وميض من الكون البعيد
تعتبر الفرقعات الراديوية السريعة من أكثر الألغاز المذهلة في علم الفلك: نبضات موجات راديوية مكثفة تستمر لأجزاء من الثانية وتصل من الفضاء السحيق، وتطلق طاقة أكثر في جزء من الثانية مما ينبثق من الشمس في أيام. منذ اكتشافها في 2007، تم تصنيف مئات الفرقعات الراديوية السريعة، إلا أن أصولها ظلت لغزاً محيراً. الآن حقق الفلكيون اختراقاً هاماً، بتتبع أقوى فرقعة راديو سريعة تم اكتشافها على الإطلاق إلى مجرتها الأصلية.
الفرقعة المعنية، المصنفة باسم FRB 20220912A في الكتالوج الفلكي، تم اكتشافها في البداية بواسطة تلسكوب CHIME الراديوي في كولومبيا البريطانية، كندا، بينما كان يمسح السماء الشمالية في مسح روتيني. كانت قوة إشارتها استثنائية — أقوى بحوالي عشرة مرات من أقوى FRB آخر مسجل — وحفزت حملة متابعة فورية للملاحظات عبر تلسكوبات متعددة في جميع أنحاء العالم. قد حددت القياس الدقيق للموقع، الذي تم إنجازه من خلال التداخل بخط الأساس الطويل جداً، الفرقعة الآن في منطقة محددة داخل مجرة تبعد حوالي 3.6 مليار سنة ضوئية عن الأرض.
ما تخبرنا به المجرة المضيفة
المجرة المضيفة هي مجرة ضخمة تشكل النجوم — ذلك النوع من البيئة حيث يحدث التطور النجمي بسرعة، محدثاً أعداداً كبيرة من النجوم الضخمة التي تنهي حياتها كمستعرات أعظم ونجوم نيوترونية وثقوب سوداء بكتلة نجمية. يُعتقد أن هذه المجموعة من الأجسام المدمجة ترتبط بإنتاج FRB، وتتناسب خصائص المجرة المضيفة مع الملف الشخصي الذي توقع الفلكيون أنه سيكون الأرض الخصبة لهذه الأحداث.
التفسير النظري الرئيسي لمعظم الفرقعات الراديوية السريعة هو أنها تُنتج بواسطة magnetars — فئة خاصة من نجم نيوتروني له مجالات مغناطيسية أقوى بتريليونات المرات من مجال الأرض. يمكن لـ magnetars أن تخضع لهزات نجمية أو أحداث إعادة اتصال مغناطيسية تحرر كميات ضخمة من الطاقة في أجزاء من الثانية. كان اكتشاف 2020 لفرقعة راديو سريعة من magnetar معروف داخل درب التبانة تأكيداً تاريخياً لهذه الفرضية.
تحديد موقع FRB 20220912A في مجرة ضخمة تشكل النجوم متسق مع فرضية magnetar لكنه لا ينفي بشكل قاطع التفسيرات البديلة. اقترح بعض الباحثين أن FRBs عالية الطاقة قد تنشأ من التصادمات بين الأجسام المدمجة — أحداث تحدث أيضاً بشكل تفضيلي في مناطق تشكل النجوم النشطة.
الفرقعات الراديوية السريعة كأدوات كونية
بعيداً عن اهتمامها الجوهري كظاهرة فيزيائية فلكية غريبة، أصبحت الفرقعات الراديوية السريعة أدوات علمية قيّمة. عندما تسافر الإشارات الراديوية عبر مليارات السنوات الضوئية من الفضاء بين المجري، يتم تشتيتها بواسطة الإلكترونات في الوسط بين المجري الموزع. بقياس هذا التشتت، يمكن للفلكيين أن يتحققوا من كثافة وتوزيع المادة بين مصدر الفرقعة والأرض، باستخدام FRBs بشكل أساسي كمسابر مضاءة بالخلف للهيكل الكوني.
يوفر FRB 20220912A الساطع بشكل استثنائي مسبار قوياً بشكل غير عادي من هذا النوع. تسمح نسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية بقياسات تفصيلية للوسط بين المجري على طول خط نظر محدد الذي، مقترناً بمسافة المصدر المعروفة الآن، يمكن أن يقيد نماذج لكيفية توزيع المادة عبر الكون على أكبر المقاييس.
الطريق نحو الفهم الكامل
بالرغم من التقدم، فإن الفيزياء الأساسية لإنتاج FRB لا تزال غير مفهومة بشكل كامل. لماذا يكرر بعض FRBs والآخر يبدو أنه ينطلق مرة واحدة فقط؟ ما الذي يحدد النطاق الهائل من الطاقات المرصودة؟ سوف تكتشف محطات الراديو من الجيل القادم، بما فيها Square Kilometre Array الذي يعمل جزئياً في جنوب أفريقيا وأستراليا، FRBs بمعدل أكبر بأوامر من حيث الحجم من الأدوات الحالية وتوفير تحديدات موقع sub-arcsecond تلقائياً. المجال الذي انتقل من أمثلة معروفة صفر إلى مئات في أقل من عقدين معد لتوسع أسي آخر — وبذلك، فهم أعمق لبعض من أكثر الأحداث عنفاً في الكون.
يستند هذا المقال إلى تقارير New Scientist. اقرأ المقالة الأصلية.
