انفجار ضوئي غامض يُحير العلماء

اكتشافات جديدة حول الانفجار الضوئي الأشد سطوعًا

.

لكنهم واجهوا بذلك لغزين أكبر، بما في ذلك لغز يلقي بظلال من الشك على مصدر العناصر الثقيلة - مثل الذهب -.

يقول الباحثون إن الانفجار الضوئي الذي تم رصده في عام 2022، من المعروف الآن أنه نجم منفجر في قلبه، كما يقول الباحثون.

لكن هذا الانفجار، في حد ذاته، لم يكن كافياً بحد ذاته لكي يسطع بهذا السطوع.

وتقول نظريتنا الحالية إن بعض النجوم المتفجرة، المعروفة باسم المستعر الأعظم، قد تنتج أيضاً العناصر الثقيلة في الكون مثل الذهب والبلاتين.

لكن الفريق لم يعثر على أي من هذه العناصر، مما يثير تساؤلات جديدة حول كيفية إنتاج المعادن الثمينة.

وقالت البروفيسورة كاثرين هيمانز من جامعة أدنبرة وعالمة الفلك الملكية في اسكتلندا، وهي مستقلة عن فريق البحث، إن مثل هذه النتائج تساعد على دفع العلم إلى الأمام.

"الكون مكان مدهش ورائع ومثير للدهشة، وأنا أحب الطريقة التي يلقي بها هذه الألغاز علينا!

تفاصيل الانفجار الضوئي في عام 2022

وقالت: "حقيقة أنه لا يعطينا الإجابات التي نريدها أمر رائع، لأنه يمكننا العودة إلى لوحة الرسم والتفكير مرة أخرى والتوصل إلى نظريات أفضل".

تم رصد الانفجار بواسطة التلسكوبات في أكتوبر 2022. وقد جاء من مجرة بعيدة تبعد 2.4 مليار سنة ضوئية، وبعث الضوء عبر جميع الترددات. لكنه كان شديدًا بشكل خاص في أشعة غاما، وهي شكل أكثر اختراقًا للأشعة السينية.

وقد استمر انفجار أشعة غاما لمدة سبع دقائق وكان قوياً جداً لدرجة أنه كان خارج نطاق المقياس، مما أربك الأجهزة التي رصدتها. وأظهرت القراءات اللاحقة أن الانفجار كان أكثر سطوعًا 100 مرة من أي شيء تم تسجيله من قبل، مما أكسبه لقب "ألمع ما في الوجود" أو B.O.A.T. بين علماء الفلك.

وترتبط انفجارات أشعة جاما بانفجار المستعر الأعظم، لكن هذا الانفجار كان ساطعًا لدرجة أنه لا يمكن تفسيره بسهولة. فلو كان مستعرًا أعظم، لكان يجب أن يكون هائلًا للغاية، وفقًا للنظرية الحالية.

الدور المحتمل لتلسكوب جيمس ويب الفضائي

كان الانفجار شديد السطوع لدرجة أنه أبهر في البداية أجهزة تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا (JWST). لم يكن التلسكوب قد بدأ تشغيله إلا مؤخراً، وكانت هذه ضربة حظ مذهلة لعلماء الفلك الراغبين في دراسة هذه الظاهرة لأن مثل هذه الانفجارات القوية تُحسب مرة كل 10,000 سنة.

ومع خفوت الضوء، تمكنت إحدى أجهزة JWST من رؤية انفجار مستعر أعظم بالفعل. لكنه لم يكن بالقوة التي توقعوها. فلماذا إذن كان انفجار أشعة جاما خارج النطاق؟

لا يعرف الدكتور بيتر بلانشارد، من جامعة نورث وسترن في إلينوي في الولايات المتحدة، الذي شارك في قيادة فريق البحث. لكنه يريد معرفة ذلك. وهو يخطط لحجز المزيد من الوقت على JWST للتحقيق في بقايا السوبرنوفا الأخرى.

وقال لبي بي سي نيوز: "قد لا تكون انفجارات أشعة غاما وانفجارات المستعرات العظمى مرتبطة بالضرورة ببعضها البعض بشكل مباشر، وقد تكون هناك عمليات منفصلة تجري".

نظرية إنتاج العناصر الثقيلة

وقال الدكتور تانموي لاسكار، من جامعة يوتاه، والقائد المشارك في الدراسة، إن قوة انفجار أشعة جاما قد تفسر بالطريقة التي يتم بها رش نفاثات من المواد، كما يحدث عادةً أثناء الانفجارات العظمى. ولكن إذا كانت هذه النفاثات ضيقة، فإنها تنتج شعاعاً ضوئياً أكثر تركيزاً وبالتالي أكثر سطوعاً.

وقال: "الأمر يشبه تركيز شعاع المصباح اليدوي في عمود ضيق، على عكس الشعاع الواسع الذي يغمر الجدار بأكمله". "في الواقع، كانت هذه واحدة من أضيق النفاثات التي شوهدت لانفجار أشعة جاما حتى الآن، مما يعطينا تلميحًا عن سبب ظهور الشفق اللاحق بهذا السطوع الذي ظهر به".

كيف تتشكل العناصر الثقيلة في الكون؟

ولكن ماذا عن الذهب المفقود؟

تتمثل إحدى النظريات في أن إحدى الطرق التي قد تنتج بها العناصر الثقيلة - مثل الذهب والبلاتين والرصاص واليورانيوم - هي خلال الظروف القاسية التي تنشأ أثناء المستعرات العظمى. وتنتشر هذه العناصر عبر المجرة وتستخدم في تكوين الكواكب، وهي الطريقة التي تقول النظرية أن المعادن الموجودة على الأرض نشأت بها.

هناك أدلة على إمكانية إنتاج عناصر ثقيلة عندما تصطدم النجوم الميتة، التي تسمى النجوم النيوترونية، وهي عملية تسمى المستعر الأعظم، ولكن يُعتقد أنه لا يمكن أن تنشأ بهذه الطريقة. سيبحث الفريق في بقايا المستعرات العظمى الأخرى لمعرفة ما إذا كان لا يزال من الممكن إنتاج عناصر ثقيلة عن طريق النجوم المتفجرة ولكن فقط في ظل ظروف محددة.

لكن لم يجد الباحثون أي دليل على وجود عناصر ثقيلة حول النجم المنفجر. إذن، هل النظرية خاطئة ويتم إنتاج العناصر الثقيلة بطريقة أخرى، أم أنها تنتج فقط في المستعرات العظمى تحت ظروف معينة؟

يقول الدكتور بلانشارد: "يحتاج المنظرون إلى العودة إلى الوراء والنظر في سبب عدم إنتاج حدث مثل المستعر الأعظم للعناصر الثقيلة في حين أن النظريات والمحاكاة تتنبأ بذلك".