10 دقیقه
در دوم جولای 2025 ستارهشناسان یک انفجار پرتوی گاما را ثبت کردند که تا پیش از آن نظیر نداشت: GRB 250702B با جلزهای پرتوی پرانرژی تکرارشونده همراه بود که بیش از هفت ساعت ادامه پیدا کردند. این رویداد که اکنون طولانیترین GRB ثبتشده است، به یک کهکشان بسیار پرجرم و غنی از غبار نسبت داده شد و باعث شد پژوهشگران نحوه رخداد مرگبارترین انفجارهای کیهانی را بازنگری کنند.
چگونگی ثبت رکورد: تلاشی جهانی در رصد
کشف اولیه GRB 250702B توسط تلسکوپ فضایی Fermi ناسا انجام شد؛ این رصدگر نشانی از تابش گاما طولانی و متناوب ثبت کرد، نه یک جلۀ کوتاه که برای بسیاری از GRBها انتظار میرود. دنبالۀ پرتو ایکس از روی ابزارهای فضایی موقعیت آسمانی را محدودتر کرد و این امر منجر به یک کارزار هماهنگ و سریع از رصدخانههای سراسر جهان شد تا پیکربندی و تکمیل مشاهدات ممکن شود.
تلسکوپها و امکانات زمینی نقش حیاتی ایفا کردند. مشاهدات اولیه در فروسرخ توسط تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) سازمان جنوبی اروپا تأیید کرد که منبع فراتر از راه شیری قرار دارد و ابهام اولیه درباره محلی یا فراکهکشانی بودن پدیده را برطرف کرد. از حدود ۱۵ ساعت پس از نخستین جلزه و به مدت تقریباً ۱۸ روز، تیمی به سرپرستی جاناتان کارنی (دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل) پستاب رو به افول را با سه تلسکوپ قدرتمند زمینی پیگیری کردند: تلسکوپ ۴ متری NSF Víctor M. Blanco در Cerro Tololo و دوقلوی ۸.۱ متری Gemini North و Gemini South. این مجموعه دادهها بعدها با مشاهدات Keck و دادههای آرشیوی هابل و دیگر تلسکوپهای رادیویی و ایکس-ری تکمیل شد.
این تصویر هنرمندانه که پرتو سریعی از ماده را نشان میدهد که از منبعی واقع درون یک کهکشان بسیار گردوغباری پرتاب میشود، GRB 250702B — طولانیترین انفجار پرتوی گامایی که ستارهشناسان تاکنون رصد کردهاند — را به تصویر میکشد. این انفجار قوی فراکهکشانی برای نخستین بار در ۲ ژوئیه ۲۰۲۵ شناسایی شد و جلزهای تکرارشوندهای داشت که بیش از هفت ساعت ادامه یافتند. اعتبار تصویر: NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick
ردیابی پستاب و نفوذ از دل غبار
انفجارهای پرتوی گاما معمولاً یک جلۀ اولیه از پرتوهای گاما را منتشر میکنند و سپس یک پستاب مشاهده میشود که در طول موجهای ایکس، مرئی، فروسرخ و رادیویی ضعیف میشود. پستاب بهعنوان آزمایشگاهی برای فهم انرژی انفجار، ساختار جت و محیط محلی عمل میکند. در مورد GRB 250702B چالش اصلی این بود که بخش بزرگی از تابش توسط غبار جذب یا محو شد.
ابزارهای نور مرئی در تشخیص کهکشان میزبان یا پستاب دچار مشکل شدند. تنها کشف نزدیک به مرئی میزبان از سوی Gemini North انجام شد، اما برای آشکارشدن نور ضعیف از میان غبار بینابینی تقریباً دو ساعت اکسپوژر لازم بود. تصویرگر میدانگسترده فروسرخ Blanco (NEWFIRM) و دوربین انرژی تاریک (DECam)، همراه با چندآینهایهای طیفسنج GMOS روی Gemini North و South، تصاویر و طیفهای تکمیلی فراهم کردند. ترکیب این دادههای زمینی با اندازهگیریهای فضایی به تیم امکان داد تا زوال پستاب را ترسیم کرده و خواص فیزیکی انفجار را محدود کنند.
