دسته‌ها
Uncategorized

ستاره‌شناسان برای اولین بار نور برخورد دو سیاهچاله را کشف کردند


برای اولین بار ستاره‌شناسان موفق به رصد نور ناشی از برخورد دو سیاهچاله شدند. این دو سیاهچاله در فاصله‌ی ۷/۵ میلیارد سال نوری و در ماده‌‌ی چرخان و داغ اطراف سیاهچاله‌ای غول‌آسا، با یکدیگر برخورد کرده و ادغام شدند.

به بخش گرداب‌ مانند سیاهچاله، قرص برافزایشی هم گفته می‌شود. قرص برافزایشی دور افق رویداد سیاهچاله می‌چرخد. جاذبه‌ی این نقطه به قدری قدرتمند است که حتی نور هم نمی‌توان از آن فرار کند. به همین دلیل رصد برخورد دو سیاهچاله در نوع خود بی‌سابقه بوده است زیرا در غیاب نور تنها می‌توان با کشف امواج گرانشی، چنین رویدادهایی را تشخیص داد. امواج گرانشی نوسان‌هایی هستند که بر اثر برخورد اجرام سنگین به وجود می‌آیند.

برای اولین بار، آلبرت اینشتین ادغام دو سیاهچاله را پیش‌بینی کرده بود اما فکرش را هم نمی‌کرد امواج گرانشی قابل رصد باشند؛ زیرا این امواج به قدری ضعیف به نظر می‌رسیدند که امکان رصد آن‌ها از زمین به دلیل ارتعاش‌ها و نویزهای زیاد وجود نداشت.

پس از صد سال، معلوم شد حق با اینشتین بوده است؛ اما در سال ۲۰۱۵، یک زوج دستگاه در واشنگتن و لویزیانا اولین امواج گرانشی را کشف کردند: سیگنال‌هایی از ادغام دو سیاهچاله در فاصله‌ی ۱/۳ میلیارد سال نوری. این کشف منجر به گسترش زمینه‌ی جدیدی در علم نجوم شد و جایزه‌ی نوبل فیزیک را برای پژوهشگران آن به ارمغان آورد. نام رصدخانه LIGO (رصدخانه‌ی موج گرانشی تداخل‌سنجی لیزری) است. حالا برای اولین بار، دانشمندان برخورد سیاهچاله‌ای را که LIGO کشف کرده بود با نورهای جدید تطبیق دادند. این کار در گذشته غیرممکن به نظر می‌رسید زیرا سیاهچاله‌ها هیچ نوری را منتشر نمی‌کنند.

به عقیده‌ی پژوهشگرها، وقتی دو سیاهچاله با یکدیگر برخورد کنند، نیروی حاصل از برخورد، سیاهچاله‌ی جدید را به سمت گازهای قرص برافزایشی اطراف سیاهچاله منحرف می‌کند. به گفته‌ی بری مکرنان، ستاره‌شناس مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا و یکی از اعضای تیم پروژه: «واکنش گاز به این گلوله‌ی پرسرعت منجر به تولید زبانه‌ای درخشان می‌شود که امکان رصد آن با تلسکوپ وجود دارد.»

پژوهشگرها یافته‌های خود را در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر کردند. آن‌ها انتظار دارند، زبانه‌ای دیگر از همان سیاهچاله را در طول چند سال آینده ببینند. این زبانه وقتی به وجود می‌آید که سیاهچاله مجددا وارد قرص برافزایشی شود. به گفته‌ی مانسی کاسلیوال، استادیار نجوم کلتک:

با رصد چنین زبانه‌هایی می‌توان به پرسش‌های زیادی درباره‌ی اخترفیزیک و کیهان‌شناسی پاسخ داد. اگر دوباره در این کار موفق شویم و نور ادغام سیاهچاله‌های دیگر را رصد کنیم، می‌توانیم به منشان سیاهچاله‌ها پی‌ ببریم و نکات بیشتری را درباره‌ی آن‌ها بیاموزیم.

