وقع الانفجار الكوني من بين ألمع الانفجارات في التاريخ المسجل في الطرف الآخر من درب التبانة ووصل إلينا في 27 ديسمبر والجمعة الماضية، وتم الإبلاغ عنه في مؤتمر صحفي خاص بمقر وكالة ناسا.
Image #1: انطباع فني عن الحدث الذي وقع في 27 ديسمبر 2004. انفجر انفجار أشعة غاما من SGR 1806-20 وضرب الغلاف الجوي للأرض.
اضغط هنا لمشاهدة الفيلم
واكتشف العلماء وميضًا من الضوء جاء من الطرف الآخر للمجرة، وكان قويًا جدًا لدرجة أنه ارتد عن سطح القمر وأضاء الغلاف الجوي العلوي للأرض.
كان وميض الضوء هو الأكثر سطوعًا مقارنة بجميع الومضات التي اكتشفتها الأجهزة العلمية، واستمر حوالي عُشر ثانية. اكتشفت ناسا والأقمار الصناعية الأوروبية التوهج ونتائجه في 27 ديسمبر 2004. وقد أبلغ فريقان من العلماء عن الحدث في مؤتمر صحفي خاص عقد يوم الجمعة 18 فبراير 2 في مقر ناسا في واشنطن. ومن المقرر نشر عدد كبير من المقالات حول هذا الموضوع.
يقول العلماء أن التوهج جاء من لهب عملاق على سطح نجم نيوتروني غريب يسمى Magnetar. وكانت الشدة المرئية أكثر إشراقا من البدر وجميع الانفجارات النجمية المعروفة في التاريخ. كان الضوء أيضًا هو الأكثر سطوعًا في نطاق طاقة أشعة جاما، وأكثر نشاطًا بكثير من الضوء المرئي أو الأشعة السينية ولم يكن ضمن نطاق رؤية العين البشرية.
لقد حدث الانفجار بالفعل في الطرف الآخر من مجرة درب التبانة، لكنه يعتبر من الناحية الكونية قريبًا نسبيًا وهذا يثير التساؤل حول ما إذا كان انفجار أشعة جاما، وربما أكبر، قد ألحق الضرر بغلافنا الجوي وتسبب في أحد الانقراضات الهائلة المعروفة في تاريخ الأرض والذي حدث منذ مئات الملايين من السنين.
أيضًا، إذا كانت التوهجات العملاقة قوية جدًا، فمن الممكن أن تكون بعض انفجارات أشعة جاما (التي يُعتقد أنها ناتجة عن ثقوب سوداء قيد الإنشاء) قد تكون في الواقع نتاج انفجارات النجوم النيوترونية في المجرات القريبة.
الصورة 2: انطباع فني عن النجم المغناطيسي SGR 1806-20 وخطوط مجاله المغناطيسي. بعد الوميض الأول، تؤدي النبضات الأصغر في البيانات إلى افتراض أنها موجودة في النقاط الساخنة على السطح الدوار للممغنط. ولا تظهر البيانات أيضًا تغيرًا في معدل دوران المغناطيس بعد الوميض الأولي.
اضغط هنا لمشاهدة الفيلم
كان القمر الصناعي Swift الجديد التابع لناسا ومصفوفة التلسكوب الكبير جدًا (VLA) التابع لمؤسسة العلوم الوطنية (NSF) اثنين من المراصد العديدة التي رصدت الحدث الناشئ من النجم النيوتروني SGR 1806-20، الذي يقع على بعد حوالي 50 سنة ضوئية من الأرض في اتجاه القوس.
وقال الدكتور ديفيد بالمر من مختبرات لوس ألاموس الوطنية، العالم الرئيسي في الورقة التي تصف ملاحظات سويفت: "قد تكون هذه فرصة العمر لعلماء الفلك وكذلك للنجم النيوتروني". "نحن نعرف فقط عن حدوث توهجين عملاقين خلال الـ 35 عامًا الماضية، وكان حدث ديسمبر الماضي أقوى بمئات المرات."
الصورة 3: تظهر بيانات الراديو منطقة نشطة للغاية حول SGR1806-20. شاهدت مجموعة كبيرة جدًا من التلسكوبات المواد وهي تخرج من النجم المغناطيسي وهي تطير إلى الفضاء بين النجوم. بدأت هذه الملاحظات على موجات الراديو بعد سبعة أيام من الحريق واستمرت لمدة عشرين يومًا تقريبًا. لقد أظهروا أن SGR1806-20 يتلاشى في طيف الراديو.
الائتمان: NRAO/CfA/Gaensler & Univ. هاواي.
