اكتشف علماء الفلك احتمالية إبادة المادة والمادة المضادة في انفجار فضائي عملاق
حدد فريق من الباحثين الذين قاموا بفحص ألمع انفجار لأشعة جاما منذ 10000 عام على الأقل، خط انبعاث فريد من نوعه يعتقد أنه يمكن أن يكشف عن بعض الفيزياء المتطرفة في قلب الانفجار.
بحث الفريق، الذي نشر هذا الأسبوع في علوم، يستجوب خط الانبعاث الذي ظهر بعد حوالي 280 ثانية من بدء انفجار أشعة جاما.
وقالت ماريا إدفيج رافاسيو، الباحثة في جامعة رادبود في هولندا والمؤلفة الرئيسية للبحث، في بيان لوكالة ناسا: “عندما رأيت هذه الإشارة لأول مرة، أصابتني بالقشعريرة”. “يُظهر تحليلنا منذ ذلك الحين أنه أول خط انبعاث عالي الثقة على الإطلاق خلال 50 عامًا من دراسة انفجارات أشعة جاما.”
ما هو انفجار أشعة جاما هذا؟
كان انفجار أشعة جاما انفجارًا فضائيًا ضخمًا بشكل خاص، ويُعتقد أنه نتج عن الموت اللامع لنجم بعيد. اسمه الكامل هو GRB 221009A، لكنه معروف أكثر باسم القارب، أو الأكثر سطوعًا على الإطلاق. هذا ليس صحيحًا حرفيًا، لكنه بالتأكيد ألمع ما تم تسجيله على الإطلاق.
يحتوي الانفجار على كنز من المعلومات حول انهيار النجم، وقد تم تسليمه ببراعة لدرجة أن الأشعة السينية وأشعة جاما طغت مؤقتًا على معظم المراصد الفضائية. ولكن بعد مرور عامين تقريبًا على هذا الحدث، لا يزال الباحثون يتعلمون معلومات جديدة حول القارب.
“في حين أن بعض الدراسات السابقة قد أبلغت عن أدلة محتملة على ميزات الامتصاص والانبعاث في انفجارات أشعة غاما الأخرى، فقد كشف التدقيق اللاحق أن كل هذه يمكن أن تكون مجرد تقلبات إحصائية. وقال أوم شاران سلفيا، الباحث في مرصد INAF-Brera والمؤلف المشارك للورقة البحثية، في نفس الإصدار: “ما نراه في القارب مختلف”. “لقد قررنا أن احتمالات أن تكون هذه الميزة مجرد تقلبات في الضوضاء أقل من فرصة واحدة في نصف مليار.”
تاريخ موجز للقارب
تم رصد القارب لأول مرة بواسطة تلسكوب Gemini South التابع لمؤسسة العلوم الوطنية في أكتوبر 2022. وقرر الباحثون أن الحدث وقع على بعد حوالي 2.4 مليار سنة ضوئية، وسرعان ما طغت تألق تلسكوبات الأشعة السينية وأشعة جاما الفضائية على القارب. حدث.
تم تأكيد هذا الحدث باسم القارب في مارس 2023. الانفجار ليس في الواقع الأكثر سطوعًا على الإطلاق، ولكن “من المحتمل أن يكون ألمع انفجار في طاقات الأشعة السينية وأشعة جاما يحدث منذ بداية الحضارة الإنسانية”، كما قال أحد علماء الفيزياء الفلكية. تم تحديد القارب ليكون حدثًا يحدث مرة واحدة كل 10000 عام. نشر فريق بحث ملاحظاته بالأشعة السينية للانفجار رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
في شهر يونيو من ذلك العام، قام فريق آخر بتحليل هيكل طائرة أشعة جاما الخاصة بالقارب. يعتقد علماء الفلك أن بنية الانفجار يمكن أن توفر مخططًا لفهم انفجارات أشعة جاما الناتجة عن انفجارات الطاقة الأخرى الصادرة عن النجوم المنهارة.
نشر الباحثون تحليلًا أكثر اكتمالًا لإنتاج طاقة أشعة جاما للقارب في نوفمبر 2023. ووجد هذا العمل أن النجم الذي يحمل القارب كان أثقل بـ 20 مرة من الشمس، واستمر الاحتراق مئات الثواني. وفي النهاية، حدد الفريق ما يزيد عن 140 من أشعة جاما في الحدث والتي تجاوزت 3 تيرا إلكترون فولت. وقال أحد الباحثين لموقع Gizmodo إن هذا الاكتشاف “يتحدى النموذج القياسي للتوهجات اللاحقة لـ GRB”.
ما لم يجد الباحثون؟
واستمر خط الانبعاث الذي رصده الفريق لمدة 40 ثانية تقريبًا، مع طاقة ذروة تبلغ حوالي 12 مليون إلكترون فولت. ويعتقد فريق البحث أن سبب ذلك هو الاصطدامات بين الإلكترونات والبوزيترونات، نظيرتها من المادة المضادة.
قال المؤلف المشارك في الدراسة جور أوغانيسيان، الباحث في معهد غران ساسو للعلوم ومختبر غران ساسو الوطني، في نفس الإصدار: “عندما يصطدم الإلكترون والبوزيترون، فإنهما يفنيان”. “لأننا ننظر إلى التدفق، حيث تتحرك المادة بسرعة قريبة من سرعة الضوء، يصبح هذا الانبعاث منزاحًا إلى اللون الأزرق بشكل كبير ويندفع نحو طاقات أعلى بكثير.”
وفقًا لمقال وكالة ناسا، من أجل الحصول على ذروة الطاقة التي لاحظها الفريق، يجب أن تكون أزواج الإلكترون والبوزيترون تسير نحونا بسرعة 99.9٪ من سرعة الضوء. لقد كانت القوة الانفجارية الشديدة للقارب معروفة جيدًا بالفعل، لكن البحث الجديد يضع هذه الديناميكية في منظورها الصحيح.
ماذا الآن للقارب؟
ولا يزال العلماء يبحثون في الآثار المتفجرة التي خلفها انفجار 2022. في شهر إبريل من هذا العام، استخدم فريق تلسكوب ويب الفضائي لدراسة أصل الانفجار ووجد أنه ناجم عن مستعر أعظم: موت نجم لامع ومتفجر. ولم ير الفريق أي علامات على وجود عناصر ثقيلة من القارب، مما يترك أصول تلك العناصر في الكون سؤالًا مفتوحًا.
مزيد من الدراسة لتداعيات القارب والمراقبة المستمرة لمصادر أشعة غاما الأخرى يمكن أن تلقي الضوء على هذه الأحداث، وهي من أكثر الأحداث كثافة في عالمنا.