LIGO در ایالات‌متحده از دو آشکارساز موج گرانشی تشکیل‌شده است و همتای ایتالیایی آن Virgo، در می ۲۰۱۹، بی‌نظمی‌هایی را در فضا زمان تشخیص دادند. تنها چند روز بعد، تلسکوپ‌های رصدخانه‌ی پالوما در نزدیکی سن دیگو، نور درخشانی را از همان نقطه‌ی کیهان رصد کردند. با بررسی بیشتر پژوهشگران کلتک روی داده‌های آرشیوی متعلق به آن منطقه از آسمان، باز هم نور به درستی تشخیص داده شد. نور درخشان به آرامی و در طول یک ماه ناپدید شد. سیر زمانی و موقعیت پیدایش نور کاملا منطبق با مشاهدات LIGO بودند. به گفته‌ی متیو گراهام، استاد نجوم کلتک و مؤلف ارشد پژوهش:

این سیاهچاله‌ی غول‌آسا سال‌ها قبل از انتشار این نور در تلاطم بوده است. طبق نتایج ما، زبانه احتمالا حاصل ادغام دو سیاهچاله است اما نمی‌توانیم احتمال‌های دیگر را کاملا رد کنیم.»

با این حال پژوهشگرها معتقدند نور دیده‌شده حاصل انفجارهای متداولی است که در قرص برافزایشی سیاهچاله‌های غول‌آسا رخ می‌دهند. به همین دلیل قرص به مدت ۱۵ سال قبل از زبانه کشیدن، نسبتا آرام بوده است. به گفته‌ی کاسلیوال: «سیاهچاله‌های غول‌‌آسای این‌چنینی همیشه زبانه‌هایی را از خود منتشر می‌کنند و اجرام ساکنی نیستند اما زمان‌بندی، اندازه و موقعیت این زبانه چشمگیر بود.»

LIGO چگونه برخورد سیاهچاله‌ها را کشف کرد؟

LIGO و Virgo دارای دو بازوی ۴ کیلومتری هستند. آشکارساز، اشعه‌ی لیزری را پرتاب کرده و آن را به دو قسمت تقسیم می‌کند. یکی از پرتوها به لوله‌ی ۴ کیلومتری فرستاده می‌شود و دیگری در لوله‌ای عمود با لوله‌ی قبلی وارد می‌شود. پرتوها بین آینه‌ها نوسان می‌کنند و نزدیک به تقسیم‌کننده‌ی پرتو همگرا می‌شوند. در چنین شرایطی موج‌های نوری با طول یکسان باز می‌گردند و به گونه‌ای تراز می‌شوند که در آشکارساز یکی می‌شوند.

اما وقتی موجی گرانشی با زمین برخورد می‌کند، فضا زمان را خم می‌کند. به همین دلیل یکی از لوله‌ها طویل‌تر از دیگری است. این اعوجاج انبساطی انقباضی تا زمان عبور موج ادامه پیدا می‌کند. در این شرایط، دو موج نوری با طول یکسان همگرا نمی‌شوند بنابراین یکدیگر را خنثی نمی‌کنند و آشکارساز می‌تواند زبانه‌های نور را ضبط کند.

مقاله‌های مرتبط:

فیزیکدان‌ها با اندازه‌گیری تغییرات نور می‌توانند امواج گرانشی برخوردی به زمین را کشف کنند. رصدخانه‌ها به همین روش، ادغام دو ستاره‌ی نوترونی را در اکتبر ۲۰۱۷ و بلعیده شدن ستاره‌ای نوترونی توسط یک سیاهچاله را در اوت ۲۰۱۹ کشف کردند. به طور کلی رصدخانه‌ها تا کنونی بیش از ۳۰ بار موفق به کشف امواج گرانشی شده‌اند.

به زودی با راه‌اندازی آشکارساز KAGRA (آشکارساز موج گرانشی کامیوکا)، دانشمندان انتظار کشف تعداد بیشتری از امواج گرانشی را دارند. آن‌ها انتظار دارند به کمک KAGRA، LIGO و Virgo به موقعیت دقیق برخوردها با سه برابر دقت برسند. به این ترتیب تلسکوپ‌ها به راحتی می‌توانند برخوردهای عامل امواج گرانشی را تأیید کنند و نور حاصل از آن‌ها را رصد کنند.