این ویدیو با میدان ستارهای پیرامون کهکشان میزبان GRB 250702B شروع میشود — طولانیترین انفجار پرتوی گامای ثبتشده. اعتبار: International Gemini Observatory/CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/N. Bartmann (NSF NOIRLab) پردازش تصویر: M. Zamani & D. de Martin (NSF NOIRLab) موسیقی: Stellardrone – Billions and Billions
تحلیلها نشان میدهد ناحیه انفجار توسط ستونی بسیار بزرگ از غبار محاصره شده است. از منظر عملی، این به معنی پراکندگی یا جذب فوتونهای مرئی است، بنابراین رصد در فروسرخ و طول موجهای طولانیتر حیاتی بود. این غبار عمدتاً در راه شیری ما قرار ندارد؛ اغلب تضعیف نوری از درون کهکشان میزبان GRB سرچشمه میگیرد که مشاهدات نشان میدهد نسبت به میزبانهای معمول GRBها بهطور غیرمعمولی پرجرم است. یک نوار متراکم و غبارآلوده در امتداد دید ما به نظر میرسد محل انفجار را میپوشاند و تلاشها برای اندازهگیری تابشی که میتوانست ساختار یا ستاره مادر را آشکار سازد، پیچیده میکند.
دادهها چه میگویند: یک جت نسبیتی در محیطی چگال
از روی زمانبندی، تکامل درخشندگی و دادههای طیفی، تیم اولیه تابش گاما را محصول یک جت باریک و نسبیتی که در حال نفوذ به ماده چگال اطراف است تفسیر میکند. جتهای نسبیتی جریانهایی از ذراتاند که به سرعتهای نزدیک به سرعت نور شتاب گرفتهاند؛ وقتی چنین جتی با گاز محیط برخورد میکند، شوکهایی تولید میشوند که ابتدا پرتوهای گاما و سپس پستاب چندطولی موجی منتشر میکنند. طبیعت طولانی و تکرارشونده خروجی پرانرژی GRB 250702B نشاندهندۀ یا فعالیت طولانیمدت موتور مرکزی یا وقوع چندین اپیزود تزریق انرژی به جت است.
شناخت میزبان و محیط بهاندازۀ مشخصهیابی جت اهمیت دارد. جرم ستارهای بالا و محتوای غبار سنگین میزبان برجسته است: بیشتر GRBهای بلندمدت با کهکشانهای ستارهزا کمجرم و نسبتاً کمگردوغبار مرتبط شدهاند. اما در اینجا محیط چگالتر و دارای اضمحلال نوری بیشتری است که نشان میدهد ستارهپایه (پروژنیتر) در یک زیستبوم نادر قرار داشته است. این سرنخهای محیطی محدودیتهای سختی بر مدلهای نظری میگذارند: هر توضیح قابل قبول باید تابش گاما را بهصورت پایدار تولید کند و جتی نسبیتی داشته باشد و در عین حال با اضمحلال محلی سنگین تطابق داشته باشد.
چپ: میدان ستارهای پیرامون کهکشان میزبان GRB 250702B — طولانیترین انفجار پرتوی گاما که ستارهشناسان تاکنون مشاهده کردهاند. راست: نمای بسته از کهکشان میزبان که با تلسکوپ Gemini North گرفته شده است. این تصویر نتیجه بیش از دو ساعت مشاهده است، با این حال کهکشان میزبان بسیار کمنور بهنظر میرسد بهدلیل حجم بالای گردوغبار اطراف آن. اعتبار: International Gemini Observatory/CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA پردازش تصویر: M. Zamani & D. de Martin (NSF NOIRLab)
منشاهای احتمالی: چرا GRB 250702B در طبقهبندی ساده نمیگنجد
از زمان فهرستبندی نخستین انفجارهای پرتوی گاما در دهۀ ۱۹۷۰، ستارهشناسان چند رده مبدأ را معرفی کردهاند. GRBهای کوتاهمدت عموماً با ادغام اجرام فشرده (مانند جفتهای تپاختر یا نوترونی) مرتبط دانسته شدهاند، در حالی که GRBهای طولانی معمولاً با فروریزش ستارگان پرجرم پیوند خوردهاند. تعداد معدودی از رخدادهای بسیار طولانی (که هزاران ثانیه طول کشیدهاند) پیشنهاد شده که از مسیرهای عجیبتری مانند فروریزش ابرغولهای آبی، رویدادهای گسست جزر و مدی (TDEها) که در آن یک ستاره توسط یک سیاهچالۀ عظیم پاره میشود، یا تولد یک مگنتار ناشی شدهاند. با این حال GRB 250702B بهراحتی در این جعبههای استاندارد جای نمیگیرد.
