تلسکوپ جیمز وب منشا بزرگترین انفجار از زمان بیگ بنگ را که در سال ۲۰۲۲ مشاهده شد پیدا کرد، اما یک راز جدید نیز ایجاد شد
سال ۲۰۲۲ یک انفجار پرتو گاما با نام مستعار BOAT دیده شد، اعتقاد بر این است که این درخشان ترین انفجاری است که بشر تاکنون شاهد آن بوده است و آن را ثبت کرده است.
اما جست و جوی تلسکوپ جیمز وب برای یافتن منشأ آن تنها سوالات بیشتری را مطرح کرده است.
این انفجار (با نام مستعار BOAT یا "روشن ترینِ تمام دوران") یک انفجار پرتو گاما (GRB) است که فوتون ها را با انرژی بیشتری نسبت به برخورد دهنده هادرونی بزرگ به طرف زمین پرتاب کرد. این نور در ۹ اکتبر ۲۰۲۲ توسط تلسکوپ هایی در مدار و روی زمین شناسایی شد و از فاصله ۲.۴ میلیارد سال نوری از ما در صورت فلکی ساگیتا آمد.
اکنون، تیمی از دانشمندان منشأ احتمالی BOAT را برای یک ابرنواختر غول‌پیکر که پس از فروپاشی یک ستاره غول‌پیکر به وجود آمده است، ردیابی کرده‌اند.
اما
تحقیقات آنها راز جدیدی را هم آشکار می کند - ابرنواخترهایی مانند ابرنواختر مربوط به BOAT قرار است کارخانه های کیهانی برای عناصر سنگین مانند پلاتین و طلا باشند، اما وقتی محققان به دنبال آن بودند، هیچ مدرکی برای آنها پیدا نکردند.
دانشمندان یافته های خود را در ۱۲ آوریل در مجله Nature Astronomy منتشر کردند.
پیتر بلانچارد، نویسنده اصلی مطالعه، اخترفیزیکدان در نورث وسترن، می گوید: وقتی تأیید کردیم که این انفجار در اثر فروپاشی یک ستاره پرجرم ایجاد شده است، این فرصت را به ما داد تا فرضیه ای را برای چگونگی تشکیل برخی از سنگین ترین عناصر در جهان آزمایش کنیم. ولی ما نشانه هایی از این عناصر سنگین را ندیدیم، که نشان می دهد GRB های(همین دست انفجارهای قوی پرتو گاما) بسیار پرانرژی مانند BOAT این عناصر را تولید نمی کنند.
وقتی سوخت یک ستاره عظیم تمام می‌شود، قبل از اینکه در یک انفجار ابرنواختری غول‌پیکر به بیرون منفجر شود، فرو می‌ریزد و یک ستاره نوترونی فوق‌العاده چگال یا یک سیاه‌چاله باقی می‌ماند. این انفجارهای ستاره ای - و گاهی حتی برخورد بین دو ستاره نوترونی - هستند که انفجارهای قدرتمندی از پرتوهای گاما را تولید می کنند که می توانند توسط رصدخانه ها در فضا و حتی روی زمین دریافت شوند.
اولین انفجار پرتو گاما به طور تصادفی توسط ماهواره های نظامی ایالات متحده در دهه ۱۹۶۰ شناسایی شد. از آن زمان به بعد، آنها به پینگ کردن تجهیزاتی که قادر به تشخیص نور پرانرژی اینها هستند، ادامه دادند. اما زمانی که BOAT ظاهر شد در ۲۰۲۲، حداقل ۱۰ برابر درخشان‌تر از هر انفجار کیهانی دیگری بود که تاکنون شاهد آن بوده‌ایم.
بلانچارد گفت: این رویداد برخی از پرانرژی‌ترین فوتون‌های ثبت شده توسط ماهواره‌های طراحی شده برای تشخیص پرتوهای گاما را تولید کرد. این رویدادی بود که زمین فقط هر ۱۰۰۰۰ سال یک بار می بیند.
این انفجار به قدری درخشان بود که اخترشناسان مجبور شدند شش ماه منتظر بمانند تا از بین برود تا بتوانند از تلسکوپ فضایی جیمز وب برای مشاهده مستقیم آن استفاده کنند.
بلانچارد گفت: این GRB آنقدر درخشان بود که هر گونه امضای بالقوه ابرنواختری را در هفته ها و ماه های اول پس از انفجار پنهان کرد. "در این زمان‌ها، به اصطلاح پس‌درخشش GRB مانند چراغ‌های جلوی ماشینی بود که مستقیماً به سمت شما می‌آمدند و از دیدن خود خودرو جلوگیری می‌کردید. بنابراین، باید منتظر می‌ماندیم تا به طور قابل توجهی محو شود تا به ما فرصتی برای دیدن ابرنواختر بدهند."
پس از نشانه گرفتن ابزار طیف‌نگار مادون قرمز نزدیک JWST (NIRSpec) به سمت منبع انفجار، محققان نشانه‌هایی از عناصری مانند اکسیژن و کلسیم را پیدا کردند که معمولاً در ابرنواخترها یافت می‌شوند.
اما آنها هیچ عنصری سنگین‌تر از آهن را در میان زباله‌ها پیدا نکردند که به طور بالقوه انفجارهای درخشانی مانند BOAT را به عنوان تولیدکنندگان فلزات سنگین رد می‌کند.(بر خلاف همه انفجارهای قبلی این انفجار بزرگ عناصر سنگین تر از آهن نداشته است و اینکه چرا یک معمای تازه است)
و با کمال تعجب، علیرغم درخشندگی شدید انفجار پرتو گاما، ابرنواختری که از آن آمده بود دارای روشنایی نسبتاً متوسطی بود. به گفته محققان، این احتمال وجود دارد که BOAT شدت خارق‌العاده خود را از قیف شدن مواد ستاره در حال انفجار در امتداد یک جت نسبیتی باریک غیرمعمول - یک جریان ماده باردار با سرعت نزدیک به نور - به دست آورده باشل.
تانموی لاسکار، استادیار فیزیک در دانشگاه یوتا، یکی از نویسندگان این مقاله، در بیانیه‌ای گفت: این مانند متمرکز کردن پرتو چراغ قوه بر روی یک ستون باریک است، برخلاف یک پرتو پهن که در سراسر یک دیوار میبینید. "در واقع، این یکی از باریک‌ترین جت‌هایی بود که تاکنون برای انفجار پرتو گاما دیده شده است، که به ما اشاره می‌کند که چرا نور پسین به همان اندازه درخشان ظاهر شد. ممکن است عوامل دیگری نیز مسئول باشند، و این یک سوال است که محققان برای سال‌های آینده مطالعه خواهند کرد."
محققان می گویند گام های بعدی آنها استفاده از JWST برای بررسی ابرنواخترهای دیگر خواهد بود. تضاد درخشندگی‌های مختلف، جت‌ها، عناصر شیمیایی و ویژگی‌های کهکشان میزبان می‌تواند به آنها کمک کند تا بفهمند BOAT چقدر غیرعادی بوده است.
سام آریامنش
http://dx.doi.org/10.1038/s41550-024-02237-4