اكتشاف جسم كوني غامض ينبض بالأشعة السينية

اكتشف علماء الفلك جسماً سماوياً مذهلاً ينبعث منه ومضات ساطعة من موجات الراديو والأشعة السينية تستمر لمدة دقيقتين وتتكرر كل 44 دقيقة.

في تطور جديد، يمثل هذا الاكتشاف المرة الأولى التي ترتبط فيها الأشعة السينية القوية بجسم قد يكون عابراً طويل الأمد. رصد علماء الفلك هذه الفئة الجديدة الغامضة من الأجسام لأول مرة في عام 2022، وتم العثور على أقل من اثني عشر جسماً حتى الآن.

وقال الدكتور آندي وانغ، المحاضر المشارك في معهد كورتن لعلم الفلك الراديوي في أستراليا، في رسالة بالبريد الإلكتروني: "الأجسام العابرة طويلة الأمد (الراديوية) هي فئة تم تحديدها مؤخراً من الأجسام الكونية التي تصدر ومضات ساطعة من الموجات الراديوية كل بضع دقائق إلى عدة ساعات". "لا تزال ماهية هذه الأجسام، وكيف تولد إشاراتها غير الاعتيادية، لغزاً."

ويقع الجسم المسمى ASKAP J1832-0911، على بعد حوالي 15000 سنة ضوئية من الأرض في نفس المجرة التي تقع فيها مجموعتنا الشمسية.

يمكن أن تكون انبعاثات الأشعة السينية، التي اكتشفها مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة ناسا، المفتاح لمساعدة علماء الفلك على فهم المزيد عن الطبيعة الحقيقية لهذه الأجسام الكونية المثيرة للاهتمام وسلوكها النابض.

قال وانغ، المؤلف الرئيسي لدراسة نشرت هذه الملاحظات التي نشرت يوم الأربعاء في مجلة نيتشر: "عادة ما تأتي الأشعة السينية من بيئات شديدة الحرارة والحيوية، لذا فإن وجودها يشير إلى أن شيئاً دراماتيكياً حدث للجسم".

وقال وانغ إن العابرين طويلي الأمد يبدو أنهم أكثر نشاطاً مما كان يُعتقد سابقاً إذا كان بإمكانهم إنتاج الأشعة السينية، التي تتمتع بطاقة أكبر من موجات الراديو.

Loading image...

لغز كوني

والآن، يحاول الباحثون معرفة مصدر موجات ASKAP J1832-0911 الراديوية والأشعة السينية التي لا تتناسب مع صندوق أنيق للتصنيف، وما إذا كانت تمثل حقاً عابراً طويل الأمد أو غريب الأطوار.

في البداية، اعتقد الفريق أن هذا الجسم قد يكون نجمًا مغناطيسيًا، أو بقايا كثيفة لنجم ذي مجال مغناطيسي قوي للغاية، أو زوج من النجوم يتضمن نجمًا ميتًا ممغنطًا للغاية يسمى القزم الأبيض. لكن أياً من هذين الاحتمالين لم يتطابق تماماً مع الانبعاثات الساطعة والمتغيرة لموجات الراديو والأشعة السينية، كما قال الباحثون.

وقال وانغ: "هذا الجسم لا يشبه أي شيء رأيناه من قبل". "حتى تلك النظريات لا تفسر بشكل كامل ما نلاحظه. قد يشير هذا الاكتشاف إلى نوع جديد من الفيزياء أو نماذج جديدة للتطور النجمي."

تتبع علماء الفلك اكتشافًا سابقًا لاكتشاف عابر طويل الأمد، أُعلن عنه في مارس، إلى قزم أبيض يدور بشكل وثيق حول نجم قزم أحمر صغير وبارد. ويدور النجمان حول بعضهما البعض بشكل وثيق لدرجة أن مجالاتهما المغناطيسية تتفاعل مع بعضهما البعض، مما يؤدي إلى انبعاث رشقات نارية راديوية طويلة.

في تلك الدراسة، اكتشف الباحثون إشارات في الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء تتوافق مع الإشارات التي رصدوها، مما يشير إلى أنها قد تنتمي إلى نوعين مختلفين من الأجسام. وقال إن فريق وانغ لم يرصد مثل هذه الملاحظات على ASKAP J1832-0911.

Loading image...

وصف تشارلي كيلباتريك، المؤلف المشارك في دراسة مارس، الاكتشاف الجديد بأنه "مثير". لم يشارك في البحث الجديد.

كتب كيلباتريك، وهو أستاذ مساعد باحث في مركز الاستكشافات والأبحاث متعددة التخصصات في الفيزياء الفلكية بجامعة نورث ويسترن في إلينوي، في رسالة بالبريد الإلكتروني: "طبيعة هذا المصدر تسد الفجوة بين النجوم المغناطيسية الأكثر تطرفاً والأقزام البيضاء، وهو ما يخبرنا بمدى تطرف (هذه) الأجسام المدمجة."