براساس مشاهدات چندطولیموج، پژوهشگران سه سناریوی محتمل را مطرح میکنند که با دادهها سازگارند:
- ادغام یک جرم فشرده (مثلاً سیاهچاله) با ستارهای که لایهٔ هیدروژن خود را از دست داده (با پوستهای غنی از هلیوم)، که میتواند یک مرحلۀ درازمدت برافزایشی و فعالیت جتی مداوم را تحریک کند؛
- یک رویداد گسست جزر و مدی میکرو (micro-TDE) که در آن یک ستاره یا جسم زیرستارهای (مثلاً یک سیارهٔ بسیار بزرگ یا کوتولهٔ قهوهای) توسط یک جرم فشرده ستارهای (ستارهٔ نوترونی یا سیاهچالهٔ کوچک) پاره میشود و اپیزودهای مکرر برافزایش و جلزهای گاما را تولید میکند؛
- گسست جزر و مدی توسط یک سیاهچالۀ با جرم میانه (IMBH)، که در آن ستارهای که به یک سیاهچالۀ با جرم 10^2–10^5 جرم خورشیدی میافتد، یک جت نسبیتی راهاندازی میکند — اگر تأیید شود، این نخستین مشاهدۀ مستقیم جتی از یک IMBH در حال بلعیدن یک ستاره خواهد بود.
هر سه سناریو میتوانند بهطرز معقولی یک سیگنال گامای چندساعته تولید کنند و با یک میزبان پرجرم و غبارآلوده سازگارند. نکتهٔ کلیدی این است که هیچکدام هنوز بهطور قاطع ترجیح داده نشدهاند: مشاهدات دیرهنگامتر، پایش رادیویی حساستر و طیفنگاری عمیق برای تعیین دقیقتر شیفت سرخ (redshift) و ترکیب شیمیایی میزبان لازم است تا بتوان منشأ واقعی را بازشناخت.
دیدگاه کارشناسان
«GRB 250702B یک آزمایشگاه کمیاب است،» دکتر النا مورنو، اخترفیزیکدانی که در این مطالعه مشارکت نداشت، میگوید. «زمانمدت بودن آن و میزبان پرجرم و گردوغبارآلود ما را به سمت مسیرهایی میکشاند که معمولاً برای بیشتر GRBها کنار میگذاریم. اگر جت ناشی از یک سیاهچالۀ با جرم متوسط باشد، ما پدیدهای را شاهد خواهیم بود که پلِ بین فیزیک سیاهچالههای ستارهای و ابرجرم را میسازد — این فوقالعاده خواهد بود.»
«از منظر عملیاتی، این رخداد توان هماهنگی سریع میان ماهوارههای گاما و امکانات زمینی انعطافپذیر را نشان میدهد،» دکتر مورنو اضافه میکند. «ابزارهایی مانند Blanco، Gemini و Keck برای غلبه بر اضمحلال و برداشت پستاب در حالی که هنوز قابلمشاهده است، ضروریاند.»
پیامدهای گسترده و گامهای بعدی
GRB 250702B هم تنوع شناختهشدۀ انفجارهای پرتوی گاما را گسترش میدهد و هم شکافهایی را در چارچوب نظری ما برجسته میکند. تأیید هر یک از منشاهای پیشنهادی پیامدهایی برای تکامل ستارهای، جمعیتشناسی سیاهچالهها و مکانیسمهایی که جتهای نسبیتی تولید میکنند خواهد داشت. برای نمونه، شناسایی یک جت مربوط به یک سیاهچالۀ با جرم میانه، پنجرۀ مشاهداتی نادری را به جمعیتی از سیاهچالهها میگشاید که تا کنون دستیابی به آن دشوار بوده است.
کار آینده بر بهدستآوردن طیفهای عمیقتر برای اندازهگیری شیفت سرخ و محتوای فلزی کهکشان میزبان متمرکز خواهد بود، ادامه پایش رادیویی برای جستجوی نشانههای جت در زمانهای دیرتر، و جستجوهای هدفمند در آرشیوهای داده برای رخدادهای تکرارشونده و بلندمدتی که ممکن است نادیده گرفته شده باشند. بهروزرسانیهای مداوم سامانههای هشدار گذرا و زمانبندی پاسخ سریع در رصدخانههای بزرگ نیز برای ثبت تکامل کامل چنین رویدادهای غیرمعمولی ضروری خواهند بود.
نتیجهگیری
GRB 250702B بهعنوان یک استثنای کیهانی برجسته میشود: انفجاری هفتساعته از پرتوی گاما که در یک کهکشان چگال و غنی از غبار رخ داده و از مدلهای استاندارد سرپیچی میکند. این رویداد نیاز به پیگیری چندطولیموجی و کمپینهای بینالمللی هماهنگ رصد را یادآوری میکند. هر چه تلسکوپها عمیقتر نگاه کنند و شبکههای هشدار سریعتر شوند، اخترشناسان بهتر مجهز خواهند بود تا چنین پدیدههای شدید را رمزگشایی کنند — و شاید رکورد جدیدی را قبل از محو شدن نورش بهسرعت ثبت نمایند.
منبع: scitechdaily
نظرات
آستروست
تحلیلها منظم اما ناقص؛ طیفنگاری عمیق و رادیویی دیرهنگام میتونه سرنخ بزنه، منتظر بقیه دادهها.
ارسال نظر