ستاره شناسان چهارشنبه یک ویدیوی اسرارآمیز را به ما ارائه کردند: فیلمی پوشیده از لکه های سبز آهکی که به طور پیوسته در پس زمینه ای تاریک تکامل می یابند. اما درست در مرکز این ضبط، یک لکه مانند بقیه نیست. این درخشنده‌ترین حباب نئونی از همه است و با هر فریم جلوه بیشتری می‌یابد.

آنچه می‌بینید دلیلی بر این است که حدود ۲۰ میلیارد سال پیش یک ستاره نوترونی فوق‌العاده قدرتمند با ستاره ضعیف‌تری برخورد کرد و یک انفجار پرتو گامای کوتاه‌مدت را به بیرون پرتاب کرد، امواج گرانشی را در سراسر کیهان موج زد و فضای اطراف را با یک تابش پس‌درخشش قوی منتشر کرد. این یک ادغام خردکننده بود که زمانی رخ داد که کیهان تنها در ۴۰ درصد سن کنونی خود قرار داشت، و دیدگاه قابل توجه ما از حادثه آن به لطف بزرگ‌ترین تلسکوپ رادیویی جهان، آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما بزرگ واقع در شیلی است.

به طور خاص، ALMA ترکیبی از ۶۶ تلسکوپ رادیویی است که در ارتفاعات آند شیلی پخش شده اند. و آنها با هم کار می کنند تا داده هایی را در مورد جنبه خشونت آمیز جهان ما به ما ارائه دهند.

ون فای فونگ، ستاره شناس دانشگاه نورث وسترن و محقق اصلی برنامه ALMA، در بیانیه ای گفت: “تصادف پس از انفجارهای کوتاه بسیار دشوار است، بنابراین تماشای این رویداد که به این شدت درخشان بود، دیدنی بود.” “این کشف شگفت‌انگیز حوزه جدیدی از مطالعه را باز می‌کند، زیرا ما را برمی‌انگیزد تا در آینده بسیاری از این موارد را با ALMA و دیگر آرایه‌های تلسکوپ مشاهده کنیم.”

جزئیات یافته های فونگ و همکارانش به زودی در شماره آتی مجله نامه های اخترفیزیکی منتشر خواهد شد. در حال حاضر، یک پیش چاپ برای مشاهده در arXiv در دسترس است.

نیرویی غیر قابل درک از طبیعت

انفجارهای پرتو گامای کوتاه مدت، مانند این انفجار که به طور رسمی GRB 211106A نامیده می شود، برخی از شدیدترین و قوی ترین انفجارهای شناخته شده برای علم هستند. اما برخلاف رصدخانه‌هایی که عمر طولانی‌تری داشتند، به دلیل ماهیت زودگذرشان، تا سال ۲۰۰۵، زمانی که رصدخانه سوئیفت نیل گرلز ناسا برای اولین بار داده‌های مربوط به یک مورد را جمع‌آوری کرد، همچنان یک راز باقی ماندند.

در عرض چند ثانیه، این فواره های کیهانی می توانند انرژی بیشتری از خورشید ما منتشر کنند کل طول عمر. اگرچه چنین افراطی برای آنها منطقی است، زیرا این پدیده‌ها از برخورد ستاره‌های دوتایی ناشی می‌شوند که حداقل یک ستاره نوترونی را شامل می‌شود، یک توپ گازی بسیار متراکم که حتی با سیاه‌چاله‌ها در هیولاهای گرانشی رقابت می‌کند.

فقط یکی قاشق غذاخوری یک ستاره نوترونی چیزی شبیه به وزن قله اورست است.

تانموی لاسکار، نویسنده ارشد این مطالعه و ستاره شناس دانشگاه رادبود، در بیانیه ای گفت: «این ادغام ها به دلیل تابش امواج گرانشی رخ می دهد که انرژی را از مدار ستارگان دوتایی حذف می کند و باعث می شود ستاره ها به سمت یکدیگر مارپیچی شوند. . “انفجار حاصل با جت هایی همراه است که با سرعت نزدیک به نور حرکت می کنند. وقتی یکی از این جت ها به سمت زمین نشانه می رود، ما یک پالس کوتاه از تابش پرتو گاما یا یک GRB کوتاه مدت را مشاهده می کنیم.”

این همان نقطه سبز روشنی است که در ضبط انفجار اخیر می بینیم.

تخصص ALMA

این واقعیت که تیم مطالعه از ALMA برای مکان یابی این انفجار خاص استفاده کرد، اولین باری است که چنین رویدادی در طول موج های میلی متری ثبت می شود، تخصص شیلیایی ها.

اگرچه این برخورد شگرف قبلاً با تلسکوپ فضایی هابل ناسا بررسی شده بود، اما تنها تحت پوشش طول موج های نوری و مادون قرمز دیده شد. با آن طول موج ها، هابل اساساً فقط می توانست اطلاعات مربوط به کهکشان دوردست را که این ادغام در آن رخ داده است، تخمین بزند، اما نه در مورد درخشش پس از آن. حتی اگر روزی تلسکوپ فضایی پیشگامانه جیمز وب آژانس، مأموریتی را برای بررسی GRB 21106A آغاز کند، به طول موج های نور مادون قرمز نیز محدود خواهد شد، هرچند در طیف بسیار وسیع تری.

از سوی دیگر، ALMA می‌توانست چیزی متفاوت از آنچه هابل با طول موج‌های میلی‌متری خود انجام داد، ببیند – در واقع پس‌تابش GRB 21106A را به تصویر کشید. و پس از مدتی تامل، تیم مطالعه جدید متوجه شد که تابش پس از انفجار پرتو گامای کوتاه یکی از درخشان‌ترین درخشش‌هایی است که تاکنون دیده شده است.

روکو اسکوریال در این مطالعه گفت: “آنچه GRB 211106A را بسیار خاص می کند این است که نه تنها اولین GRB کوتاه مدتی است که در این طول موج شناسایی کردیم، بلکه به لطف میلی متر و تشخیص رادیویی، می توانیم زاویه باز شدن جت را اندازه گیری کنیم.” یکی از نویسندگان و یک ستاره شناس در دانشگاه نورث وسترن، در بیانیه ای گفت.

در پایان، چنین اطلاعاتی می تواند برای استنباط نرخ چنین GRB ها در جهان ما و مقایسه آنها با نرخ ادغام دو ستاره نوترونی و شاید حتی ادغام سیاهچاله ها ضروری باشد.

فونگ گفت: «ALMA از نظر توانایی‌هایش در طول موج‌های میلی‌متری زمین بازی را در هم می‌شکند و ما را قادر می‌سازد تا برای اولین بار جهان ضعیف و پویا را در این نوع نور ببینیم. پس از یک دهه مشاهده GRB های کوتاه، واقعاً شگفت انگیز است که شاهد قدرت استفاده از این فناوری های جدید برای باز کردن هدایای شگفت انگیز از کیهان باشیم.