انفجار لأشعة غاما يكشف عن فرضية جديدة لموت النجوم

توصلت دراسة جديدة إلى أن الانفجار الكوني البعيد يحدث بسبب نوع لم يسبق له مثيل من الموت النجمي.

ووفقا للدراسة، من المحتمل أن يكون انفجار أشعة غاما (GRB) الذي تم اكتشافه في مجرة بعيدة منذ ما يقارب أربع سنوات، ناتجا عن تصادم بين نجمين أو بقايا نجمية في بيئة مكتظة محيطة بثقب أسود هائل في قلب المجرة القديمة. 

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة أندرو ليفان، عالم الفلك بجامعة رادبود في هولندا، في بيان: “تظهر هذه النتائج الجديدة أن النجوم يمكن أن تواجها زوالها في بعض المناطق الأكثر كثافة في الكون، حيث يمكن أن تتصادم. وهذا مثير لفهم كيفية موت النجوم وللإجابة على أسئلة أخرى، مثل المصادر غير المتوقعة التي قد تخلق موجات الجاذبية التي يمكننا اكتشافها على الأرض”.

ومن المعروف أن انفجارات أشعة غاما هي أقوى الانفجارات في الكون، حيث تصدر في ثوان قليلة طاقة أكثر مما ستنتجه شمسنا طوال حياتها.

وهناك نوعان من انفجارات غاما: النوع القصير، الذي يستمر لمدة ثانيتين أو أقل، والصنف الطويل، والذي يمكن أن يستمر لعدة دقائق.

ويعتقد علماء الفلك أن انفجارات أشعة غاما القصيرة تنتج عموما عن اندماجات بين النجوم النيوترونية، في حين أن الانفجارات الطويلة عادة ما تحدث عندما تندفع نجوم كتلتها على الأقل 10 أضعاف كتلة الشمس، في انفجارات مستعر أعظم.

والانفجار الذي تم تحليله حديثا، والمعروف باسم GRB 191019A، هو انفجار طويل، حيث استمر أكثر من دقيقة بقليل. وتم رصده لأول مرة بواسطة مرصد نيل غيريلز سويفت التابع لناسا في أكتوبر 2019، في مجرة تبعد نحو 3.4 مليار سنة ضوئية عن الأرض.

ودرس ليفان وفريقه GRB 191019A باستخدام تلسكوب Gemini South في تشيلي. وسمحت هذه الملاحظات للعلماء بتحديد أن الانفجار وقع على بعد أقل من 100 سنة ضوئية من مركز المجرة. ولم يروا أي علامات على وجود مستعر أعظم في تلك المنطقة.

وقال ليفان: “أخبرتنا ملاحظاتنا اللاحقة أنه بدلا من أن يكون نجما هائلا ينهار، فإن الانفجار كان على الأرجح ناتجا عن اندماج جسمين مضغوطين. ومن خلال تحديد موقعه إلى مركز مجرة قديمة تم تحديدها سابقا، كان لدينا أول دليل على مسار جديد للنجوم لتلاقي زوالها”.

وهذا المسار الجديد هو تصادم عشوائي بين نجمين، أو بقايا نجمية مثل الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية (النوى المتبقية فائقة الكثافة من النجوم الميتة).

ومن المعروف أن هذه الأجسام تتصادم، على سبيل المثال، اكتشف مشروع LIGO موجات الجاذبية المتولدة عن تصاعد الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية معا.

ولكن هذه اللقاءات التي لوحظت سابقا هي عمليات اندماج بين كائنات كانت يوما ما تشكل زوجا ثنائيا.

ويعد الحدث المفترض وراء GRB 191019A عشوائيا وفوضويا، وستكون هناك الكثير من الفرص لمثل هذه الفوضى بالقرب من قلب المجرة، وفقا لفريق الدراسة.

ونظرا لأن المجرة قديمة جدا، فإن معظم النجوم الضخمة بما يكفي للموت في المستعرات الأعظمية المنتجة لأشعة غاما في المنطقة ماتت منذ زمن طويل.

وقام العلماء بفحص البيانات بحثا عن مستعر أعظم من شأنه أن يرافق الانفجار، لكن بحثهم بيّن عدم وجود مستعر أعظم.

لكن قلب المجرة مليء بنجوم أصغر وبقايا كثيفة من النجوم الضخمة. وهكذا، فإن العلماء يقترحون اصطدام اثنين من هذه الأجسام النجمية بالقرب من مركز المجرة، وكان الاصطدام عنيفا بما يكفي لإنتاج انفجار أشعة غاما الخاص به. 

نُشرت الدراسة الجديدة على الإنترنت في مجلة Nature Astronomy.

المصدر: سبيس