8 دقیقه
نجومدانان طولانیترین انفجار پرتو گاما ثبتشده را گزارش کردهاند — یک انفجار مرموز که نزدیک به هفت ساعت ادامه یافت و نظریههای موجود دربارهٔ این پدیدههای کیهانیِ بسیار پرانرژی را به چالش میکشد. این رویداد که در کاتالوگ با نام GRB 250702B ثبت شده است، نخستینبار در تاریخ 2 ژوئیهٔ 2025 توسط حسگرهای مداری شناسایی شد و سپس توسط یک شبکهٔ هماهنگ از رصدخانههای زمینی و فضایی دنبال شد.
چه چیزی GRB 250702B را غیرعادی کرد؟
انفجارهای پرتو گاما (Gamma-ray bursts یا GRBها) معمولاً گذرا هستند — تَلالوهای شدید تابش گاما که برای چند ثانیه تا چند دقیقه طول میکشند و اغلب ناشی از رویدادهای فاجعهآمیز مانند فروپاشی ستارگان بسیار پرجرم یا ادغام اجرام فشردهاند. GRB 250702B از این الگو پیروی نکرد. بهجای یک چشمک کوتاه، آشکارسازها فعالیت مکرر پرتو گاما را برای حدود هفت ساعت ثبت کردند؛ مدت زمانی که بسیار فراتر از بازههای معمول است و رکورد جدیدی در مشاهدات ایجاد کرد.
این سیگنال طولانی به پژوهشگران یک مزیت غیرمعمول داد: زمان بیشتری برای نشانهگیری تلسکوپهای بزرگ زمینی به سمت پستابِ در حال محو شدن فراهم شد و امکان بررسی محیطی که انفجار در آن روی داده بود فراهم آمد. پیگیریهای پس از انفجار نشان داد که میزبان این رویداد کهکشانی دور و بسیار پرجرم و پوشیده از غبار است؛ غباری که بخش بزرگی از نور مرئی را مسدود میکرد و باعث شد وقوع این انفجار عمدتاً در باندهای فروسرخ و پرانرژی قابل شناسایی باشد.
«این طولانیترین انفجار پرتو گامایی است که بشر تاکنون رصد کرده — بهاندازهای طولانی که در هیچیک از مدلهای فعلی ما برای علت انفجارهای پرتو گاما نمیگنجد،» گفت Jonathan Carney، نویسندهٔ اصلی مطالعه و دانشجوی دکترای فیزیک و نجوم در دانشگاه UNC-Chapel Hill.
How astronomers tracked the event
پس از هشدار اولیه از پایشگرهای مداری پرتو گاما، یک کارزار رصدی بینالمللی وارد عمل شد. تیمها دادههای مراکز عمدهٔ زمینی ایالات متحده را با تصویربرداری با وضوح بالا از Very Large Telescope متعلق به رصدخانهٔ جنوبی اروپا و تلسکوپ فضایی هابل ناسا، بهعلاوه رصدهای پرتو ایکس از تلسکوپهای فضایی، ترکیب کردند. این مجموعهٔ دادههای چندطیفی (multiwavelength) به دانشمندان اجازه داد تا انفجار را تا یک کهکشان پُرستاره و غبارآلود در فاصلهٔ میلیاردها سال نوری ردگیری کنند.
سمت چپ: میدان ستارهای اطراف کهکشان میزبان GRB 250702B — طولانیترین انفجار پرتو گاما که تاکنون رصد شده است. سمت راست: نمای نزدیک از کهکشان میزبان که با تلسکوپ Gemini North گرفته شده است. این تصویر نتیجهٔ بیش از دو ساعت مشاهده است، با این حال کهکشان میزبان بهدلیل میزان بالای غبار اطرافش بسیار کمنور بهنظر میرسد.