الدكتور بريان جاينسلر من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج، ماساتشوستس، هو الباحث الرئيسي في التقرير الذي وصف نتائج VLA، التي تتبعت المواد من العظام أثناء نفخها في الفضاء بين النجوم. الفرق العلمية الرئيسية الأخرى هي المعاهد التي تشغل التلسكوبات الراديوية في أستراليا وهولندا وبريطانيا العظمى والهند والولايات المتحدة الأمريكية بالإضافة إلى التصوير الطيفي للطاقة الشمسية العالية التابع لناسا (RHESSI).
النجم النيوتروني هو النواة المتبقية من نجم كان في يوم من الأيام أكبر من كتلة الشمس بعدة مرات. عندما يستنفد مثل هذا النجم وقوده النووي، فإنه ينفجر في حدث يعرف باسم المستعر الأعظم. يتم ضغط النواة المتبقية، وتدور بسرعة، ولها كثافة مغناطيسية عالية ويبلغ قطرها حوالي 25 كيلومترًا فقط. الملايين من النجوم النيوترونية معروفة في مجرتنا درب التبانة.
في الصورة 4: SGR 1806-20 هو نجم نيوتروني فائق المغناطيسية، يسمى Magnetar، ويبعد عن الأرض 50 ألف سنة ضوئية في اتجاه برج القوس.
اضغط هنا لمشاهدة الفيلم
الائتمان: وكالة ناسا
اكتشف العلماء حتى الآن حوالي عشرة نجوم فائقة المغناطيسية تسمى Magnetar. يبلغ حجم المجال المغناطيسي حول النجم المغناطيسي حوالي ألف تريليون غاوس، وهو قوي بما يكفي لتمزيق شريط البيانات الموجود على بطاقة الائتمان إذا حدث ذلك في منتصف الطريق إلى القمر. تقاس النجوم النيوترونية العادية بحدود تريليون غاوس. تبلغ قوة المجال المغناطيسي للأرض حوالي نصف غاوس.
أربعة من النجوم المغناطيسية، والتي تسمى أيضًا مكررات جاما الناعمة (SGR) لأن لهبها يندلع بشكل عشوائي ويطلق أشعة جاما. تطلق مثل هذه الأحداث قوى تتراوح من 10 أس 30 إلى 10 أس 35 واط في الثانية، أو طاقة أقوى بملايين المرات من طاقة الشمس. على سبيل المثال ثانية غنية Behak SGR 1806-20 بقوة 10 وقوة 40 واط. إجمالي الطاقة التي تنتجها شمسنا خلال 150 ألف سنة.
عالم من جامعة بن غوريون لاحظ قبل حوالي 3 سنوات ظاهرة انفجار وميض الطاقة اللامع الذي حدث في العصر الحديث
وقد تمت ملاحظة هذه الظاهرة المذهلة في الفضاء من قبل علماء وكالة ناسا والأقمار الصناعية الأوروبية في نهاية ديسمبر 2004
وتوقع العالم من جامعة بن غوريون، البروفيسور ديفيد ايشلر من قسم الفيزياء، قبل حوالي ثلاث سنوات، احتمال حدوث ظاهرة مشابهة لتلك التي رصدها علماء وكالة الفضاء الأمريكية ناسا والأقمار الصناعية الأوروبية في 27 ديسمبر 2004. في الفضاء. في ذلك الوقت، أعلن العلماء عن وميض الطاقة الساطع وهو أكثر ما حدث حتى الآن في العصر الحديث خارج النظام الشمسي. وهو انفجار ضخم من الإشعاع عالي الطاقة - والذي يُعرف بأنه ألمع الإشعاع في مجال إشعاع جاما وهو أكثر نشاطًا بكثير من الجزء المرئي من الطيف ومجال الأشعة السينية.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الوسط البينجمي نتج عن موجة صدمية انبعثت منها موجات راديوية، نتجت عن انفجار على سطح نجم نيوتروني يعرف لدى الباحثين باسم SGR 1806-20، ويقع على بعد حوالي 50,000 ألف سنة ضوئية من الأرض في كوكبة القوس. . وقد اكتشف العلماء في السابق حوالي عشرة نجوم نيوترونية من هذا القبيل. يطلق عليها اسم النجوم المغناطيسية لأن مجالاتها المغناطيسية قوية للغاية.
