لقد عرفنا أخيرًا القوة الحقيقية لألمع انفجارات أشعة جاما

تم اكتشاف أن انفجار أشعة جاما، الذي يطلق عليه اسم “القارب” (الألمع على الإطلاق)، يصدر أشعة جاما ذات طاقات تصل إلى 13 تيرا إلكترون فولت، كما كشف ذلك تعاون العلماء الذين درسوا هذه الانبعاثات.

إن انفجارات أشعة جاما هي ألمع الانفجارات التي يمكن أن يقدمها الكون، إلى جانب الانفجار الكبير، وهو الانفجار الذي حدث منذ 13.77 مليار سنة الذي يمثل بداية الوقت. تم اكتشاف القارب في صباح يوم 9 أكتوبر 2022، بواسطة تلسكوب جيميني ساوث في تشيلي، الذي يديره NOIRLab التابع لمؤسسة العلوم الوطنية. اسمها الرسمي هو GRB 221009A. لقد حدث على بعد 2.4 مليار سنة ضوئية من الأرض وكان طويل الأمد بشكل استثنائي، وكان أكثر سطوعًا بـ 70 مرة من أي انفجار لأشعة غاما تم تسجيله سابقًا.

كان سطوع القارب الفائق تم تأكيده في مارس; على الرغم من أنه من غير المحتمل أن يكون في الواقع هو الأكثر سطوعًا على الإطلاق، إلا أن أحد الباحثين ذكر في ذلك الوقت أنه “من المحتمل أن يحدث ألمع انفجار في طاقات الأشعة السينية وأشعة جاما منذ بداية الحضارة الإنسانية”. حدث يحدث مرة كل 10000 عام، وهو جاهز للمراقبة العلمية.

الآن، تعاون لاسو (اختصار لمرصد الدش الهوائي الكبير على ارتفاعات عالية) يُبلغ عن أشعة غاما عالية الطاقة للغاية من القارب. النجم الذي تحمل انفجار أشعة جاما كان أكثر من 20 مرة أثقل من الشمس، واستمر الانفجار مئات الثواني. في ورقة نشرت اليوم في تقدم العلوموصف التعاون ما يزيد عن 140 من أشعة جاما ذات طاقات تتجاوز 3 تيرا إلكترون فولت، في فترة تتراوح بين 3.5 دقيقة و15 دقيقة بعد بدء الحدث. تم اكتشاف أشعة جاما بواسطة كاشف LHAASO-KM2A في سيتشوان، الصين.

في النموذج القياسي لانفجارات أشعة جاما، “ينشأ إشعاع الشفق من اصطدام المقذوفات سريعة الحركة بالغاز المحيط، مما يولد صدمات عالية السرعة تعمل على تسريع الإلكترونات إلى طاقات عالية جدًا”، كما قال المؤلف الرئيسي سونغشان تشين، وهو فيزيائي. في معهد فيزياء الطاقة العالية بالأكاديمية الصينية للعلوم ومركز تيانفو لأبحاث الأشعة الكونية، في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى جيزمودو. وتتصادم هذه الإلكترونات أيضًا مع الفوتونات المحيطة لإنتاج إشعاع أشعة جاما عالي الطاقة.

وأضاف تشين: “من الناحية النظرية، كلما ارتفعت طاقة هذه الفوتونات، كلما زادت سرعة اضمحلال شدة الإشعاع”. “ومع ذلك، كشف القياس الدقيق الذي أجراه LHAASO لطيف الإشعاع عالي الطاقة في هذه الحالة أن إشعاع GRB يمتد حتى 13 تيرا إلكترون فولت، ولا تظهر عليه أي علامات اضمحلال. لذلك، فإن هذا الطيف يتحدى النموذج القياسي لتوهجات GRB، مما يشير إلى أن الفوتونات التي تبلغ حوالي 10 تيرا إلكترون فولت في توهجات GRB قد يتم إنتاجها بواسطة عمليات تسريع جسيمات أكثر تعقيدًا أو آليات إشعاع جديدة.

ومن المرجح أن يكشف المزيد من التدقيق في القارب عن المزيد من التفاصيل حول أصوله وتأثيراته على الكون المحيط، وحتى تأثيراته على كوكبنا. وفقا لورقة منفصلة نشرت بالأمس في مجلة Nature Communications، ربما تسبب القارب أيضًا في حدوث اضطرابات عالية في الغلاف الأيوني للأرض، وهو الشيء الذي يمكن أن يؤدي بشكل فعال إلى استنفاد طبقة الأوزون للكوكب لفترة قصيرة من الزمن.

وأضاف تشين أنه تم الانتهاء من LHAASO في عام 2021، ومن المتوقع أن يعمل لمدة 20 عامًا أخرى، لذلك سيكون هناك الكثير من التحليلات لانفجارات أشعة جاما المستقبلية في المستقبل. ولكن لا شيء قد يكون ساطعًا مثل القارب المضيء.

أكثر: “المنارات” الكونية التي تشع أشعة جاما يمكن أن تكشف عن موجات الجاذبية في كل مكان حولنا