به گفته‌ی ویک کالوگرا، اخترفیزیکدان دانشگاه شمال غرب و LIGO، در نهایت می‌توان به شبکه‌ای جهانی دست یافت که قادر به کشف ۱۰۰ برخورد سالانه است. هرچقدر شبکه‌ی جهانی امواج گرانشی، تعداد بیشتری از برخوردها را با دقت بالاتری ثبت کند، دانشمندان به نکات بیشتری درباره‌ی ماهیت ادغام‌های غول‌آسا پی می‌برند.

دسته‌ها
Uncategorized

کشف دو ابرزمین با ویژگی‌های قابل توجه در فاصله ۱۱ سال نوری


گروهی از ستاره شناسان که آسمان را برای کشف سیاراتی شبیه زمین رصد می‌کنند، از کشف دو ابرزمین با ویژگی‌های قابل توجه در اطراف ستاره‌ای در همسایگی زمین خبر دادند.

این دو ابرزمین Gliese 887b و Gliese 887c نام داشته و دور ستاره‌ای به نام Gliese 887 که در فاصله ۱۱ سال نوری از زمین قرار گرفته، گردش می‌کنند. ابرزمین (Super-Earth)، به سیاراتی گفته می‌شود که جرم بیشتری نسبت به زمین داشته اما به طور چشمگیری از غول‌های یخی منظومه شمسی مثل اورانوس و نپتون کوچک ترند.

ابرزمین‌های مورد بحث علاوه بر فاصله نسبتاً نزدیک به ما، ویژگی‌های جالب توجهی دارند که آن‌ها را به گزینه‌ای هیجان انگیز برای تحقیقات بیشتر تبدیل می‌کنند. برای مثال در منطقه قابل سکونت ستاره میزبان قرار گرفته‌اند، بنابراین احتمال وجود آب به شکل مایع در آن‌ها وجود دارد. علاوه بر این ممکن است همانند زمین و مریخ در دسته بندی سیارات سنگی قرار بگیرند.

تصویر سه بعدی از شمایل احتمالی ابرزمین‌ها و کوتوله سرخ Gliese 887.

اما نکته جالب تر اینکه ستاره میزبان آن‌ها یعنی Gliese 887 که در واقع یک کوتوله سرخ است، فعالیت آرامی دارد که برای این نوع از ستاره‌ها جالب توجه است. کوتوله‌های سرخ از خورشید درخشش کمتری دارند، اما اغلب امواجی با انرژی فوق العاده بالا پخش می‌کنند که توانایی از بین بردن اتمسفر سیارات نزدیک را دارند.

بر اساس گزارش محققان دانشگاه گوتینگن، کوتوله سرخ Gliese 887 فعالیت بالایی نداشته و «این یعنی ابرزمین‌های تازه کشف شده ممکن است اتسفر خود را حفظ کرده و یا اتمسفری ضخیم تر از زمین داشته باشند، بنابراین احتمالاً قابل سکونت خواهند بود.»

همانطور که می‌بینید دانشمندان حین صحبت کردن در مورد ابرزمین‌ها زیاد از کلمات «احتمالا» و «ممکن است» استفاده می‌کنند، اما نباید خصوصیات قابل توجه این دو سیاره را فراموش کرد. محققان می‌گویند این دو ابرزمین اهداف مناسبی برای رصد توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب هستند و ممکن است به کمک آن بتوان از وجود اتمسفر در این دو سیاره مطلع شد. البته اگر تأخیرهای پی در پی اجازه پرتاب این تلسکوپ را بدهند.

«Sandra Jeffers»، محقق دانشگاه گوتینگن که مقاله او در مورد این دو ابرزمین در ژورنال Science منتشر شده، می‌گوید: «این سیارات بهترین احتمالات را برای مطالعه دقیق تر، شامل جستجو برای حیات در خارج از منظومه شمسی، فراهم می‌کنند.»

