ستاره‌شناسان موفق شدند دسته‌ای جدید از انفجارهای عظیم کیهانی را کشف کنند

ستاره‌شناسان به‌تازگی انفجار فضایی غول‌آسایی را دسته‌بندی کرده‌اند که اولین‌بار در سال ۲۰۱۸ رصد شده بود. در ابتدا، تصور می‌شد سرچشمه‌ی این انفجار به زمین نزدیک‌تر باشد. به‌لطف دو کشف بعدی، انفجار یاد‌شده حالا به دسته‌ای کاملا جدید از انفجارهای غول‌آسای کیهانی تعلق دارد. انفجارهای انرژی بسیار سریع و قدرتمند هستند و با سرعت چشمگیری ماده را در سراسر فضا پخش می‌کنند. ستاره‌شناسان دسته‌ی جدید انفجارها را گذارهای نوری سریع آبی یا FBOT نامیده‌اند.

انفجاری به‌نام «گاو» (AT2018cow) که در سال ۲۰۱۸ کشف شد، در کهکشانی به فاصله‌ی ۲۰۰ میلیون سال نوری قرار دارد. این انفجار به‌دلیل درخشندگی استثنایی عجیب بود. از آن زمان، دو انفجار بزرگ‌تر از همان نوع کشف شدند و تعداد کل FBOTهای شناخته‌شده به عدد سه رسید.

دو FBOT جدید در داده‌های آرشیوی پژوهش‌های آسمان شب کشف و سپس با رصدهای دقیق‌تری همراه شدند. یکی از این انفجارها، ZTF18abvkwla یا کوآلا است که از داده‌های سال  ۲۰۱۸ مربوط به رصد کهکشانی در فاصله‌ی ۳/۴ میلیارد سال نوری شناسایی شد و دیگری CSS161010 است که در داده‌های سال ۲۰۱۶ و از کهکشانی در فاصله‌ی ۵۰۰ میلیون سال نوری به‌دست آمد. دو مقاله‌ی جدید کوالا و CSS161010 را توصیف کرده‌اند.

برای پی‌بردن به‌شدت تراکم انفجارهای فوق، این داده‌ها را درنظر بگیرید: انفجار گاو حداقل ده برابر قدرتمندتر از ابرنواختر معمولی بود و انفجارهای کوالا و CSS161010 به‌مراتب از انفجار گاو هم قدرتمند‌تر بودند؛ اما هر سه انفجار شباهت‌های زیادی با یکدیگر دارند. آنا هو، ستاره‌شناس کلتک و پژوهشگر این بررسی می‌گوید:

پس از خلاصه‌سازی داده‌ها احساس کردم خطایی مرتکب شدم. انفجار کوالا مشابه انفجار گاو بود؛ اما نشر رادیویی آن ده‌برابر درخشان‌تر بود و به انفجار اشعه‌ی گاما شباهت داشت.

انفجار CSS161010 حتی قوی‌تر از دو انفجار دیگر بود. با رصدهای دقیق‌تر در طول موج‌های اشعه‌ی ایکس، مشخص شد این انفجار مقادیر زیادی ماده‌ی ستاره‌ای را با ۵۵ درصد سرعت نور در فضا منتشر کرده است. دیآن کوپجانز، ستاره‌شناس دانشگاه شمال غربی و سرپرست پژوهش CSS161010، بیان می‌کند:

این یافته غیرمنتظره بود. می‌دانیم انفجارهای پرانرژی ستاره‌ای به‌ویژه انفجارهای اشعه‌ی گاما می‌توانند مواد را با سرعتی تقریبا برابر با سرعت نور منتشر کنند؛ اما این انفجار‌ها جرم بسیار کمی معادل یک‌میلیونیوم جرم خورشید را منتشر می‌کنند. این در حالی است که جرم منتشرشده در انفجار CSS161010 تقریبا ۱۰ درصد جرم خورشید بود که با سرعت نسبیتی منتشر شد. درنتیجه طبق شواهد، این انفجار در دسته‌ی جدیدی جای می‌گیرد.

هر سه انفجار شباهت‌هایی به یکدیگر دارند. ظاهر هر سه مانند انفجارهای ابرنواختر (سوپرنوا) است؛ اما به‌سرعت می‌درخشند و دوباره ناپدید می‌شوند (سریع‌تر از سوپرنوای معمولی). هر سه در‌مقایسه‌با سوپرنواهای دیگر به‌شدت داغ هستند و دلیل رنگ آبی آن‌ها هم همین است.

ازآنجاکه سه انفجار بسیار سریع اتفاق می‌افتند، به‌سختی می‌توان عامل آن‌ها را شناسایی کرد. در ژانویه‌ی ۲۰۱۹، ستاره‌شناسان انفجار گاو را با سناریوهای مشابه مقایسه کردند: سیاه‌چاله‌ای در حال بلعیدن کوتوله‌ای سفید یا نوع عجیبی از سوپرنوای هسته‌ای که به شکل‌گیری ستاره‌ی نوترونی یا سیاه‌چاله منجر می‌شود. هیچ‌کدام از دو سناریو یادشده به انفجارهای FBOT تعمیم‌دادنی نبودند؛ اما ستاره‌شناسان معتقدند هدف اصلی نوع بسیار خاصی از سوپرنوا است.

در سوپرنوا از نوع فروپاشی هسته انفجار به گسترش لایه‌ای از مواد ستاره‌ای و گاهی به ایجاد قرص برافزایشی چرخانی از مواد حول هسته‌ی فروپاشی‌شده منجر می‌شود که جت‌های نسبیتی شدیدی را از قطب‌ها منتشر می‌کند. این جت‌ها اشعه‌ی گاما منتشر می‌کنند و بدین‌ترتیب، انفجار اشعه‌ی گاما رخ می‌دهد.

گام بعدی در پژوهش بررسی داده‌های بیشتر برای شناسایی تعداد بیشتری از انفجارهای درخشان خواهد بود که در گذشته نادیده گرفته شدند. ستاره‌شناسان با شناسایی این انفجارها می‌توانند به سناریو پشت‌پرده‌ی آن‌ها پی ببرند؛ اما نکته‌ی بسیار واضح این است: عامل انفجارها هرچه باشد بسیار شدید است. رافائلا مارگوت، ستاره‌شناس دانشگاه شمال‌غربی می‌گوید:

تصور می‌کردیم عامل سریع‌ترین انفجارهای طبیعت را می‌دانیم و فکر می‌کردیم تنها دو راه برای تولید آن‌ها وجود دارد: فروپاشی ستاره‌ای غول‌آسا ازطریق انفجار اشعه‌ی گاما یا ادغام دو ستاره‌ی نوترونی؛ اما در این پژوهش، به روش سومی برای این انفجارها دست یافتیم. حالا نیرویی شدید وجود دارد که می‌تواند این پدیده‌ی پرانرژی را تولید کند.