هذا شيئًا عن الطبيعة الأساسية للمادة عند الكثافات والضغوط الشديدة ، والتي لا يمكننا دراستها هنا على الأرض. قد يكون حتى دليلًا على نوع جديد من النجوم – نجم كوارك.”
يأمل الفريق في تعزيز العلاقة بين FRBs واندماجات النجوم النيوترونية حيث تبدأ مراصد الموجات الثقالية في العالم ملاحظات جديدة هذا الربيع.
“التشغيل التشغيلي التالي لمراصد الموجات الثقالية ، O4 ، يبدأ في مايو ، وتنتظر CHIME والتلسكوبات الراديوية الأخرى مثل Murchison Widefield Array التي أعمل معها لمعرفة ما إذا كان هناك FRB من أي عمليات اندماج نجم نيوتروني يتم رؤيتها” ، جيمس قال. “نقوم أيضًا بتكليف أداة جديدة لاكتشاف المزيد من FRBs وتحديدها في مجراتها. نأمل أن يبدأ ذلك في العمل قريبًا!