تنها خبر ناامید کننده اینکه این دو سیاره در فاصله ۱۱ سال نوری از زمین قرار گرفته‌اند و با وجودی که این مسافت در مقایس کیهانی قابل توجه نیست، اما همچنان با تکنولوژی فعلی برای بشر دست نیافتنی هستند.

دسته‌ها
Uncategorized

کشف بزرگ‌ترین ستاره‌ی نوترونی در برخورد کیهانی عجیب


امواج گرانشی وقتی شکل می‌گیرند که اجرام سنگین و بزرگ، فضا و زمان اطراف خود را خم کنند و امواج آن را در کل کیهان منتشر کنند. دانشمندان اولین موج گرانشی را در سال ۲۰۱۵ کشف کردند؛ این موج بر اثر برخورد دو سیاهچاله به وجود آمده بود. از آن زمان کشف امواج گرانشی برای دانشمندان هیجان‌انگیزتر شده است.

حالا گروهی از پژوهشگران از اولین کشف سیگنال موج گرانشی خبر داده‌اند که بر اثر برخورد شیئی بزرگتر از ستاره‌های نوترونی متداول با شیئی کوچکتر از کوچکترین سیاهچاله‌ی شناخته‌شده، به وجود آمده است. اگرچه این کشف برای دانشمندان بسیار پیچیده است، سیگنال به دست آمده، امید آن‌ها را برای دستیابی به رصدهای عجیب‌تر افزایش داده است.

کشف رویداد برخوردی جدید، می‌تواند درک بسیاری از تعاریف مربوط به چگونگی شکل‌گیری ستاره‌های نوترونی و سیاهچاله‌ها را تغییر دهد. گروهی بین‌المللی با استفاده از آشکارسازهای موجود در ایالات متحده و ایتالیا، موفق به کشف این امواج شدند. به گفته‌ی کریستوفر بری، ستاره‌شناس امواج گرانشی در دانشگاه شمال غربی و دانشگاه گلاسگو و یکی از مؤلفان پژوهش جدید:

این رویداد خارق‌العاده است و می‌تواند درک ما را از شکل‌گیری سیاهچاله‌ها و ستاره‌های نوترونی تغییر دهد؛ اما برای اثبات فرضیه‌ها هنوز به مشاهدات بیشتری نیاز است.

گروه بین‌المللی پژوهشگرها، از آشکارساز‌های چند کیلومتری برای کشف ارتعاشات دقیقه‌ای در فضا و زمان استفاده می‌کند. این ارتعاشات حاصل برخورد اجرام سنگین در جهان هستند. از داده‌ای جمع‌آوری شده می‌توان برای اندازه‌گیری جرم اجرام برخوردی هم استفاده کرد.

در اوت سال گذشته، برخورد بین سیاهچاله و  جرمی دیگر کشف شد. طبق تحلیل‌ها، برخورد این دو جرم نوعی رویداد موج گرانشی است. اخترفیزیک‌دان‌ها به مرور تحلیل‌های بیشتری را روی داده‌های به دست آمده انجام دادند و متوجه کشفی عجیب‌تر شدند. طبق تحلیل‌ها، جرم یکی از اجرام برخوردی ۲۳ برابر جرم خورشید بود (سیاهچاله) و جرم دیگری، ۲/۶ برابر جرم خورشید بود اما ماهیت نامشخصی داشت.

جرم ستاره

این نمودار طیف تغییر رویدادهای برخوردی را نشان می‌دهد که از طریق امواج گرانشی رصد شده‌اند. بخش پائین تصویر، اجرامی در ابعاد ستاره‌ی نوترونی را نشان می‌دهد؛ بخش بالا اجرام در ابعاد سیاهچاله را نشان می‌دهد. کشف جدید، رویداد برخورد یک سیاهچاله و نوعی ستاره‌ی نوترونی بسیار بزرگ یا سیاهچاله‌ی بسیار کوچک است.

