في فبراير 2024، اكتشف العلماء على الأرض انفجارًا راديويًا قويًا من الفضاء الخارجي. وسعيًا لاكتشاف مصدرها، تتبعوا وميض الطاقة القصير حتى مصدره خارج كوكب الأرض، واكتشفوا شيئًا غير متوقع.
قام علماء بقيادة جامعة نورث وسترن وجامعة ماكجيل بتتبع انفجار راديوي سريع (FRB) إلى حواف مجرة إهليلجية قديمة. كان العلماء يعتقدون سابقًا أن هذه الانفجارات الراديوية السريعة، التي تولد طاقة في توهج واحد أكبر مما تولده شمسنا خلال عام كامل، يتم إنتاجها حصريًا بواسطة المجرات الشابة التي تنتج نجومًا جديدة بشكل مطرد. ومع ذلك، فقد تم تفصيل التحقيقات الأخيرة في دراستين شقيقتين نشرتا في 21 يناير رسائل مجلة الفيزياء الفلكية، يدفعون علماء الفلك إلى إعادة النظر في التنوع المحتمل لمصادر FRB.
لم تكن FRB التي أطلق عليها اسم FRB 20240209A، في فبراير 2024، مجرد عملية منفردة. وفي الفترة بين فبراير ويوليو 2024، اشتعل المصدر نفسه 21 مرة.
وقالت تارانا افتخاري من جامعة نورث وسترن، التي شاركت في كلتا الدراستين، في بيان للجامعة: “النظرية السائدة هي أن التدفقات الراديوية السريعة تأتي من النجوم المغناطيسية التي تشكلت من خلال المستعرات الأعظمية المنهارة”. النجوم المغناطيسية هي نجوم نيوترونية ذات مجالات مغناطيسية قوية جدًا، والنجوم النيوترونية هي أجرام سماوية صغيرة جدًا وكثيفة يُعتقد أنها تتشكل في أعقاب الموت الانفجاري لبعض النجوم الكبيرة، أي المستعرات الأعظم.
وتابع افتخاري: “لا يبدو أن هذا هو الحال هنا”. “على الرغم من أن النجوم الشابة الضخمة تنتهي حياتها كمستعرات عظمى تنهار في مركزها، إلا أننا لا نرى أي دليل على وجود نجوم شابة في هذه المجرة. وبفضل هذا الاكتشاف الجديد، تظهر صورة تظهر أن ليس كل الدفقات الراديوية السريعة تأتي من نجوم شابة. ربما هناك مجموعة فرعية من الدفقات الراديوية السريعة المرتبطة بالأنظمة القديمة.
يبلغ عمر المجرة القديمة المعنية 11.3 مليار سنة، وتبعد عنا 2 مليار سنة ضوئية. وباستخدام المحاكاة الحاسوبية، اكتشفت افتخاري وزملاؤها أن المجرة مشرقة للغاية، وأضخم بـ 100 مليار مرة من شمسنا.
وقال افتخاري: “يبدو أنها أكبر مجرة مضيفة للتدفقات الراديوية السريعة حتى الآن”. “إنها من بين المجرات الأكثر ضخامة الموجودة هناك.” لم تنشأ التدفقات الراديوية السريعة غير العادية من مجرة قديمة فحسب، بل جاءت أيضًا من حافة تلك المجرة، على بعد 130 ألف سنة ضوئية من مركزها.
وقال فيشوانجي شاه من ماكجيل، الذي شارك في كلتا الدراستين: “من بين مجموعات الدفقات السريعة، تقع هذه الدفقات السريعة في (الأبعد) عن مركز المجرة المضيفة لها”. “هذا أمر مثير للدهشة والمثير في نفس الوقت، حيث من المتوقع أن تنشأ الدفقات الراديوية السريعة داخل المجرات، غالبًا في مناطق تشكل النجوم. موقع هذا التدفق الراديوي السريع حتى الآن خارج مجرته المضيفة يثير تساؤلات حول كيفية حدوث مثل هذه الأحداث النشطة في المناطق التي لا تتشكل فيها نجوم جديدة.
لكن FRB 20240209A ليس أول FRB يتم اكتشافه بعيدًا عن مناطق تكوين النجوم النشطة، بل هو الثاني. وفي عام 2022، تتبع علماء الفلك M81 FRB، التي تقع على بعد 12 مليون سنة ضوئية من الأرض، إلى مجموعة من النجوم على حافة المجرة ميسييه 81.
FRB 20240209A “يمكن أن يكون توأمًا للحدث M81 (M81 FRB). إنها بعيدة عن مجرتها الأم (بعيدة عن المكان الذي تولد فيه أي نجوم)، كما أن عدد النجوم في مجرتها الأم قديم للغاية. وقال وين فاي فونج من جامعة نورث وسترن، الذي شارك في كلتا الدراستين: “لقد كان الأمر في أوجها، وهو الآن على وشك التقاعد”. “في الوقت نفسه، هذا النوع من البيئة القديمة يجعلنا نعيد التفكير في نماذجنا القياسية لتدفقات FRB ونتحول إلى قنوات تشكيل أكثر غرابة، وهو أمر مثير.”
تشير إحدى الدراسات إلى أنه، مثل M81 FRB، ربما تكون الدفقات السريعة الجديدة قد نشأت أيضًا من مجموعة من النجوم، تسمى مجموعة كروية.
وأوضح شاه: “إن الأصل العنقودي الكروي لهذه الدفقات الراديوية السريعة المتكررة هو السيناريو الأكثر ترجيحًا لتفسير سبب وجود هذه الدفقات الراديوية السريعة خارج المجرة المضيفة لها”. “لا نعرف على وجه اليقين ما إذا كان هناك كتلة كروية موجودة في موقع FRB وقد قدمنا اقتراحًا لاستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمتابعة عمليات رصد موقع FRB. إذا كانت الإجابة بنعم، فهذا سيجعل هذا الدفق الراديوي السريع هو ثاني FRB المعروف أنه موجود في عنقود كروي. إذا لم يكن الأمر كذلك، فسيتعين علينا النظر في سيناريوهات غريبة بديلة لأصل الدفقات الراديوية السريعة.
وبعبارة أخرى: العودة إلى لوحة الرسم!