مشاهده‌ی قدیمی‌ترین کهکشان جهان، با رصدِ انفجار پرتوی گاما

 

فرادید؛ بر طبق جدیدترین مشاهدات اخترفیزیک‌دانان احتمالا یک انفجار پرانرژی در دورترین کهکشان کیهان رخ داده است. اگر این رویداد تایید شود، کهن‌ترین “انفجار پرتو گامای” شناخته شده خواهد بود، زیرا فقط 400 میلیون سال پس از “بیگ بنگ” روی داده است.

 

“لینهوا جیانگ” و همکارانش از دانشگاه پکینگ در پکن چین، به کمک رصدخانه کک در هاوایی کم‌نورترین و قدیمی‌ترین کهکشان کیهان (GN-z11) را بررسی کردند. داده‌ها نشان می‌دهد این کهکشان در زمانی کمتر از سه دقیقه، صد‌ها برابر درخشان‌تر شد. پژوهشگران معتقدند، این می‌تواند یک انفجار پرتو گاما (GRB) بوده باشد، گونه‌ای رویداد بی‌اندازه درخشان که در دیگر کهکشان‌ها هم دیده شده و تصور می‌شود زمانی رخ می‌دهد که ستارگان غول‌پیکر، دستخوش انفجار ابرنواختری می‌شوند.

 

 

به گزارش فرادید؛ انفجار‌های پرتوی گاما حوادث بسیار نادری هستند که تاکنون تنها در کهکشان‌های میلیارد‌ها سال نوری دورتر دیده شده‌اند. آن‌ها درخشان‌ترین پدیده الکترومغناطیسی شناخته شده هستند که طی عمر کوتاه چند میلی ثانیه‌ای تا چند ساعته خود همه کهکشان‌ها را روشن می‌کنند.

آن‌ها معمولاً زمانی رخ می‌دهند که یک ستاره فوق العاده بزرگ به یک ستاره نوترونی یا یک سیاه چاله فرو می‌ریزد و یک انفجار هسته‌ای عظیم ایجاد می‌کند. این اتفاق موجب پدید آمدن فواره‌های بزرگی در محور چرخش آن می‌شود و یک انفجار پرتوی گاما غول آسا تولید می‌کند.

انفجار پرتو گاما یا فوران پرتو گاما «GRB» به فوران ناگهانی و شدید پرتوی گاما در اعماق کیهان گفته می‌شود. این پدیده ده‌ها سال به عنوان یکی از پدیده‌های مرموز اخترشناسی شناخته می‌شد. امروزه معلوم شده است که برخی از این انفجار‌ها مربوط به ابرنواختر‌ها و برخی دیگر مربوط به مگنتار‌ها «نوعی ستاره نوترونی با میدان مغناطیسی بسیار قوی» هستند.


ما کهکشان GN-z11 را به شکلی می‌بینیم که در 13.4 میلیارد سال پیش بوده، یعنی این یکی از نخستین کهکشان‌هایی بوده که پس از بیگ بنگ (انفجار بزرگ) پدید آمده (نورش 13.4 میلیارد سال در راه بوده تا به چشم ما برسد). اما از آنجایی که کیهان در حال انبساط است، فاصله‌ی واقعی ما با این کهکشان تاکنون حدود 32 میلیارد سال نوری شده است. فرآیند گسترش کیهان حتی پایِش یا دورۀ زمانیِ فورانی که جیانگ و همکارانش دیده‌اند را هم کش داده، زیرا این رویداد احتمالا تنها حدود 20 ثانیه زمان برده بوده که در اثر انبساط کیهان، آن را به اندازۀ حدود 3 دقیقه دیده‌ایم.

پیش از این، دورترین انفجار پرتو گامای شناخته شده در زمانی حدود 500 میلیون سال پس از بیگ بنگ، شناسایی شده بود؛ بنابراین رویداد GN-z11 کهن‌ترین نمونه‌ای است که تاکنون دیده شده، و این نشان می‌دهد که کهکشان‌های دوران آغازین کیهان، فعال‌تر از آنچه تصور می‌شد، بوده‌اند.