اندازه‌ی شیء دوم در تعریف دانشمندان از شکاف جرمی صدق می‌کند: جرمی که به اندازه‌ی قابل توجهی کوچکتر از هر سیاهچاله‌ای است (تقریبا پنج برابر بزرگتر از جرم خورشید)، اما ابعاد آن از هر ستاره‌ی نوترونی شناخته‌شده‌ای بزرگتر است (تقریبا ۲/۵ برابر جرم خورشید).

جرم یادشده پس از برخورد با سیاهچاله‌ی بزرگ، دیگر وجود ندارد. با این‌حال در آینده می‌توان از برخوردهای دیگر، اطلاعات بیشتری را از شکاف‌های جرمی به دست آورد. در صورتی که جرم یاد‌شده سیاهچاله‌ای سبک باشد، هیچ نظریه‌‌ای درباره‌ی آن وجود ندارد یا هنوز تعریف نشده است؛ اما پروفسور فابیو آنتونیونی، معتقد است منظومه‌ای سه ستاره‌ای می‌تواند منجر به شکل‌گیری سیاهچاله‌های سبک شود. پس از کشف رویداد برخوردی جدید، فرضیه‌های او توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌اند.

پی بردن به ماهیت برخورد جدید می‌تواند درک دانشمندان را از جهان دگرگون کند

به عقیده‌ی پروفسور برنارد اسکوتز از مؤسسه‌ی فیزیک گرانشی مکس پلنک، اگر شیء برخوردی نوع سنگینی از ستاره‌های نوترونی باشد، باید در نظریه‌های تعریف و شکل‌گیری ستاره‌های نوترونی بازنگری کرد. به گفته‌ی ویکی کالوگرا، اخترفیزیک‌دان دانشگاه شمال غربی و یکی از مؤلفان پژوهش:

برخورد دو جرم با ماهیتی متفاوت مثل سیاهچاله و ستاره‌ی نوترونی، ده‌ها سال قبل پیش‌بینی شده بود؛ اما این جرم فشرده که در شکاف جرمی قرار می‌گیرد، کاملا یک شگفتی است. گرچه نمی‌توانیم جرم مورد نظر را با اطمینان دسته‌بندی کنیم، سنگین‌ترین ستاره‌های نوترونی یا سبک‌ترین سیاهچاله‌ها را می‌شناسیم. به هر‌حال جرم جدید، رکوردها را شکسته است.

سیاهچاله‌ها و ستاره‌های نوترونی معمولا پس از مرگ ستاره‌ها به وجود می‌آیند. اگر ستاره‌ای بسیار بزرگ باشد، حاصل فروپاشی آن یک سیاهچاله خواهد بود؛ جرمی با نیروی جاذبه‌ی بسیار قوی که حتی نور هم قادر به فرار از آن نیست. اگر جرم ستاره‌ از حد مشخصی کمتر باشد، پس از فروپاشی به توپ متراکمی تبدیل می‌شود که کل ذره‌های آن از نوترون تشکیل شده‌اند. مواد تشکیل‌دهنده‌ی ستاره‌ی نوترونی به قدری متراکم هستند که وزن یک قاشق چایخوری روی آن‌ها به ده میلیون تن می‌رسد.

ستاره‌های نوترونی همچنین نیروی گرانشی بسیار بالایی دارند و به سمت یکدیگر کشیده می‌شوند. نیروی بین نوترون‌ها که نیروی قوی هسته‌ای هم نامیده می‌شود منجر به جداسازی ذرات می‌شود و نیروی گرانشی را خنثی می‌کند. طبق نظریه‌های فعلی، نیروی گرانشی در صورتی غالب خواهد شد که جرم ستاره‌ی نوترونی بیش از دو جرم خورشیدی باشد. زوج برخوردی جدید برخلاف برخوردهای منطبق فیزیکی که تاکنون دیده شده‌اند، نابرابر است؛ به طوری که جرم شیء بزرگتر ۹ برابر بیشتر از شیء کوچکتر است. در نتیجه بررسی جزئیات رویداد در سیگنال‌های موج گرانشی دشوار می‌شود.

