رکوردشکنی! اخترشناسان انفجاری کیهانی قدرتمند را رصد کردند که ۲۷ روز به طول انجامید
ستاره‌شناسان انفجاری مرموز (GRB) را کشف کرده‌اند که به عنوان «هالک خارق‌العاده» در میان انفجارات کیهانی از همان نوع شناخته می‌شود.
آنچه این انفجار را متمایز می‌کند این است که موتور مرکزی تغذیه‌کننده آن حدود ۲۷ روز فعال باقی ماند و پس از انفجار اولیه، درخشش‌هایی در پرتوهای ایکس تولید کرد. این مقدار ۲۰ روز بیشتر از طولانی‌ترین انفجار گاما ثبت‌شده پیشین است.
این انفجار رکوردشکن که با نام GRB 220706A شناخته می‌شود و در ۶ ژوئیه ۲۰۲۲ رصد شد، از این جهت هیجان‌انگیزتر است که دانشمندان نمی‌دانند موتور مرکزی تغذیه‌کننده آن در واقع چیست.
بنجامین گومبرتز، عضو تیم مطالعه از دانشگاه بیرمنگام در انگلستان، گفت: به طور خلاصه، GRB 220706A یک درخشش بسیار دیرهنگام (طولانی مدت)در پرتوهای ایکس است. درخشش در پرتوهای ایکس پس از انفجارات گاما رایج است، اما همیشه در طول چند روز اول پس از رصد انفجار رخ می‌داد.
گومبرتز افزود:رصد ما از درخشش پس از حدود ۲۷ روز در چارچوب مرجع سکون منبع به ما می‌گوید که فرآیندی فعال و مستمر وجود دارد، و این امر در میان انفجارات شناخته‌شده بی‌سابقه است. اما رکورد پیشین برای درخشش دیرهنگام حدود شش روز پس از انفجار بود.
چه چیزی «هالک خارق‌العاده» را در میان انفجارات گاما تولید کرد؟
انفجارات گاما از قوی‌ترین انفجارات در کیهان هستند. آنها با فروپاشی یک ستاره بسیار پرجرم مرتبط شده‌اند، فروپاشی‌ای که همچنین یک ابرنواختر را آزاد می‌کند و یک سیاهچاله تشکیل می‌دهد. نتیجه این فرآیند یک انفجار گامای طولانی‌مدت است، در حالی که تصور می‌شود انفجارات گامای کوتاه هنگام برخورد بقایای ستاره‌ای به نام ستارگان نوترونی پدید می‌آیند.
GRB 220706A نمونه‌ای از انفجارات گامای فوق‌طولانی است، انفجارات نادری از پرتوهای گاما که در آنها موتور تغذیه‌کننده برای مدت طولانی‌تری فعال باقی می‌ماند. آنها بسیار نادرند و علتشان هنوز ناشناخته است.
گومبرتز گفت: ما نمی‌دانیم موتور مرکزی که این انفجار را هدایت می‌کند چیست، و این همان چیزی است که آن را به رویدادی بسیار جذاب تبدیل می‌کند. رصد ما از یک ابرنواختر به ما می‌گوید که ستاره‌ای فروپاشیده است، و این منبع انرژی معمول انفجارات گاما است، اما این امر به طور مستقیم درخشش بسیار دیرهنگام و روشنایی غیرمعمول ابرنواختر را توضیح نمی‌دهد. ما می‌توانیم این را تا حدی بر اساس رویدادهای پیشین تفسیر کنیم.
گومبرتز توضیح داد که انفجار گامای فوق‌طولانی دیگری که در سال ۲۰۱۱ رصد شد، یعنی GRB 111209A، با یک ابرنواختر به طور غیرمعمول بسیار درخشان (SN2011k) مرتبط بود و شواهد روشنی از وجود یک موتور مرکزی در پس آن وجود داشت. تیمی که آن پژوهش را انجام داد به این نتیجه رسید که GRB 111209A توسط یک مگنتار تغذیه می‌شود، یعنی یک ستاره نوترونی با میدان مغناطیسی به‌ویژه قوی. در این حالت، میدان مغناطیسی حدود ۱۰۰۰ بار در ثانیه می‌چرخد.
گومبرتز گفت: ابرنواختری که ما رصد کردیم بسیار شبیه به آن ابرنواختر است، بنابراین ممکن است اینجا نیز یک مگنتار وجود داشته باشد. این با ابرنواخترهای فوق‌درخشان که تصور می‌شود آنها نیز توسط مگنتارها هدایت می‌شوند، سازگاری خوبی دارد. احتمال دیگری نیز وجود دارد و آن این است که فوران‌کننده انفجار گاما و ابرنواختر با پوسته‌هایی از ماده متراکم برخورد کنند که در اواخر زندگی ستاره مادر، زمانی که ناپایدار شد و شروع به پرتاب لایه‌های بیرونی خود کرد، به بیرون پرتاب شده باشند. این نوع رویدادها در ابرنواخترهای فوق‌درخشان نیز مشاهده می‌شود.