 

“جیانگ” می‌گوید دلیل این که می‌گوییم کهکشان‌های نخستین فعال‌تر از تصور بوده‌اند، این است که انفجار‌های پرتو گاما باید رویداد‌های بی‌اندازه کمیابی باشند: «احتمال دیدن یک انفجار پرتو گاما در این کهکشان اولیه نزدیک به صفر است. اگر تا یک میلیون سال به رصد کهکشانی این چنینی بپردازید، احتمالا تنها تک و توکی رویداد انفجار پرتو گاما در آن خواهید دید. به همین دلیل ثبت این رویداد تا این اندازه شگفت‌آور است.»

هنوز مشخص نیست که آیا دلیل این رویداد می‌توانسته یک سیگنال سرکش از یک ماهواره یا سیارکی چیزی در سامانه‌ی خورشیدی خودمان بوده باشد؟ اگرچه بعید است، ولی “جیانگ” می‌گوید، چون رویداد پایان یافته و رفته، دیگر هیچ راهی برای اطمینان یافتن از آن نخواهیم داشت.

با این همه، درخشش و پایش (دورۀ زمانی) این رویداد اشاره به یک انفجار پرتو گاما دارد و احتمال دارد بتوانیم نمونه‌های دیگری از این رویداد را در آن دوران ببینیم. جیانگ می‌گوید: «یا ما خوش‌شانس بوده‌ایم، یا نرخ انفجار‌های پرتو گاما بالاتر از چیزی است که تصور می‌شود.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Astronomy منتشر شده است.

انفجار پرتو گاما یا فوران پرتو گاما یا GRB (به انگلیسی: Gamma-ray burst) به فوران ناگهانی و شدید پرتو گاما در اعماق کیهان گفته می‌شود. این پدیده ده‌ها سال به عنوان یکی از پدیده‌های مرموز اخترشناسی شناخته می‌شد. امروزه معلوم شده‌است که برخی از این انفجار‌ها مربوط به ابرنواخترها، و برخی دیگر مربوط به مگنتار‌ها هستند.

کشف این انفجار‌ها به دهه 1960 باز می‌گردد. در این زمان تعدادی از ماهواره‌های نظامی بادبان که برای ردیابی انفجار‌های هسته‌ای اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی از سوی ایالات متحده آمریکا به جو زمین پرتاب شده بودند، به جای تشخیص انفجار هسته‌ای بر روی زمین، انفجاری بسیار نیرومند‌تر را در پشت خود و در ژرفای کیهان یافتند. ماهواره‌های نظامی بادبان به منظور آشکارسازی انفجار‌های هسته‌ای ناقض قرارداد ممنوعیت آزمایش‌های هسته‌ای طراحی و پرتاب شده بودند. تا سال 1990 هیچ‌یک از منابع این پرتو‌ها کشف نشده بود و تنها چیزی که دانشمندان در مورد سرچشمهٔ آن‌ها می‌دانستند این بود که آن‌ها از فضای بیرون جو زمین سرچشمه می‌گیرند.

برتو مونارد (Berto Monard) نخستین اخترشناس آماتوری است که یک انفجار پرتو گاما را مشاهده کرد. برتو مونارد که در آفریقای جنوبی زندگی می‌کند، این فوران گاما را در روز 25 ژوئیه 2003، 7٫1 ساعت بعد از فوران اصلی با تلسکوپ 12 اینچی یا حدوداً 30 سانتی‌متری‌اش رصد کرد.

ماهواره سوییفت ناسا، نشان داده‌است که خیلی از فوران‌های پرتو گاما، انفجار‌هایی همانند ابرنواختر‌هایی هستند که در پایان عمر ستارگان ابرپرجرم به وجود می‌آیند. بر پایهٔ برخی از نظریات، در این انفجارها، هستهٔ زیرین ستاره مستقیماً می‌رمبد تا یک سیاهچاله ستاره وار را تشکیل دهد. انرژی آزاد شدهٔ ناشی از این رمبش، صد بار بیشتر از انرژی آزاد شده در رمبش منشاء یک ستاره نوترونی است. این پدیده‌ها میان چند صدم ثانیه و چند ساعت دوام می‌آورند.