مقاله‌های مرتبط:

از طرفی بررسی رویداد برخوردی جدید به دلیل فاصله‌ی زیاد از زمین (تقریبا ۸۰۰ میلیون سال نوری) کار دشواری است. این رویداد شش برابر دورتر از ادغام ستاره‌های نوترونی دودویی است که در اوت ۲۰۱۷ کشف شد. به دلیل چالش‌های فوق، دانشمندان برای رمزگشایی از شکاف جرمی کیهانی نیاز به بررسی تعداد بیشتری از رویدادهای مشابه دارند. کشف جزئیات دقیق درباره‌ی قلمروی مبهم بین ستاره‌ی نوترونی و سیاهچاله می‌تواند درک ما را از دنیای اطرافمان دگرگون کند.

دانشمندان با درک رویداد برخوردی جدید می‌توانند اطلاعات بیشتری را درباره‌ی ستاره‌های نوترونی بیاموزند. بررسی ستاره‌های نوترونی کار آسانی نیست و شبیه‌سازی آن‌ها روی زمین دشوار است؛ اما با پی بردن به خواص ماده می‌توان حداکثر اندازه‌ی یک ستاره‌ی نوترونی را تخمین زد. از سوی دیگر، درک شکاف جرمی دانشمندان را فراتر از این مشاهدات خواهد برد. ده‌ها سال است مدل‌های اخترفیزیکی به شکافی بین بزرگ‌ترین ستاره‌های نوترونی و کوچکترین سیاهچاله‌ها اشاره می‌کنند. در صورتی که این شکاف بسیار کوچکتر از مقدار فرضی باشد یا اصلا وجود نداشته باشد، باید در مدل‌های فیزیکی بازنگری کرد.

دسته‌ها
Uncategorized

اخترشناسان نخستین‌بار انفجار رادیویی سریع با الگویی منظم کشف کردند


انفجار سریع رادیویی یا FRB (مخفف Fast Radio Burst) نوعی پالس رادیویی با منشأ کیهانی است که بشر به‌تازگی به وجود آن پی برده و ماهیتش هنوز به‌درستی درک نشده است. FRBها که اولین‌بار در سال ۲۰۰۷ کشف شدند، می‌توانند تنها در چند میلی‌ثانیه انرژی بیشتری از آنچه منتشر کنند که خورشید در یک قرن تولید می‌کند.

دانشمندان مؤسسه‌ی تکنولوژی ماساچوست (MIT) توانسته‌اند اولین‌بار نوعی از این تابش الکترومغناطیسی را با الگوی منظم رصد کنند. منشأ این امواج که ۵۰۰ میلیون سال نوری با زمین فاصله دارد، چهار روز انفجارهای به‌ظاهر نامنظم تولید می‌کند و پس از دوازده روز خاموشی، دوباره چهار روز این روند تکرار می‌شود. الگوی یادشده در طول ۵۰۰ روز مطالعه‌ی دانشمندان پیوسته ادامه داشته است. این سیگنال‌های غیرطبیعی به‌کمک رادیوتلسکوپ کانادایی CHIME رصد شده‌اند.

معمای انفجارهای سریع رادیویی در سال ۲۰۱۶ با کشف اولین FRB تکرارشونده پیچیده‌تر شد. هنگامی‌که دانشمندان با پدیده‌ی کیهانی تکرارشونده‌ای مواجه می‌شوند، معمولا منشأ آن را به گردش اجرام ربط می‌دهند. برای مثال، پالسارها که امواج رادیویی از قطب‌های خود ساطع می‌کنند و به فانوس‌‌های کیهانی مشهورند، به‌دلیل گردش سریع ستاره‌های نوتورنی به دور خود به‌وجود می‌آیند. این در حالی است که الگوی منظم یا نامنظم انفجارهای سریع رادیویی را نمی‌توان به گردش نسبت داد.

دانگلی زی، اخترشناس دانشگاه تورنتو در‌این‌باره می‌گوید:

مقیاس زمانی این انفجارها خیلی شگفت‌انگیز است. پیش‌از‌این، تصور می‌شد منشأ این امواج چرخش ستاره‌های نوترونی باشد؛ بنابراین، پالس‌هایی با دوره‌ی تناوب ثانیه‌ای یا کمتر انتظار می‌رفت. تناوب هفته‌ای در تئوری‌های پیشین به‌ندرت پیش‌بینی شده بود.

