انفجار غريب في مكان غير متوقع

اكتشاف انفجارات ضوئية ساطعة للغاية بين المجرات

تعتبر الليلة الصافية المرصعة بالنجوم هادئة بشكل خادع لمراقبي السماء في الفناء الخلفي. في الواقع، السماء مشتعلة بالأشياء التي تنفجر في الليل، مثل انطلاق كاميرات المصورين الفوتوغرافية. معظم هذه الومضات عبارة عن انفجارات أو تصادمات نجمية. إنهم خافتون جدًا لدرجة أنه لا يمكن التقاطهم إلا بالعين اللامحدودة للتلسكوبات التي تراقب باستمرار سماء الليل لمثل هؤلاء العابرين.

ومن بين أندر هذه الأحداث الكونية العشوائية فئة صغيرة تسمى Luminous Fast Blue Optical Transients (LFBOTs). إنها تتألق بشكل مكثف في الضوء الأزرق وتتطور بسرعة، وتصل إلى ذروة السطوع وتتلاشى مرة أخرى في غضون أيام، على عكس المستعرات الأعظم التي تستغرق أسابيع أو أشهر حتى تخفت.

تم العثور على أول LFBOT في عام 2018. وفي الوقت الحاضر، يتم التقاطها مرة واحدة في السنة، وبالتالي لا يُعرف سوى عدد قليل منها. هناك عدة نظريات وراء أسباب الانفجارات القوية. ولكن جاء هابل وجعل هذه الظاهرة أكثر غموضا.

ظهرت واحدة من LFBOT في عام 2023 في مكان لم يتوقعه أحد، بعيدًا بين مجرتين. فقط هابل هو من يستطيع تحديد موقعه المثير للدهشة بدقة. إذا تسببت نكهة المستعرات الأعظم القوية للغاية في حدوث LFBOTs، فيجب أن تنفجر في الأذرع الحلزونية للمجرات حيث تجري ولادة النجوم. لا تعيش النجوم الضخمة حديثي الولادة خلف المستعرات الأعظم لفترة كافية لتتجول خارج مكان تعشيشها داخل المجرة.

ويتفق علماء الفلك على ضرورة اكتشاف المزيد من LFBOTs حتى يتمكن المنظرون من وصف مجموعات هذه الأحداث العابرة بعيدة المنال بشكل أفضل.

صورة من تلسكوب هابل الفضائي لظاهرة عابرة بصرية زرقاء سريعة مضيئة (LFBOT) مُحددة بـ AT2023fhn، مُشار إليها بالمؤشرات. إنه يضيء بشكل مكثف في الضوء الأزرق ويتطور بسرعة، ويصل إلى ذروة السطوع ويتلاشى مرة أخرى في غضون أيام، على عكس المستعرات الأعظم التي تستغرق أسابيع أو أشهر حتى تخفت. تم اكتشاف عدد قليل فقط من LFBOTs السابقة منذ عام 2018. والمفاجأة هي أن هذا العبور الأخير، الذي شوهد في عام 2023، يقع على إزاحة كبيرة من كل من المجرة الحلزونية المضلعة على اليمين والمجرة القزمة في أعلى اليسار. فقط هابل هو من يستطيع تحديد موقعه. وتترك النتائج علماء الفلك أكثر حيرة لأنه تم العثور على جميع LFBOTs السابقة في مناطق تشكل النجوم في الأذرع الحلزونية للمجرات. ليس من الواضح ما هو الحدث الفلكي الذي قد يؤدي إلى مثل هذا الانفجار خارج المجرة. مصدر الصورة: NASA، ESA، STScI، Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/جامعة رادبود)

تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا يجد انفجارًا غريبًا في مكان غير متوقع

انفجار نادر جدًا وغريب من الضوء الساطع بشكل غير عادي في الكون أصبح أكثر غرابة – بفضل عين النسر ناسا‘س تلسكوب هابل الفضائي.

ظهرت هذه الظاهرة، التي تسمى “Luminous Fast Blue Optical Transient” (LFBOT)، على المشهد حيث لم يكن من المتوقع العثور عليها، بعيدًا عن أي مجرة ​​مضيفة. فقط هابل هو من يستطيع تحديد موقعه. والنتائج تترك علماء الفلك أكثر حيرة. في البداية، إنهم لا يعرفون ما هي LFBOTs. تشير نتائج هابل إلى أنهم يعرفون أقل من ذلك من خلال استبعاد بعض النظريات المحتملة.

تعد LFBOTs من بين ألمع أحداث الضوء المرئي المعروفة في الكون، حيث تنفجر بشكل غير متوقع مثل مصابيح الكاميرا. تم العثور على حفنة فقط منذ الاكتشاف الأول في عام 2018 – حدث يقع على بعد حوالي 200 مليون سنة ضوئية، أُطلق عليه لقب “البقرة”. في الوقت الحاضر، يتم الكشف عن LFBOTs مرة واحدة في السنة.

