علماء الفلك يتتبعون أخيراً ألمع انفجار راديوي سريع إلى مصدره

وميض من الكون البعيد

الانفجارات الراديوية السريعة هي من بين أكثر الألغاز الفلكية جاذبية: نبضات تستمر لأجزاء من الألف من الثانية من موجات راديوية مكثفة قادمة من أعماق الفضاء، وتطلق طاقة أكثر في جزء من الثانية مما تطلقه الشمس في عدة أيام. منذ اكتشافها عام 2007، تم تسجيل مئات الانفجارات الراديوية السريعة، لكن أصولها ظلت لغزاً محيراً. الآن حقق علماء الفلك اختراقاً كبيراً، حيث تمكنوا من تتبع ألمع انفجار راديوي سريع تم اكتشافه على الإطلاق إلى مجرة المصدر.

الانفجار المعني، المعروف باسم FRB 20220912A في الفهرس الفلكي، تم اكتشافه في البداية من قبل تلسكوب CHIME الراديوي في كولومبيا البريطانية بكندا، بينما كان يمسح السماء الشمالية في مسح روتيني. كانت قوة إشارته استثنائية — تقريباً عشرة مرات أكثر طاقة من ألمع انفجار راديوي سريع آخر في السجل — وحفزت حملة فورية من المراقبات اللاحقة عبر تلسكوبات متعددة في جميع أنحاء العالم. قياس الموقع الدقيق، الذي تحقق من خلال تقنية التداخل الراديوي جداً الطويل، حدد الآن الانفجار إلى منطقة محددة داخل مجرة تبعد حوالي 3.6 مليارات سنة ضوئية عن الأرض.

ما تخبرنا به المجرة المضيفة

المجرة المضيفة هي مجرة ضخمة تتشكل النجوم فيها — نوع من البيئة حيث يتقدم التطور النجمي بسرعة، ينتج عنها أعداد كبيرة من النجوم الضخمة التي تنهي حياتها كمستعرات أعظمية ونجوم نيوترونية وثقوب سوداء بكتلة نجمية. يُعتقد أن هذا السكان من الأجسام المضغوطة مرتبطة بإنتاج الانفجارات الراديوية السريعة، وخصائص المجرة المضيفة تتوافق مع الملف الشخصي الذي توقعه النظريون ليكون أرضاً خصبة لهذه الأحداث.

الشرح النظري الرائد لمعظم الانفجارات الراديوية السريعة هو أنها تنتج عن نجوم النيوترون المغناطيسية القوية (magnetars) — وهي فئة خاصة من نجوم النيوترون ذات مجالات مغناطيسية قوية تريليونات المرات أقوى من مجال الأرض المغناطيسي. يمكن لنجوم النيوترون المغناطيسية القوية أن تخضع لزلازل نجمية أو أحداث إعادة توصيل مغناطيسية تطلق كميات ضخمة من الطاقة في أجزاء من الألف من الثانية. كان اكتشاف عام 2020 لانفجار راديوي سريع من نجم نيوترون مغناطيسي معروف داخل مجرتنا درب التبانة علامة فارقة في تأكيد هذه الفرضية.

تحديد موقع FRB 20220912A في مجرة ضخمة تتشكل النجوم فيها يتسق مع فرضية magnetar لكنه لا ينفي قاطعياً الشروح البديلة. اقترح بعض الباحثين أن الانفجارات الراديوية السريعة عالية الطاقة جداً يمكن أن تنشأ من تصادمات بين الأجسام المضغوطة — أحداث تحدث أيضاً بشكل تفضيلي في مناطق تشكيل النجوم النشطة.

الانفجارات الراديوية السريعة كأدوات كونية

بما يتجاوز اهتمامها الجوهري كظواهر فيزيائية فلكية غريبة، أصبحت الانفجارات الراديوية السريعة أدوات علمية قيمة. عندما تسافر إشارات راديوية عبر مليارات السنين الضوئية من الفضاء بين المجرات، يتم تشتيتها من قبل الإلكترونات في الوسيط بين المجرات المنتشر. بقياس هذا التشتت، يمكن لعلماء الفلك اختبار كثافة وتوزيع المادة بين مصدر الانفجار والأرض، وفي الأساس باستخدام الانفجارات الراديوية السريعة كمسابر مضاءة من الخلف للهيكل الكوني.

توفر الانفجارات الراديوية السريعة FRB 20220912A الساطعة جداً مسبار قوي بشكل غير عادي من هذا النوع. تسمح نسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية بقياسات مفصلة للوسيط بين المجرات على طول خط نظر معين، والذي بالاقتران مع مسافة المصدر المعروفة الآن، يمكن أن يقيد نماذج توزيع المادة عبر الكون على أكبر المقاييس.

الطريق إلى الفهم الكامل

على الرغم من التقدم، تبقى الفيزياء الأساسية لإنتاج الانفجارات الراديوية السريعة غير مفهومة بشكل كامل. لماذا تتكرر بعض الانفجارات الراديوية السريعة بينما يبدو أن البعض الآخر ينطلق مرة واحدة فقط؟ ما الذي يحدد النطاق الضخم من الطاقات المرصودة؟ ستكتشف أجهزة المراقب الراديوية من الجيل التالي، بما في ذلك Square Kilometre Array التي تعمل جزئياً في جنوب أفريقيا وأستراليا، الانفجارات الراديوية السريعة بتكرار أكبر بأوامر من الحجم من الأجهزة الحالية وتوفير تحديد موقع تحت الثانية القوسية تلقائياً. المجال الذي انتقل من صفر أمثلة معروفة إلى مئات في أقل من عقدين يستعد للتوسع الأسي آخر — ومعه، فهماً أعمق لبعض أعنف أحداث الكون.

هذا المقال مبني على تقارير من New Scientist. اقرأ المقال الأصلي.