دومین سیگنال رادیویی قدرتمند عجیب در فاصله 3 میلیارد سال نوری شناسایی شد - تور ارمنستان ارزان

این فوران رادیویی سریع (FRB) نو، به نام FRB 190520، شواهدی قوی است که نشان می دهد چندین اجرام آسمانی می توانند منبع این سیگنال های مرموز باشند. این جرم نو دومین مورد شناسایی شده است که نه تنها فوران های رادیویی سریع تکراری فراوری می نماید، بلکه منبع ثابتی از تشعشعات ضعیف تر را هم در بین فوران ها منتشر می سازد.

انفجارهای رادیویی سریع برای اولین بار در سال 2007 مشاهده شدند که تنها در چند میلی ثانیه انرژی بیشتری را در نسبت به خورشید در یک سال تخلیه می نمایند. اخترشناسان مدت هاست که در خصوص منبع این جرقه های درخشان ناگهانی گیج شده اند. اما چون این انفجارها اغلب از کهکشان هایی در فاصله میلیون ها یا حتی میلیاردها سال نوری دورتر دیده می شوند و به سرعت و اغلب فقط یک بار می تابند، شناسایی منابع آن ها بسیار چالش برانگیز است.

در سال 2020، نخستین کشف یک FRB در کهکشان خودمان، به دانشمندان امکان داد تا منشأ آن را در یک مگنتار که پوسته بسیار مغناطیسی و با چرخش سریع یک ستاره مرده است، ردیابی نمایند. مگنتارها نوع خاصی از ستاره های نوترونی به عنوان اجساد ستاره ای بسیار چگال به جای مانده از انفجارهای ابرنواختری محسوب می شوند و دارای میدان مغناطیسی تریلیون ها بار قوی تر از زمین هستند. اما دانشمندان مطمئن نیستند که همه فوران های رادیویی سریع از مگنتارها سرچشمه بگیرند.

مورد عجیب تر آنکه فلاش های بعضی از این فوران های رادیویی سریع، گاهی اوقات در یک فوران کوتاه و گاهی در چندین رویداد پراکنده، تکرار می شوند. از میان این فوران های تکراری، اولین و فعال ترین آن ها FRB 121102 است.

این منبع ناشناخته در یک کهکشان کوتوله در فاصله 3 میلیارد سال نوری قرار گرفته است و امواج رادیویی را از یک منطقه فشرده در یک چرخه 157 روزه به بیرون گسیل می نماید که شامل 90 روز انفجارهای رادیویی قوی و تکرارشونده و 67 روز انتشار رادیویی ملایم تر و ضعیف تر است. FRB 121102 بسیار فعال است به طوری که در یک بازه زمانی 47 روزه 1652 شراره را منتشر نموده است و برای مدتی اخترشناسان فکر می کردند که در نوع یکتاست.

طبق مقاله ای که 8 ژوئن (18 خرداد) در نشریه نیچر (Nature) منتشر شد، محققان اولین نگاه کلی خود را از انفجار رادیویی سریع نو، FRB 190520، با استفاده از تلسکوپ رادیویی کروی با دیافراگم پانصد متری چین (FAST) مشاهده کردند.

رصدهای فَست تأیید کرد که جرم دوردست فوران های رادیویی متناوب و تکراری از خود ساطع می نماید و مشاهدات بعدی هم که با آرایه بسیار بزرگ (VLA) نیومکزیکو انجام شد، مکان آن را تعیین کرد. دانشمندان دریافتند که منبع انفجارهای مکرر، بسیار شبیه همتای خود، در یک کهکشان کوتوله و در فاصله تقریبا 3 میلیارد سال نوری از زمین قرار گرفته است. VLA بعلاوه تأیید کرد که منبع FRB 190520 کوچک و فشرده است و در بین فوران های بزرگ تر، گسیل های رادیویی ضعیف تری هم دارد.

به گفته پژوهشگران شناسایی یک FRB دوم با رفتاری مشابه نمونه اول، پرسش های مهمی را ایجاد می نماید و احتمال وجود دو نوع مختلف FRB را تقویت می نماید. شیتیج آگاروال (Kshitij Aggarwal) یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشگاه ویرجینیای غربی گفت: آیا FRBهایی که تکرار می شوند با آن هایی که تکرار نمی شوند، متفاوتند؟ آیا انتشار پیوسته فوران های رادیویی یک موضوع رایج است؟

اخترشناسان بر این باورند که یا دو یا چند سازوکار کاملا متفاوت برای فراوری این درخشش های کیهانی خیره نماینده وجود دارد، یا این انفجارها به وسیله اجرام فضایی، در مراحل بسیار متفاوتی از تکامل کیهانی خود ایجاد می شوند.

بعضی شواهد غیرمستقیم فرضیه دوم را تأیید می نمایند. چون فورانی های رادیویی سریع اغلب به صورت پالس های منفرد از یک منشاء ناشناخته می رسند، اخترشناسان معمولا فاصله امواج رادیویی ساطع شده از FRB را از روی فرکانس (مانند نور پس از عبور از منشور) تخمین می زنند زیرا هر چه بیشتر با الکترون های آزاد در فضا برخورد داشته باشد، فرکانس آن بیشتر تغییر می نماید. این اثر که پراکندگی نامیده می گردد، با فرض پراکندگی یکنواخت الکترون ها در فضا، حدس خوبی از مسافت طی شده به وسیله فوران رادیویی سریع به دست می دهد.

اما توانایی ردیابی محل منبع FRB 190520 یک عدم تطابق عجیب را نشان داد. امواج رادیویی از جسم تپنده به مقدار ای پراکنده شدند که نشان می دادند از جرمی در فاصله 8 تا 9.5 میلیارد سال نوری آمده اند، اما اخترشناسان با مطالعه جابجایی دوپلر یا امتداد طول موج امواج رادیویی ناشی از انبساط کیهان، فاصله آن را با دقت بیشتری تخمین زدند و دریافتند که در فاصله کمتر از 3 میلیارد سال نوری از زمین قرار داد.

آگاروال گفت: این نشان می دهد که مواد زیادی در نزدیکی FRB وجود دارد که کوشش برای استفاده از آن به منظور مقدار گیری گاز میان کهکشانی را دچار چالش می نماید. اگر این درباره دیگر فوران های رادیویی سریع هم درست باشد، پس نمی توانیم روی استفاده از آن ها به عنوان معیارهای کیهانی حساب کنیم.

ابرهای الکترونی متراکم غیرمعمول در اطراف FRB می تواند نشان دهد که منبع یک مغناطیی نوزاد است که هنوز در مواد انفجار ابرنواختری که آن را ایجاد نموده، پوشیده شده است. اما محققان قبل از اطمینان از این موضوع، به مقدار گیری های بیشتری احتیاج دارند.

سارا برک-اسپولاور (Sarah Burke-Spolaor) دیگر نویسنده این مطالعه گفت: زمینه پژوهشی FRB بسیار سریع در حال پیشرفت است و اکتشافات نوی به صورت ماهانه منتشر می شوند. با این حال، هنوز پرسش های بزرگی باقی می ماند، و این جرم تازه کشف شده، سرنخ های چالش برانگیز در خصوص این پرسش ها به ما می دهد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از رسیدن فوران رادیویی سریع به زمین

Credit: Jingchuan Yu, Beijing Planetarium

منبع: Live Science