انفجار راديو سريع: تكشف الدراسات عن تفاصيل حول الأصل

ملحوظة المحرر: قم بالتسجيل في النشرة العلمية الخاصة بـ CNN’s Wonder Theory. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

سي إن إن
–

بعد أكثر من 15 عامًا من اكتشاف الاندفاعات الراديوية السريعة ، كشف بحث جديد عن لغز مصادر هذه الظواهر في الفضاء السحيق وعمقها.

الانفجارات الراديوية السريعة ، أو FRBs ، هي انبعاثات قوية ومشرقة من موجات الراديو تتراوح من جزء من جزء من جزء من ميلي ثانية إلى بضعة أجزاء من الألف من الثانية ، كل منها ينتج طاقة مكافئة للناتج السنوي للشمس.

اقترحت الأبحاث الحديثة أن بعض FRBs تنشأ من النجوم المغناطيسية ، وهي نجوم نيوترونية ذات مجالات مغناطيسية قوية للغاية. تم العثور على انفجار راديو سريع في درب التبانة كان مرتبطًا بنجم مغناطيسي ، وفقًا لدراسة أجريت عام 2020.

لكن العلماء لم يحددوا حتى الآن أصول FRBs الكونية ، والتي تقع على بعد مليارات السنين الضوئية. إنه مأزق قاد فريقًا دوليًا من العلماء لمعرفة ما يمكن أن يتعلمه من ملاحظات ما يقرب من 1900 دفقة من مصدر انفجار راديوي سريع نشط خارج مجرتنا يسمى FRB 20201124A ، وفقًا لـ دراسة نُشر في 21 سبتمبر في مجلة Nature.

حدثت الانبعاثات المرتبطة بـ FRB 20201124A لمدة 82 ساعة على مدار 54 يومًا في ربيع عام 2021 ، مما يجعلها واحدة من أكثر الانفجارات الراديوية السريعة نشاطًا. كان مرئيًا من خلال أكبر تلسكوب لاسلكي في العالم – التلسكوب الراديوي الكروي ذو الفتحة البالغ ارتفاعها خمسمائة متر ، أو FAST.

خلال الـ 36 يومًا الأولى ، فوجئ فريق الدراسة برؤية اختلافات غير منتظمة وقصيرة المدة في مقياس دوران فاراداي ، والذي يقيس قوة المجال المغناطيسي وكثافة الجسيمات في محيط FRB 20201124A. إن مقياس الدوران الأكبر يعني أن المجال المغناطيسي بالقرب من مصدر الاندفاع الراديوي أقوى أو أكثر كثافة أو كليهما ، والقياس الأصغر يعني العكس ، كما قال Bing Zhang ، وهو مؤلف مشارك في الدراسة وعالم الفيزياء الفلكية ، عبر البريد الإلكتروني.

قال تشانغ ، المدير المؤسس لمركز الفيزياء الفلكية في جامعة نيفادا ، لاس فيغاس: “هذا لا يعكس بداية (مدى الحياة) لـ FRB”. “كان مصدر FRB موجودًا هناك لفترة طويلة ولكنه كان نائمًا معظم الوقت. يستيقظ أحيانًا (هذه المرة لمدة 54 يومًا) وينبعث منه الكثير من النبضات “.

ارتفعت المقاييس لأعلى ولأسفل خلال تلك الفترة الزمنية ، ثم توقفت خلال آخر 18 يومًا قبل أن يخمد FRB – “مما يشير إلى أن شدة المجال المغناطيسي و / أو الكثافة على طول خط الرؤية في المنطقة المجاورة لمصدر FRB تتغير بمرور الوقت وأضاف تشانغ. “إنها تشير إلى أن بيئة مصدر FRB تتطور ديناميكيًا ، مع تغير سريع في المجالات المغناطيسية أو الكثافة أو كليهما.”

قال تشانغ في بيان صحفي: “أنا أشبهه بتصوير فيلم يحيط بمصدر FRB ، وكشف فيلمنا عن بيئة ممغنطة معقدة ومتطورة ديناميكيًا لم تكن متخيلة من قبل”.

أ النموذج المادي اقترح فريق آخر من الباحثين استنادًا إلى ملاحظات FRB 20201124A أن FRB جاء من نظام ثنائي يبعد حوالي 8480 سنة ضوئية يحتوي على نجم مغناطيسي ونجم Be ، وهو نجم أكثر سخونة وأكبر ويدور بشكل أسرع من الشمس ، وفقًا لدراسة منفصلة نُشرت في 21 سبتمبر في مجلة Nature Communications.

وجد الباحثون أن البيئة الممغنطة المعقدة للانفجار الراديوي تقع في حدود وحدة فلكية (المسافة بين الأرض والشمس) من مصدرها.

اكتشفوا أيضًا أن الانفجار نشأ من مجرة ​​حلزونية ضيقة ، غنية بالمعادن وتشبه في الحجم مجرة ​​درب التبانة ، باستخدام تلسكوبات Keck التي يبلغ طولها 10 أمتار في ماونا كيا ، هاواي. يقع مصدر الاندفاع الراديوي بين الأذرع الحلزونية للمجرة حيث لا يحدث أي تشكل نجمي مهم ، مما يجعل من غير المرجح أن يكون الأصل نجمًا مغناطيسيًا فقط ، وفقًا للمؤلف المشارك في دراسة الطبيعة سوبو دونغ ، الأستاذ المشارك في معهد كافلي لعلم الفلك والفيزياء الفلكية. في جامعة بكين.

وقال تشانغ في بيان صحفي: “مثل هذه البيئة ليست متوقعة بشكل مباشر بالنسبة لنجم مغناطيسي منعزل”. “قد يكون هناك شيء آخر بالقرب من محرك FRB ، ربما يكون رفيقًا ثنائيًا.”

قال المؤلفون إن دراسة النمذجة يجب أن تشجع المزيد من البحث عن إشارات الاندفاع الراديوي السريعة من ثنائيات Be star / X-ray.

قال تشانغ: “أعادتنا هذه الملاحظات إلى لوحة الرسم”. “من الواضح أن FRBs أكثر غموضًا مما تخيلناه. هناك حاجة إلى المزيد من حملات المراقبة متعددة الأطوال الموجية لزيادة الكشف عن طبيعة هذه الكائنات “.