اینکه چه چیزی باعث ایجاد این انفجارهای رادیویی سریع به‌صورت ریتمیک شده، هنوز مشخص نیست؛ اما دانشمندان امیدوار هستند مطالعه‌ی بیشتر این کشف جدید بتواند پرده از اسرار FRBها بردارد.

دسته‌ها
Uncategorized

ستاره‌شناسان موفق به کشف دسته‌ای جدید از انفجارهای عظیم کیهانی شدند


ستاره‌شناسان به‌تازگی انفجار فضایی غول‌آسایی را دسته‌بندی کرده‌اند که اولین‌بار در سال ۲۰۱۸ رصد شده بود. در ابتدا، تصور می‌شد سرچشمه‌ی این انفجار به زمین نزدیک‌تر باشد. به‌لطف دو کشف بعدی، انفجار یاد‌شده حالا به دسته‌ای کاملا جدید از انفجارهای غول‌آسای کیهانی تعلق دارد. انفجارهای انرژی بسیار سریع و قدرتمند هستند و با سرعت چشمگیری ماده را در سراسر فضا پخش می‌کنند. ستاره‌شناسان دسته‌ی جدید انفجارها را گذارهای نوری سریع آبی یا FBOT نامیده‌اند.

انفجاری به‌نام «گاو» (AT2018cow) که در سال ۲۰۱۸ کشف شد، در کهکشانی به فاصله‌ی ۲۰۰ میلیون سال نوری قرار دارد. این انفجار به‌دلیل درخشندگی استثنایی عجیب بود. از آن زمان، دو انفجار بزرگ‌تر از همان نوع کشف شدند و تعداد کل FBOTهای شناخته‌شده به عدد سه رسید.

دو FBOT جدید در داده‌های آرشیوی پژوهش‌های آسمان شب کشف و سپس با رصدهای دقیق‌تری همراه شدند. یکی از این انفجارها، ZTF18abvkwla یا کوآلا است که از داده‌های سال  ۲۰۱۸ مربوط به رصد کهکشانی در فاصله‌ی ۳/۴ میلیارد سال نوری شناسایی شد و دیگری CSS161010 است که در داده‌های سال ۲۰۱۶ و از کهکشانی در فاصله‌ی ۵۰۰ میلیون سال نوری به‌دست آمد. دو مقاله‌ی جدید کوالا و CSS161010 را توصیف کرده‌اند.

انفجار کیهانی

برای پی‌بردن به‌شدت تراکم انفجارهای فوق، این داده‌ها را درنظر بگیرید: انفجار گاو حداقل ده برابر قدرتمندتر از ابرنواختر معمولی بود و انفجارهای کوالا و CSS161010 به‌مراتب از انفجار گاو هم قدرتمند‌تر بودند؛ اما هر سه انفجار شباهت‌های زیادی با یکدیگر دارند. آنا هو، ستاره‌شناس کلتک و پژوهشگر این بررسی می‌گوید:

پس از خلاصه‌سازی داده‌ها احساس کردم خطایی مرتکب شدم. انفجار کوالا مشابه انفجار گاو بود؛ اما نشر رادیویی آن ده‌برابر درخشان‌تر بود و به انفجار اشعه‌ی گاما شباهت داشت.

انفجار CSS161010 حتی قوی‌تر از دو انفجار دیگر بود. با رصدهای دقیق‌تر در طول موج‌های اشعه‌ی ایکس، مشخص شد این انفجار مقادیر زیادی ماده‌ی ستاره‌ای را با ۵۵ درصد سرعت نور در فضا منتشر کرده است. دیآن کوپجانز، ستاره‌شناس دانشگاه شمال غربی و سرپرست پژوهش CSS161010، بیان می‌کند:

این یافته غیرمنتظره بود. می‌دانیم انفجارهای پرانرژی ستاره‌ای به‌ویژه انفجارهای اشعه‌ی گاما می‌توانند مواد را با سرعتی تقریبا برابر با سرعت نور منتشر کنند؛ اما این انفجار‌ها جرم بسیار کمی معادل یک‌میلیونیوم جرم خورشید را منتشر می‌کنند. این در حالی است که جرم منتشرشده در انفجار CSS161010 تقریبا ۱۰ درصد جرم خورشید بود که با سرعت نسبیتی منتشر شد. درنتیجه طبق شواهد، این انفجار در دسته‌ی جدیدی جای می‌گیرد.