في مقال نشره عام 2002، في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، اختبر إيشلر نظريًا إمكانية حدوث "نسخة عملاقة جدًا من انفجارات أشعة جاما الناعمة التي تم رصدها حتى الآن". وتوقع في استنتاجاته مقدما أن مثل هذا الانفجار سيكون أقوى 100 مرة من تلك التي لوحظت سابقا. البروفيسور ديفيد ايشلر والدكتور يوري ليوبارسكي من قسم الفيزياء في جامعة بن غوريون في النقب هما من بين مجموعتين من الباحثين الذين سيتم نشر مقالاتهم حول هذا الموضوع في العدد القادم من المجلة العلمية المرموقة طبيعة.
تجدر الإشارة إلى أن قوة المجال المغناطيسي حول النجم المغناطيسي تبلغ حوالي 1,000 تريليون (1015) غاوس - وهي قوة كافية لتغيير شكل الذرات وحتى التأثير على خصائص الفضاء الفارغ. (للمقارنة، تتمتع النجوم النيوترونية العادية بمجالات تبلغ قوتها "فقط" تريليون غاوس. أما المجال المغناطيسي للأرض فهو 0.5 غاوس). يُطلق على أربعة من النجوم المغناطيسية اسم "مكررات جاما الناعمة، أو SGR" لأنها تنفجر أحيانًا وتطلق أشعة جاما منخفضة الطاقة نسبيًا ("ناعمة"). ومن المثير للدهشة أن الحدث الأخير كان أكثر سطوعًا بمقدار 100 مرة من ألمع جميع الانفجارات الإشعاعية الضخمة التي تم رصدها من قبل. وسارع العلماء إلى إيجاد تفسير لكثافة الطاقة المنبعثة. ويقول البروفيسور إيشلر: "ربما تكون هذه هي الطفرة الكبيرة التي كنا ننتظرها". قبل أربع سنوات، نشر إيشلر مقالاً بعنوان: "في انتظار "الطفرة الكبيرة": نوع جديد من الانفجارات من المصادر القديمة لأشعة جاما الناعمة؟". تتوقع هذه المقالة وتصف أحداثًا مثل ثوران 27 ديسمبر.
يوضح إيشلر: "يعتمد الافتراض على المبدأ المعروف بأن المجالات المغناطيسية للوسط المتحرك غير مستقرة". "يمكن ملاحظة ذلك عند وضع مغناطيسين صغيرين بحيث يتم ترتيب مجالاتهما المغناطيسية في نفس الاتجاه. إذا كانت المغناطيسات قريبة من بعضها البعض فسوف تنعكس بالنسبة لبعضها البعض، وبالتالي فإن إجمالي الطاقة المغناطيسية ستنخفض. وإذا طبقنا نفس المبدأ على النجوم ذات المغناطيسية القوية، فيمكننا أن نتخيل أن أجزاء كبيرة من النجم ستدور بالنسبة لبعضها البعض، إذا كانت قوة المجال المغناطيسي كبيرة بما فيه الكفاية. في مثل هذه الحالة، سيتم إطلاق جزء كبير من إجمالي الطاقة المغناطيسية في ثوران واحد (محو جزء كبير من المجال المغناطيسي) وسيتم إهدار كمية كبيرة نسبيًا من الطاقة على إعادة هيكلة سطح النجم. في الواقع، أظهر المجال المغناطيسي للنجم شكلًا مختلفًا تمامًا بعد انفجار 27 ديسمبر.
كتب الدكتور بريان جينسلر من مركز الفيزياء الفلكية بجامعة هارفارد ومعهد سميثسونيان في مجلة Nature عن إشعاع الموجات الراديوية الناجم عن الانفجار، والذي تتبع المواد المقذوفة في الفضاء بين النجوم. انضم علماء من 20 مؤسسة بحثية إلى الملاحظات. يقول جينسلر: "كان ثاني أقوى ثوران لوحظ من مصدر أشعة جاما الناعم لا يكاد يذكر مقارنة بالثوران المذهل الذي حدث في 27 ديسمبر". "لو حدث ذلك على بعد 10 سنوات ضوئية منا، لكان قد حدث ضرر جسيم بغلافنا الجوي، مما أدى إلى انقراض جماعي. ولحسن الحظ، لا توجد نجوم مغناطيسية بالقرب منا."
يتم دعم البحث الإسرائيلي من قبل مؤسسة العلوم الإسرائيلية الأمريكية الثنائية، والمؤسسة الوطنية للعلوم، والمؤسسة الإسرائيلية الألمانية، وكرسي أرنو للفيزياء النظرية، ووزارة الاستيعاب.
للحصول على مقال على موقع وكالة ناسا يحتوي على إدخالات لأفلام إضافية
محاضرتان عن انفجارات أشعة جاما في أرشيف الفيديو للنادي الفلكي بجامعة تل أبيب
