تتبع علماء الفلك موجات الراديو الغامضة إلى مصدر في مجرتنا

من المحتمل أن يأتي ألمع ومضات الراديو في السماء من أقوى مغناطيسات الكون.

ساعدت التجربة الكندية لرسم خرائط كثافة الهيدروجين (CHIME) ، المصورة هنا ، في تحديد الإشارات الغامضة. Andre Renard / CHIME Collaboration

________________________________________________________________________________________________

منذ حوالي عقد من الزمان ، حيرت الومضات الغامضة من الفضاء السحيق علماء الفلك الراديوي. تدوم انفجارات موجات الراديو لبضعة آلاف من الثانية ، ويبدو أنها تتألق من المجرات التي تبعد مليارات السنين الضوئية - بعيدًا جدًا عن إلقاء نظرة فاحصة على ما يصنعها. اكتشف الباحثون حوالي 120 من هذه "الانفجارات الراديوية السريعة" حتى الآن ، وتوصلوا إلى ما يقرب من نصف عدد التفسيرات. طرح المنظرون أفكارًا عائمة بما في ذلك انهيار النجوم الغريبة ، وتصادم النجوم النيوترونية في الثقوب السوداء ، وحتى الحضارات الغريبة التي تدفع المركبات الفضائية حول حزم الطاقة.

الآن ، قد يكون لديهم أخيرًا إجابة.

في أبريل ، اكتشف الباحثون وميضًا لاسلكيًا مشابهًا هنا في مجرة ​​درب التبانة ، بالقرب من المجرة. التقطت مجموعة من التلسكوبات نبضًا عنيفًا من موجات الراديو مصحوبة بدفعات من الأشعة السينية الأكثر نشاطًا تأتي جميعها من نفس المكان: نجم مغنطيسي شديد الانهيار يُعرف باسم النجم المغناطيسي. الحدث ، الذي تم وصفه في سلسلة من الأوراق البحثية التي نُشرت اليوم في مجلة Nature ، يربط لأول مرة بين الانفجارات الراديوية الغامضة مع عضو معروف في واحدة من أكثر فئات الكائنات تطرفًا في الكون.

يقول بينج زانج ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة نيفادا ، لاس فيجاس ، ومؤلف ورقة بحثية تستعرض المصادر المحتملة للانفجار الراديوي السريع (FRB): "قبل هذا الحدث ، كنا نخمن ونخمن ونخمن". "هذا في الواقع يخبرنا من أين أتت."

انطلقت الرسالة التي سمعناها حول عالم علم الفلك الراديوي هذا العام في صباح يوم 28 أبريل ، عندما التقطت التجربة الكندية لرسم خرائط كثافة الهيدروجين (CHIME) - وهو تلسكوب راديوي قاد البحث الأخير عن FRBs - إشارة ضوئية هائلة قادمة من جسم كثيف معروف بأنه يقذف الأشعة السينية. لم تصل إلى سطوع FRB تمامًا ، لكنها بدت نشطة بما يكفي لتستحق نظرة ثانية. أطلق فريق CHIME إشعارًا يُعرف باسم "برقية الفلكي" لإبلاغ المجتمع.

استمعت العديد من الفرق إلى مكالمة CHIME ، لكن فريقًا واحدًا فقط لديه آلة مصممة خصيصًا للرد عليها. يقود كريس بوشينك ، طالب دراسات عليا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، عملية بحث مخصصة عن انفجارات الراديو القريبة المعروفة باسم مسح انبعاث الراديو الفلكي العابر 2 (STARE2). قام Bochenek وفريقه بإعداد STARE2 كشيء من تسديدة بعيدة. من ناحية ، جاءت شبكة الكواشف الثلاثة رخيصة نسبيًا بحوالي 15000 دولار لكل كاشف (المرافق الأكثر حساسية تدير عشرات الملايين من الدولارات). لست بحاجة إلى التحديق عندما تبحث عن وميض شديد العمى. لكن من ناحية أخرى ، توقعوا أن ينتظروا فترة طويلة.

"إن فكرة حدوث FRB في مجرتنا هي فكرة جامحة" ، كما يقول. "إذا أخذت الأسعار بالقيمة الاسمية ، فستتوقع واحدة كل 50 عامًا أو نحو ذلك."

جاء الاكتشاف قبل ذلك بكثير. دفعت برقية CHIME الصباحية من Bochenek للبحث في بياناته اليومية ، ووجد على الفور أن STARE2 قد سجل فلاشًا في نفس المكان في نفس الوقت. وكان اكتشاف STARE2 أكثر سطوعًا 1000 مرة مما أبلغ عنه CHIME (الذي التقط النبض في الرؤية المحيطية) في البداية. هذه الطاقة الهائلة بالكاد تؤهل الفلاش باعتباره أول FRB مقبول من درب التبانة.