هر سه انفجار شباهت‌هایی به یکدیگر دارند. ظاهر هر سه مانند انفجارهای ابرنواختر (سوپرنوا) است؛ اما به‌سرعت می‌درخشند و دوباره ناپدید می‌شوند (سریع‌تر از سوپرنوای معمولی). هر سه در‌مقایسه‌با سوپرنواهای دیگر به‌شدت داغ هستند و دلیل رنگ آبی آن‌ها هم همین است.

ازآنجاکه سه انفجار بسیار سریع اتفاق می‌افتند، به‌سختی می‌توان عامل آن‌ها را شناسایی کرد. در ژانویه‌ی ۲۰۱۹، ستاره‌شناسان انفجار گاو را با سناریوهای مشابه مقایسه کردند: سیاه‌چاله‌ای در حال بلعیدن کوتوله‌ای سفید یا نوع عجیبی از سوپرنوای هسته‌ای که به شکل‌گیری ستاره‌ی نوترونی یا سیاه‌چاله منجر می‌شود. هیچ‌کدام از دو سناریو یادشده به انفجارهای FBOT تعمیم‌دادنی نبودند؛ اما ستاره‌شناسان معتقدند هدف اصلی نوع بسیار خاصی از سوپرنوا است.

در سوپرنوا از نوع فروپاشی هسته انفجار به گسترش لایه‌ای از مواد ستاره‌ای و گاهی به ایجاد قرص برافزایشی چرخانی از مواد حول هسته‌ی فروپاشی‌شده منجر می‌شود که جت‌های نسبیتی شدیدی را از قطب‌ها منتشر می‌کند. این جت‌ها اشعه‌ی گاما منتشر می‌کنند و بدین‌ترتیب، انفجار اشعه‌ی گاما رخ می‌دهد.

مقاله‌های مرتبط:

انفجارهای FBOT براساس مدل ستاره‌شناسان قرص‌ها و جت‌هایی دارند؛ اما با ابری متراکم از مواد احاطه شده‌اند که در ابرنواخترهای معمولی وجود ندارند. چنین ابری را ممکن است همراهی دودویی ایجاد کرده باشد که ماده‌ی ستاره‌ی اصلی را از بین برده است. بااین‌حال، تولید ابر می‌تواند دلیل درخشندگی بسیار زیاد انفجار باشد. وقتی موج ضربه‌ای ناشی از ابرنواختر با ابر برخورد کند، جرقه‌ی سریع و درخشان و داغی را در طول موج‌های متعدد به‌وجود می‌آورد.

گام بعدی در پژوهش بررسی داده‌های بیشتر برای شناسایی تعداد بیشتری از انفجارهای درخشان خواهد بود که در گذشته نادیده گرفته شدند. ستاره‌شناسان با شناسایی این انفجارها می‌توانند به سناریو پشت‌پرده‌ی آن‌ها پی ببرند؛ اما نکته‌ی بسیار واضح این است: عامل انفجارها هرچه باشد بسیار شدید است. رافائلا مارگوت، ستاره‌شناس دانشگاه شمال‌غربی می‌گوید:

تصور می‌کردیم عامل سریع‌ترین انفجارهای طبیعت را می‌دانیم و فکر می‌کردیم تنها دو راه برای تولید آن‌ها وجود دارد: فروپاشی ستاره‌ای غول‌آسا ازطریق انفجار اشعه‌ی گاما یا ادغام دو ستاره‌ی نوترونی؛ اما در این پژوهش، به روش سومی برای این انفجارها دست یافتیم. حالا نیرویی شدید وجود دارد که می‌تواند این پدیده‌ی پرانرژی را تولید کند.