النتائج والملاحظات الأخيرة

وبعد اكتشافه الأولي، تم رصد أحدث LFBOT بواسطة تلسكوبات متعددة عبر الطيف الكهرومغناطيسي، من الأشعة السينية إلى موجات الراديو. أظهر الحدث المؤقت الذي تم تعيينه AT2023fhn والملقب بـ “The Finch” جميع الخصائص المميزة لـ LFBOT. لقد تألق بشكل مكثف في الضوء الأزرق وتطور بسرعة، ليصل إلى ذروة السطوع ويتلاشى مرة أخرى في غضون أيام، على عكس المستعرات الأعظم، التي تستغرق أسابيع أو أشهر حتى تخفت.

ولكن على عكس أي LFBOT آخر شوهد من قبل، وجد هابل أن Finch يقع بين مجرتين متجاورتين – حوالي 50000 سنة ضوئية من مجرة ​​حلزونية قريبة وحوالي 15000 سنة ضوئية من مجرة ​​أصغر.

تُظهر الصورة التي تحمل عنوان “AT2023fhn HST WFC3/UVIS” مع مفتاح الألوان وشريط المقياس وأسهم البوصلة ثلاث مجرات على خلفية الفضاء السوداء المخملية. أكبرها هي المجرة الحلزونية البيضاء والزرقاء الموجودة في مركز الصورة. مجرتان صغيرتان عبارة عن بقع بيضاء باتجاه اليسار. هناك بقعة بيضاء غريبة ذات مؤشرات حمراء بالقرب من الجزء العلوي من الصورة، وهي عبارة عن توهج لامع من جسم غير معروف انفجر، ولكنه غير مرتبط بأي من المجرات. مصدر الصورة: NASA، ESA، STScI، Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/جامعة رادبود)

“كانت ملاحظات هابل هي الشيء الحاسم حقًا. وقال آشلي كريمز، المؤلف الرئيسي لورقة هابل التي نشرت هذا الاكتشاف في العدد القادم من مجلة هابل: “لقد جعلونا ندرك أن هذا كان غير عادي مقارنة بالأشياء الأخرى المشابهة، لأنه بدون بيانات هابل لم نكن لنعرف”. الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية (MNRAS). وهو أيضًا أ وكالة الفضاء الأوروبية زميل باحث، سابقًا بجامعة رادبود، نيميغن، هولندا.

في حين يُفترض أن هذه الانفجارات الهائلة هي نوع نادر من المستعرات الأعظم تسمى المستعرات الأعظم المنهارة، فإن النجوم العملاقة التي تتحول إلى مستعرات عظمى تكون قصيرة العمر وفقًا للمعايير النجمية. ولذلك، فإن النجوم السلفية الضخمة ليس لديها الوقت الكافي للسفر بعيدًا عن مكان ولادتها -مجموعة من النجوم حديثة الولادة- قبل الانفجار. تم العثور على جميع LFBOTs السابقة في الأذرع الحلزونية للمجرات التي تحدث فيها ولادة النجوم، لكن Finch ليس موجودًا في أي مجرة.

يقول كريمز: “كلما عرفنا المزيد عن LFBOTs، كلما فاجأتنا أكثر”. “لقد أظهرنا الآن أن LFBOTs يمكن أن تحدث على مسافة طويلة من مركز أقرب مجرة، وموقع Finch ليس هو ما نتوقعه لأي نوع من المستعرات الأعظم.”

التنبيهات الأولية والتأكيدات الإضافية

قامت منشأة Zwicky Transient Facility – وهي كاميرا أرضية ذات زاوية واسعة للغاية تقوم بمسح السماء الشمالية بأكملها كل يومين – بتنبيه علماء الفلك لأول مرة إلى Finch في 10 أبريل 2023. وبمجرد رصده، أطلق الباحثون برنامجًا مخططًا مسبقًا لـ Finch. الملاحظات التي كانت على أهبة الاستعداد، وعلى استعداد لتحويل انتباههم بسرعة إلى أي مرشحين محتملين لـ LFBOT قد يظهرون.

وجدت القياسات الطيفية التي تم إجراؤها باستخدام تلسكوب جيميني ساوث في تشيلي أن درجة حرارة طائر الحسون حارقة تبلغ 36000 درجة. فهرنهايت. ساعد برج الجوزاء أيضًا في تحديد بعده عن الأرض حتى يمكن حساب لمعانه. إلى جانب البيانات الواردة من المراصد الأخرى بما في ذلك مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا والتلسكوبات الراديوية ذات المصفوفة الكبيرة جدًا التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية، أكدت هذه النتائج أن الانفجار كان بالفعل من نوع LFBOT.

