تلسکوپ جیمز وب راز دورترین انفجار رادیویی سریع را فاش کرد

گروه علمی و فناوری برنا/ اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب کهکشانی را شناسایی کرده‌اند که دورترین انفجار رادیویی سریع (Fast Radio Burst) مشاهده‌شده تاکنون از آن سرچشمه گرفته است. این کشف که با بررسی انفجاری ثبت‌شده در سال ۲۰۲۴ انجام شده می‌تواند سرنخ‌های تازه‌ای درباره منشا این پدیده‌های پرانرژی و سازوکار شکل‌گیری آنها در جهان اولیه ارائه دهد.

انفجار‌های رادیویی سریع امواج رادیویی بسیار کوتاه‌مدتی هستند که از اعماق فضا به زمین می‌رسند. این پدیده‌ها تنها کسری از ثانیه دوام دارند، اما می‌توانند انرژی‌ای معادل انرژی تابش‌شده از سوی خورشید طی سه روز آزاد کنند. نخستین نمونه از این انفجار‌ها در سال ۲۰۰۷ شناسایی شد، اما با وجود گذشت نزدیک به دو دهه منشا دقیق و سازوکار شکل‌گیری آنها همچنان به‌طور کامل مشخص نشده است.

در سال ۲۰۲۴ دانشمندان با کمک آرایه تلسکوپ‌های زمینی میرکت (MeerKAT) موفق شدند دورترین انفجار رادیویی سریع مشاهده‌شده تا آن زمان را ثبت کنند. اکنون اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب توانسته‌اند کهکشان مرتبط با این انفجار را شناسایی کنند، یافته‌ای که ممکن است به روشن‌شدن یکی از پرسش‌های مهم اخترفیزیک درباره منشا این پدیده‌ها کمک کند.

شناسایی کهکشانی متعلق به جهان اولیه

بر اساس یافته‌های جدید ابزار‌های فروسرخ نزدیک تلسکوپ جیمز وب کهکشانی را در موقعیتی شناسایی کردند که با محل احتمالی سرچشمه انفجار رادیویی سریع ثبت‌شده در سال ۲۰۲۴ مطابقت دارد.

اخترشناسان با اندازه‌گیری میزان کشیدگی طول موج نور این کهکشان که ناشی از انبساط جهان است دریافتند که انفجار مورد بررسی حدود سه میلیارد سال پس از مهبانگ (بیگ‌بنگ) رخ داده است، بنابراین این انفجار در دوره‌ای از تاریخ جهان شکل گرفته که نرخ تشکیل ستاره‌ها به اوج خود رسیده بود.

یکی دیگر از یافته‌های مهم این بررسی اندازه غیرمنتظره کهکشان منشا این انفجار است. این کهکشان حدود هزار برابر کوچک‌تر از اندازه‌ای است که دانشمندان انتظار داشتند برای چنین رویدادی مشاهده کنند.

انفجار‌های رادیویی سریع پیشین که منشأ کهکشانی آنها شناسایی شده بود میلیارد‌ها سال دیرتر رخ داده بودند و با کهکشان‌های بزرگ و فعال در زمینه تشکیل ستاره ارتباط داشتند. در مقابل شناسایی یک انفجار در کهکشانی بسیار کوچک‌تر و متعلق به دوره‌ای قدیمی‌تر از تاریخ جهان می‌تواند درک دانشمندان از شرایط لازم برای شکل‌گیری این پدیده‌ها را تغییر دهد.

دو نظریه درباره منشا انفجار‌های رادیویی سریع

دانشمندان تاکنون چند فرضیه برای توضیح منشا انفجار‌های رادیویی سریع مطرح کرده‌اند که دو مورد از مهم‌ترین آنها به برخورد ستاره‌های نوترونی و انفجار ستاره‌های پرجرم مربوط می‌شود.