این تیم به طور قطعی نمی‌داند که موتور مرکزی این انفجار گامای فوق‌طولانی چگونه با موتورهای دیگر انفجارات گاما تفاوت دارد و چرا این امر به ۲۷ روز درخشش منجر شده است.
گومبرتز گفت: یکی از احتمالات این است که ستاره بسیار بزرگ‌تر از ستارگانی باشد که معمولاً می‌بینیم انفجارات گاما تولید می‌کنند. ستاره بزرگ‌تر زمان بیشتری می‌برد تا روی خود فروپاشد، و در نتیجه منبع انرژی طولانی‌تری برای تغذیه فوران‌کننده فراهم می‌کند.
منابع انفجارات گاما ممکن است از دسته ستارگان پرجرم و متراکم معروف به ستارگان ولف-رایه باشند. قطر این ستارگان حدود ۱۰ برابر قطر خورشید و جرمشان حدود ۱۰ برابر جرم خورشید ماست. با این حال، حتی فروپاشی چنین ستاره‌ای نیز نمی‌تواند GRB 220706A را توضیح دهد.
گومبرتز گفت: برای تغذیه GRB 220706A، ما تخمین زدیم که به ستاره‌ای با شعاع نزدیک به ۱۰۰۰ برابر شعاع خورشید نیاز داریم، و این مستلزم دسته‌ای از ستارگان است که به ابرغول‌های آبی معروف‌اند. از سوی دیگر، ممکن است بقایا متفاوت باشند. اگر این ستاره یک مگنتار تولید کرده باشد، ممکن است انفجارات گامای عادی صرفاً فروپاشی‌هایی باشند که به سیاهچاله‌ها ختم می‌شوند.
تیم بر این باور است که پرسش بزرگ درباره انفجارات گاما از این نوع این است که آیا آنها به دسته عادی این انفجارات تعلق دارند یا نوع متفاوتی از رویدادها هستند. وجود این رویداد دوم، علاوه بر GRB 111209A، همراه با یک ابرنواختر به طور غیرمعمول بسیار درخشان، ممکن است ایده اینکه آنها از ستارگان متفاوتی نشأت می‌گیرند را تقویت کند. اما مشکل هنوز حل نشده است.
گومبرتز گفت: درخشش‌های بسیار دیرهنگام مدل‌های ما را برای توضیح اینکه چگونه فوران‌کننده‌ها تغذیه می‌شوند به چالش می‌کشند. هیجان‌انگیز خواهد بود که ببینیم کارهای نظری آینده چگونه خواهند توانست منبع انرژی ناشی از یک ستاره فروپاشیده را که می‌تواند یک ماه کامل ادامه یابد، در خود بگنجانند.
ممکن است در کیهان انفجارات گامای طولانی‌تری وجود داشته باشند که تاکنون موفق به رصد آنها نشده‌ایم. گومبرتز دلیل دشواری رصد آنها را توضیح داد.
او گفت: رصد انفجارات گاما با این طول دشوار است زیرا بیشتر ماهواره‌هایی که برای کشف آنها استفاده می‌کنیم در مدار پایین زمین می‌گردند، یعنی هدف تقریباً هر ۹۰ دقیقه به طور دوره‌ای مسدود می‌شود. این برای یک انفجار گامای معمولی با مدت زمان بین ۱۰ تا ۱۰۰ ثانیه مشکلی ایجاد نمی‌کند، اما هنگام ردیابی رویدادهای بسیار طولانی‌تر آزاردهنده می‌شود. همچنین به نظر می‌رسد که انفجارات گامای طولانی‌مدت در پرتوهای ایکس فعال‌تر از پرتوهای گاما هستند.
این پژوهشگر دانشگاه بیرمنگام افزود که مأموریت‌هایی که اخیراً پرتاب شده‌اند، مانند کاوشگر اینشتین (Einstein Probe) که به پرتوهای ایکس حساس‌تر از پرتوهای گاما است، ممکن است ابزارهای ایده‌آل برای کشف انفجارات گامای فوق‌طولانی بیشتر باشند.
گومبرتز در پایان گفت: با کمی شانس، رویدادهای بیشتری از این دست برای پیگیری به دست خواهیم آورد تا شروع به تلاش برای درک منابع انرژی شگفت‌انگیزی کنیم که آنها را هدایت می‌کند.
------------------------------
منبع: http://space.com