Possible origins — and why none fit neatly
تیم تحقیقاتی چند سناریوی فیزیکی را که میتوانست چنین سیگنال طولانیمدتی از پرتو گاما تولید کند بررسی کرد. نامزدها شامل فروپاشی یک ستارهٔ فوقالعاده پرجرم با یک «موتور مرکزی» طولانیمدت، ادغام بقایای ستارهای عجیب مانند ستارههای هلیومی یا ادغامِ نِوترونستارگان مغناطیده (مَگنِتارها)، یا یک رویداد تلاشی جزرومدی (tidal disruption event یا TDE) بود که در آن ستارهای توسط یک سیاهچالهٔ اَبَرپُرجرم پاره میشود. هر فرضیه هنگام تطابق با زمانبندیِ مشاهدهشده، طیف انرژی و ویژگیهای کهکشان میزبانِ غبارآلود نقاط قوت و ضعف خودش را دارد.
یکی از یافتههای برجسته این بود که انفجار یک جت باریکِ نسبیتی را در جهت زمین پرتاب کرده است، با موادی که دستکم تا 99٪ سرعت نور حرکت میکردند. بهنظر میرسد این جت از میان لایههای متراکم غبار عبور کرده و تابش پرانرژی تولید کرده، درحالیکه بخش عمدهٔ نور مرئی از دید ما پنهان مانده است. «ما مطمئن نیستیم چه چیزی موجب این رویداد شکستن رکورد شد،» گفت Igor Andreoni، همنویسنده و دانشیار فیزیک و نجوم در UNC-Chapel Hill. «میدانیم این رویداد میلیاردها سال نوری دورتر در کهکشانی بسیار پیچیده روی داده است. دادههای ما نشان داد که پدیدهای پرانرژی یک جت باریک ماده را بهسمت ما شلیک کرده که دستکم 99٪ سرعت نور را داشته و لایههای ضخیم غبار را شکافته است.»
از آنجا که کهکشان میزبان در طول موجهای مرئی بسیار غبارآلود و کمنور است، پیگیری در فروسرخ و پرتو ایکس حیاتی بود. ترکیب ابزارها به اخترشناسان اجازه داد هم تابش لحظهای پرتو گاما و هم پستابِ پایدار را مطالعه کنند و سرنخهایی دربارهٔ انرژی انفجار، ساختار جت و محیط اطراف بهدست آورند.
Why this matters for gamma-ray astronomy
GRB 250702B نظریهپردازان را وادار میکند تا مدلهای موتورهای مرکزی — هستههای فشرده و فوقالعاده چگال که GRBها را تامین میکنند — را بازبینی کنند. مدت زمانی که این انفجار نشان داد یا دلالت بر وجود موتوری بسیار پایدار دارد یا بر فعالشدن مکرر جت، سازوکارهایی که در طبقهبندیهای استاندارد GRBهای کوتاه و بلند بهطور کامل گنجانده نمیشوند. درک چنین استثناهایی ضروری است: انفجارهای پرتو گاما آزمایشگاههای طبیعیِ فیزیکِ شدید هستند که در آن ماده به سرعتهای نسبیتی میرسد، چگالیها میتوانند از چگالی هستههای اتمی فراتر روند و گرانش فضا-زمان را بهشدت خم میکند. این رویدادها همچنین عناصر سنگین ساختهشده در کورههای ستارهای را در کهکشانها پراکنده میکنند و در غنای شیمیایی کیهان نقش دارند.
از منظر عملی، GRB 250702B بهعنوان یک معیار (benchmark) عمل خواهد کرد. انفجارهای آیندهای که مدتهای مشابهی داشته باشند برآوردهایشان با اثرانگشت چندطیفی این رویداد مقایسه خواهد شد تا مشخص شود آیا آنها نمایندهٔ یک کلاس جدید از انفجارها هستند یا واریانتهای نادری از پدیدههای شناختهشده.
Expert Insight
«رویدادهایی مانند GRB 250702B هم ناامیدکننده و هم هیجانانگیزند،» میگوید Dr. Lena Morales، اخترفیزیکدانی که در این مطالعه مشارکت نداشت. «آنها شکافهایی در چارچوب نظری ما را آشکار میسازند در حالی که دادههای غنیای برای آزمون ایدههای نو فراهم میکنند. دنبالگیری چندطیفی — از پرتو گاما تا فروسرخ و پرتو ایکس — دقیقاً همان چیزی است که برای بازسازی موتور و محیط لازم داریم.»