بر اساس یکی از نظریه‌ها این انفجار‌ها هنگام ادغام دو ستاره نوترونی ایجاد می‌شوند. ستاره‌های نوترونی هسته‌های بسیار چگالی هستند که پس از فروپاشی ستاره‌های پرجرم باقی می‌مانند. این اجرام در شرایطی که دو ستاره نوترونی به یکدیگر نزدیک می‌شوند و در نهایت با هم برخورد می‌کنند می‌توانند رویداد‌های پرانرژی ایجاد کنند.

با این حال شکل‌گیری چنین برخوردی ممکن است میلیارد‌ها سال زمان ببرد. ازاین‌رو اگر انفجار‌های رادیویی سریع حاصل ادغام دو ستاره نوترونی باشند، انتظار می‌رود این رویداد‌ها بیشتر در کهکشان‌های قدیمی‌تر مشاهده شوند، کهکشان‌هایی که زمان کافی برای شکل‌گیری، تحول و ادغام این اجرام در اختیار داشته‌اند.

نظریه دیگر بر نقش ستاره‌های پرجرم و انفجار‌های ابرنواختری تمرکز دارد. بر اساس این فرضیه برخی انفجار‌های رادیویی سریع ممکن است در پی انفجار یک ستاره پرجرم در قالب ابرنواختر شکل بگیرند. این رویداد می‌تواند به باقی‌ماندن نوع خاصی از ستاره نوترونی به نام مگنتار (Magnetar) منجر شود.

مگنتار‌ها دسته‌ای نادر از ستاره‌های نوترونی هستند که میدان‌های مغناطیسی فوق‌العاده قدرتمندی دارند. این میدان‌های مغناطیسی می‌توانند در شکل‌گیری پدیده‌های پرانرژی نقش داشته باشند و یکی از سازوکار‌های احتمالی تولید انفجار‌های رادیویی سریع به شمار می‌روند.

یافته جدید از نظریه انفجار ستاره‌ای حمایت می‌کند

مانیشا کالب پژوهشگر دانشگاه سیدنی استرالیا و نویسنده اصلی مطالعه منتشرشده در مجله علمی Science با اشاره به نتایج این پژوهش گفت که احتمال تولید این انفجار رادیویی سریع از طریق ادغام دو ستاره نوترونی بسیار کم است.

او توضیح داد: کار ما نشان می‌دهد که بسیار بعید است این انفجار رادیویی سریع در اثر ادغام دو ستاره نوترونی تولید شده باشد.

این نتیجه به این معناست که انفجار مورد بررسی احتمالاً منشا دیگری داشته و با توجه به شواهد به‌دست‌آمده سناریوی انفجار یک ستاره پرجرم در قالب ابرنواختر و شکل‌گیری یک مگنتار می‌تواند توضیح محتمل‌تری برای آن باشد.

به این ترتیب یافته‌های جدید از این فرضیه حمایت می‌کنند که دست‌کم برخی انفجار‌های رادیویی سریع ممکن است از فرایند‌های مرتبط با انفجار ستاره‌ها سرچشمه بگیرند نه صرفا از برخورد و ادغام ستاره‌های نوترونی.

شناسایی کهکشان منشأ این انفجار با استفاده از تلسکوپ جیمز وب علاوه بر تعیین محل احتمالی وقوع رویداد اطلاعات مهمی درباره محیط کیهانی آن نیز در اختیار دانشمندان قرار داده است. بررسی انفجار‌های رادیویی سریع در کهکشان‌هایی با اندازه‌ها و سنین متفاوت می‌تواند به اخترشناسان کمک کند تا مشخص کنند چه نوع ستاره‌هایی و چه شرایطی برای تولید این پدیده‌های کوتاه‌مدت اما بسیار پرانرژی ضروری هستند.

با وجود این تعیین منشأ قطعی انفجار‌های رادیویی سریع همچنان به بررسی نمونه‌های بیشتری از این رویداد‌ها نیاز دارد. یافته‌های تازه نشان می‌دهد که مطالعه کهکشان‌های میزبان با استفاده از ابزار‌های پیشرفته‌ای مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌تواند نقش مهمی در تفکیک نظریه‌های رقیب و شناخت بهتر این پدیده‌های مرموز کیهانی ایفا کند.

منبع: انگجت

انتهای پیام/