التفسيرات المحتملة والبحوث المستقبلية

تقترح إحدى النظريات أن LFBOTs قد تنجم عن التهام النجوم بكتلة متوسطة الثقب الأسود (بين 100 إلى 1000 كتلة شمسية). ناسا تلسكوب جيمس ويب الفضائييمكن استخدام الدقة العالية وحساسية الأشعة تحت الحمراء في النهاية للعثور على أن فينش انفجر داخل كتلة نجمية كروية في الهالة الخارجية لإحدى المجرتين المجاورتين. إن العنقود النجمي الكروي هو المكان الأكثر احتمالاً الذي يمكن العثور فيه على ثقب أسود متوسط ​​الكتلة.

لشرح الموقع غير المعتاد لفينش، يدرس الباحثون احتمال أن يكون ذلك نتيجة اصطدام نجمين نيوترونيين، يسافران بعيدًا خارج المجرة المضيفة لهما، وكانا يتجهان نحو بعضهما البعض منذ مليارات السنين. تنتج مثل هذه الاصطدامات كيلونوفا، وهو انفجار أقوى بـ 1000 مرة من المستعر الأعظم القياسي. ومع ذلك، هناك نظرية تأملية مفادها أنه إذا كان أحد النجوم النيوترونية ممغنطًا للغاية – وهو نجم مغناطيسي – فقد يؤدي ذلك إلى تضخيم قوة الانفجار بشكل كبير إلى 100 مرة سطوع المستعر الأعظم العادي.

قال كريمز: “يطرح هذا الاكتشاف أسئلة أكثر بكثير مما يجيب عليه”. “هناك حاجة إلى مزيد من العمل لمعرفة أي التفسيرات المحتملة العديدة هو الصحيح.”

نظرًا لأن العابرة الفلكية يمكن أن تظهر في أي مكان وفي أي وقت، وهي عابرة نسبيًا من الناحية الفلكية، يعتمد الباحثون على مسوحات واسعة النطاق يمكنها مراقبة مناطق واسعة من السماء بشكل مستمر لاكتشافها وتنبيه المراصد الأخرى مثل هابل للقيام بالمتابعة. الملاحظات.

ويقول الباحثون إن هناك حاجة إلى عينة أكبر للتوصل إلى فهم أفضل لهذه الظاهرة. قد تكون التلسكوبات القادمة لمسح السماء بأكملها، مثل مرصد Vera C. Rubin الأرضي، قادرة على اكتشاف المزيد، اعتمادًا على الفيزياء الفلكية الأساسية.

المرجع: “AT2023fhn (العصفور): عابر بصري أزرق سريع ومضيئ عند إزاحة كبيرة من مجرته المضيفة” بواسطة AA Chrimes، PG Jonker، AJ Levan، DL Coppejans، N. Gaspari، BP Gompertz، PJ Groot، DB Malesani، A. Mummery، ER Stanway وK. Wiersema، تم قبوله، الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
أرخايف:2307.01771v2

تلسكوب هابل الفضائي هو مشروع للتعاون الدولي بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. ويدير مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند التلسكوب. يجري معهد علوم التلسكوب الفضائي (STScI) في بالتيمور بولاية ماريلاند عمليات علمية على هابل وويب. يتم تشغيل STScI لصالح وكالة ناسا من قبل رابطة الجامعات لأبحاث علم الفلك، في واشنطن العاصمة

يتكون الفريق الدولي من علماء الفلك في هذه الدراسة من AA Chrimes (جامعة رادبود، هولندا)، PG Jonker (جامعة رادبود والمعهد الهولندي لأبحاث الفضاء، هولندا)، AJ Levan (جامعة رادبود، هولندا)؛ جامعة وارويك، المملكة المتحدة)، DL Coppejans (جامعة وارويك، المملكة المتحدة)، N. Gaspari (جامعة رادبود، هولندا)، BP Gompertz (جامعة برمنجهام، المملكة المتحدة)، PJ Groot (جامعة رادبود، هولندا؛ جامعة كيب تاون والمرصد الفلكي لجنوب أفريقيا، جنوب أفريقيا)، دي بي ماليزاني (جامعة رادبود، هولندا؛ مركز الفجر الكوني (DAWN) وجامعة كوبنهاجن، الدنمارك) ، أ. مومري (أكسفورد للفيزياء الفلكية، المملكة المتحدة)، وإر ستانواي (جامعة وارويك، المملكة المتحدة) وك. ويرسيما (جامعة هيرتفوردشاير، المملكة المتحدة).