يقول بوشينك: "في تلك المرحلة تجمدت للتو". "هذه هي. هذا ما بنينا هذا الكاشف من أجله ".

استمرت المجموعات الأخرى حول العالم في إضافة تفاصيل جديدة إلى الصورة. في حين أن CHIME و STARE2 فقط التقطت انفجار الراديو ، التقط التلسكوب الراديوي الكروي الكروي ذو الفتحة الخمسمائة متر في الصين (FAST) العشرات من توهجات الأشعة السينية وأشعة غاما اللاحقة من نفس المكان. كان المصدر واضحًا: نوع من النجوم الميتة يُعرف بالنجم المغناطيسي ، على بعد 30000 سنة ضوئية تقريبًا - بشكل أساسي على عتبة بابنا.

إذا كنت بحاجة إلى إطلاق قدر هائل من الطاقة في فترة وجيزة من الوقت ، فستتعرض لضغوط شديدة للعثور على جسم أفضل من النجم المغناطيسي. إنها عبارة عن حشود على النجوم النيوترونية - يمكن أن تتخذ المادة الأكثر كثافة قبل الاستسلام وتشكيل ثقب أسود. كما أنها تفتخر ببعض أقوى المجالات المغناطيسية في الكون المعروف ، وهي أقوى بمليار مرة تقريبًا مما يمكن أن يصنعه مهندسو المغناطيس الأقوى.

عندما تضع كتلة من كتلة الشمس في مغناطيس بحجم مدينة ، فإن أي تغييرات لها عواقب وخيمة. تحتوي الكواكب المغناطيسية ، مثل الأرض ، على قشرة قد تتمزق وتشبك. وعندما تكسر الزلازل القشرة ، قد يعاني المجال المغناطيسي من اضطرابات عنيفة مماثلة. يمكن للحقل المغناطيسي الذي تمزقه وإصلاحه أن يرسل موجات الراديو مباشرة ، أو يمكن لقشرة متفجرة أن تطلق ثورات من الجسيمات التناظرية إلى التوهجات الشمسية ، والتي يمكن أن تسبب بدورها FRBs.

لا يثبت أحد الاكتشافات أن جميع FRBs تأتي من نجوم مغناطيسية ، وهناك الكثير من أنماط FRB الغريبة التي تبدو معقدة للغاية بحيث لا تأتي من نجم نيوتروني واحد. لكن انفجار 28 أبريل يؤكد أن الأشياء يمكن أن تفسر بعض ، إن لم يكن معظم ، FRBs. "لدينا ما يكفي من المغناطيسات في الكون. انفجروا بانتظام. يمكنهم صنع ما يكفي من FRBs لتغطية كل شيء ، "يقول تشانغ.

الإعلانات

منذ نيسان (أبريل) ، أطلق هذا الحي اللطيف (وهو واحد من حوالي 30 في مجرة ​​درب التبانة) موجات الراديو حوالي عشر مرات أخرى. لم يكن هناك انفجار قوي مثل حدث 28 أبريل - والذي كان بدوره أضعف بحوالي 30 مرة من أضعف FRB معروف من مجرة ​​أخرى - ولكن الانفجارات مجتمعة تمتد على نطاق واسع من الطاقات. يشير هذا التنوع إلى أن FRBs الساطعة يمكن أن تمثل فقط الطرف الأكثر وضوحًا لجبل جليدي للنشاط المغناطيسي الخفي في المجرات الأخرى.

تقول كيلي جوردجي ، عالمة الفلك الراديوي بجامعة أمستردام والتي لم تشارك في هذا البحث: "[هذا النطاق] يجعلني أشعر بمزيد من الثقة". "نحن بالفعل نقوم بسد هذه الفجوة بين مصادر الراديو خارج المجرة ، والمصادر داخل مجرتنا."

بينما يكتسب علماء الفلك المزيد من اكتشافات FRB ، سيحاولون معرفة ما إذا كانت جميع الدفقات تتولد بطرق مماثلة. قد تأتي الومضات غير التقليدية من النجوم المغناطيسية غير التقليدية ، مثل تلك التي ولدت من اندماجات النجوم النيوترونية بدلاً من النجوم المنهارة. قد يستغرق تمييز مثل هذه الفروق الدقيقة سنوات عديدة ، ولكن الآن مع أول مثال محلي في الكتب ، يبدو التحدي أقل صعوبة من ذي قبل.

يقول زانغ: "قبل هذا ، كنت متشائمًا للغاية فيما يتعلق بالعثور على المصادر ، ولكن مع هذا المصدر ، أعتقد أن FRB المجري هذا قد يكون الدليل."

مقال موصى به:

ماذا يمكننا أن نتعلم من الحشرات الاجتماعية في سياق الوباء؟