قال وانغ إن عمليات الرصد المستقبلية بالأشعة السينية قد تكشف المزيد عن الجسم، مثل درجة حرارته وحجمه، والتي يمكن للباحثين استخدامها لتحديد المصدر. لكن الاكتشافات الجديدة تغير بالفعل الطريقة التي يفكر بها وانغ ومعاونوه في الإشارات العابرة طويلة الأمد.

اكتشاف صدفة

يقوم علماء الفلك الراديويون باستطلاع السماء بانتظام باستخدام مصفوفة الكيلومتر المربع الأسترالي باثفايندر، أو ASKAP، الموجودة في منطقة واجارري ياماجي في غرب أستراليا والتي تديرها منظمة الكومنولث الأسترالية للبحوث العلمية والصناعية.

التقط وانغ ومعاونوه لأول مرة إشارة ساطعة من الجسم في ديسمبر 2023. ثم أطلق الجسم نبضات شديدة السطوع من موجات الراديو في فبراير 2024. وقال وانغ إن أقل من 30 جسماً معروفاً في السماء وصل إلى مثل هذا السطوع في موجات الراديو.

Loading image...

ومن قبيل المصادفة، كان مرصد تشاندرا للأشعة السينية يشير إلى شيء آخر، ولكن صادف أن رصد مرصد الأشعة السينية للمرحلة الساطعة "المجنونة" من الجسم العابر طويل المدة، كما قال وانغ.

وقال وانغ: "إن اكتشاف أن ASKAP J1832-0911 كان ينبعث منه أشعة سينية كان أشبه بالعثور على إبرة في كومة قش". "يتمتع تلسكوب ASKAP الراديوي بمجال رؤية واسع للسماء ليلاً، في حين أن تلسكوب تشاندرا لا يرصد سوى جزء صغير منها. لذا، كان من حسن الحظ أن تلسكوب تشاندرا رصد نفس المنطقة من سماء الليل في نفس الوقت."

وعلى عكس النجوم النيوترونية سريعة الدوران التي تُسمى النجوم النابضة، والتي تُطلق نبضات تستمر من أجزاء من الثانية إلى ثوانٍ، فإن ASKAP J1832-0911 كان يتفاوت بشكل دوري في شدة الموجات الراديوية والأشعة السينية كل 44 دقيقة. كما انخفض الجسم أيضاً في شدة الأشعة السينية والموجات الراديوية. لم تُظهر عمليات الرصد التي التقطها تشاندرا بعد ستة أشهر في أغسطس 2024 عدم وجود أشعة سينية.

واستخدم الفريق أيضاً جهاز CRACO، أو مركز علم الفلك الراديوي المترابط، الذي تم تطويره مؤخراً للكشف عن رشقات راديوية سريعة غامضة، أو ومضات من الموجات الراديوية بطول جزء من الثانية من الموجات الراديوية وظواهر سماوية أخرى. ويمكن لهذه الأداة استبيان البيانات ومعالجتها بسرعة لرصد الانفجارات الراديوية وتحديد موقعها.

وقال الدكتور كيث بانيستر، وهو عالم فلك ومهندس في مركز أبحاث الفضاء الكندي CSIRO ساعد في تطوير الجهاز: "هذا يعادل غربلة شاطئ كامل من الرمال للبحث عن عملة معدنية واحدة من فئة الخمسة سنتات كل دقيقة".

لكن CRACO قادر أيضاً على اكتشاف النبضات الراديوية الطويلة وساعد الفريق على تحديد أن رشقات الموجات الراديوية كانت متكررة. وأظهرت ملاحظات أخرى أن الأشعة السينية كانت تتكرر أيضاً.

وقال وانغ إن البيانات الواردة من التلسكوبات في الولايات المتحدة وجنوب أفريقيا والهند والمتعاونين من جميع أنحاء العالم جعلت من هذا الاكتشاف النادر للغاية جهداً عالمياً حقاً.

ومن الآن فصاعداً، سيواصل وانغ وفريقه البحث عن المزيد من الأجسام التي تبعث هذه النبضات الراديوية الطويلة.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة الدكتور ناندا ريا، الأستاذ في معهد علوم الفضاء ومعهد دراسات الفضاء في كاتالونيا في إسبانيا، في بيان: "إن العثور على جسم واحد من هذا القبيل يشير إلى وجود العديد من الأجسام الأخرى". "إن اكتشاف انبعاث الأشعة السينية العابر لها يفتح رؤى جديدة حول طبيعتها الغامضة."