تحلیلهای جاری همچنان پارامترهای انفجار را دقیقتر خواهند کرد و سناریوهای خاص را رد یا تایید میکنند. با افزایش حساسیت و هماهنگی رصدخانهها، اخترشناسان انتظار دارند گذراهای غیرمعمول بیشتری را بیابند که برخی از آنها ممکن است در نهایت توضیح دهند چگونه GRB 250702B رخ داده است.
توضیحات تکمیلیِ فنی و نکات تخصصی: برای درک بهتر اهمیت این رویداد لازم است به چند مفهوم فیزیکی توجه کنیم که در تفسیر دادهها نقش دارند. نخست، «عامل لورنتس» (Lorentz factor) جت مشخص میکند که ماده تا چه اندازه به سرعت نور نزدیک شده است؛ برای تولید تابش پرتو گاما در مقیاسهای زمانی مشاهدهشده معمولاً به عوامل لورنتس بالا (صدها یا بیشتر) نیاز است، اما در این رویداد جمعبندی اولیه حاکی از حداقل سرعتهایی نزدیک به 0.99c بود. دوم، سازوکارهای تولید تابش میتواند شامل شتابدهی ذرات در مرزهای شوک (shock fronts)، سینکروترون (synchrotron) و برهمکنشهای معکوس کومپتون (inverse Compton) باشد؛ طیف انرژیِ ثبتشده و تکامل زمانیِ پستاب به تشخیص این کانالها کمک میکند.
سوم، مدل «fallback accretion» برای فروپاشی ستارهٔ عظیم پیشنهاد میکند که بخشی از مادهٔ بیرونرفته بهجای فرار کامل دوباره به سوی هسته سقوط میکند و یک دیسکِ برافزایندهٔ باقیمانده تشکیل میدهد که میتواند موتوری طولانیتر برای تغذیهٔ جت فراهم کند؛ این سناریو میتواند دوام ساعتی تابش را توضیح دهد اما باید با تابع زمانی انرژی و طیف رصدی همخوانی یابد. چهارم، در صورت TDE، زمانبندی و طیف معمولاً با خصوصیات کهکشان میزبانِ مرکزی و جرم سیاهچالهٔ میزبان مرتبط است؛ وجود غبار و محیط میانستارهای پرتراکم پیچیدگیهای تفسیر را افزایش میدهد.
تحقیقات آینده روی GRB 250702B شامل تحلیل طیفی عمیقتر در فروسرخ و پرتو ایکس، تعیین قرمزِفراخوانش (redshift) دقیقتر با طیفسنجی، و مدلسازی عددیِ جت و تعامل آن با محیط غبارآلود خواهد بود. همینطور بررسی آماری روی آرشیو دادهها ممکن است رویدادهای مشابهی را که بهخاطر پوشش طیفی ناقص یا حساسیت ابزارها از دست رفتهاند آشکار کند؛ این کار میتواند نشان دهد آیا چنین انفجارهایِ طولانی یک جمعیت پنهان هستند یا واقعا نادرند.
در سطح کلانتر، مطالعهٔ مواردی مانند GRB 250702B به بازتعریف مرزهای طبقهبندی انفجارهای پرتو گاما و درک منشاء تنوع شدید مشاهدهشده کمک خواهد کرد. از منظر رصدی، درسهایی که از این رویداد آموخته میشود میتواند پروتکلهای هشدار و هماهنگی بینالمللی را بهبود بخشد تا بخشهای فروسرخ و پرتو ایکس سریعتر و گستردهتر برای پیگیری فعال شوند؛ این امر بهویژه برای رویدادهایی با میرایی کند و سیگنال طولانی اهمیت دارد.
منبع: scitechdaily
ارسال نظر