الفلك

كيف يمكن أن يتسبب نجم نيوتروني في اكتشاف "رشقات راديو سريعة" متكررة قادمة من خارج المجرة؟

كيف يمكن أن يتسبب نجم نيوتروني في اكتشاف


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

وفقًا لمقال ScienceAlert ، تم اكتشاف إشارات لاسلكية متكررة غامضة قادمة من خارج مجرتنا ، استنادًا إلى رسالة إلى الطبيعة "انفجار لاسلكي سريع متكرر" ، فقد كانت هناك سلسلة من الإشارات التي تم الكشف عنها تفيد بأن المقالة لم يرها العلماء من قبل. . من المقال:

اكتشف علماء الفلك انفجارات متكررة لإشارات الراديو القادمة من الفضاء السحيق. تُعرف هذه الإشارات قصيرة العمر باسم "الاندفاعات الراديوية السريعة" (FRBs) ، وعلى الرغم من أننا سمعناها من قبل ، فقد كان يُعتقد دائمًا أنها أحداث لمرة واحدة قادمة من مواقع عشوائية. ولكن لأول مرة على الإطلاق ، سمع الباحثون الآن إشارات متكررة ، كلها صادرة من مصدر واحد غير معروف خارج مجرتنا.

التأكيد لي

في الرسالة إلى الطبيعة ، يُفترض أن المصدر يستطع كن ذلك

هذه الانفجارات المتكررة ذات مقياس التشتت العالي والأطياف المتغيرة التي تُرى على وجه التحديد من اتجاه FRB 121102 تدعم أصلًا في نجم نيوتروني شاب ، ممغنط للغاية ، خارج المجرة

هذا يقودني إلى السؤال:

كيف يمكن أن يتسبب نجم نيوتروني في اكتشاف "رشقات راديو سريعة" متكررة قادمة من خارج المجرة؟


تم ربط أسلاف FRBs بمكررات أشعة غاما الناعمة (SGRs) ، ومن المحتمل أن تكون مغناطيسية صغيرة تظهر نشاطًا جويًا ومغناطيسيًا غير منتظم. أقرب اتصال بين الاثنين - على حد علمي - تم إجراؤه بواسطة ليوتيكوف (2002) ، الذي قارن الانفجارات بالتوهجات الشمسية (يشار إلى الانفجارات المغناطيسية أحيانًا باسم "النبضات العملاقة") ، استنادًا إلى نماذج بواسطة Thompson et al. . (2002).

النظرية هي أن التيارات تتبدد في الغلاف المغناطيسي للنجم النيوتروني ، بمعدلات مقترنة بقشرة النجم. يمكن أن يسمح التشوه البطيء بالتبدد بمعدل ثابت ، في حين أن "الكسور" في القشرة يمكن أن تؤدي إلى نوبات سريعة. قد يكون إطلاق الطاقة المغناطيسية من خلال إعادة الاتصال مسؤولاً عن الانفجارات الراديوية. يشبه تطور المجال سلوك المجال المغناطيسي للشمس في الإكليل ، مما يؤدي إلى التشابه مع التوهجات الشمسية.

يذكر بوبوف وبوستنر (2007) أن تنبؤات نموذج ليوتيكوف تتفق مع العديد من الدفقات المرصودة. في حين أن إصدار arXiv من الرسالة بخصوص FRB 121102 لا يتعمق في النموذج على وجه التحديد ، يبدو أنه يدعمه ، على الرغم من وجود شكوك حول جدوى التوهجات العملاقة المتكررة.


إنفجار راديو سريع متكرر قادم من داخل مجرتنا ، هنا & # x27s لماذا

تتضمن أبحاث الفضاء في الغالب فترات طويلة من لا شيء لأن الأحداث الفضائية يمكن أن تكون فريدة ومرة ​​واحدة كل فترة. ومع ذلك ، فإن الجسم الذي تم رصده وهو يصدر انفجارات راديوية سريعة في مجرة ​​درب التبانة يتكرر الآن.

تم اكتشاف SGR 1935 + 2154 لأول مرة في عام 2007 عندما أربكت إشارات الراديو الباحثين. كانت هذه رشقات نارية قوية للغاية من طاقة الترددات الراديوية. فهي ليست طويلة الأمد وتتبدد بعد بضعة أجزاء من الألف من الثانية. الآن ، تم رصد إشارتين راديويتين أكثر قوة ، شبيهة بتلك الواردة من مصادر خارج المجرة.

هذه الدفقات ليست كلها بنفس القوة ، مما يشير إلى أنه من المحتمل أن يكون هناك أكثر من عملية واحدة داخل النجوم المغناطيسية يمكنها إنتاج هذه الدفقات. في السابق ، تم اكتشاف رشقات الراديو السريعة (FRBs) فقط من خارج مجرة ​​درب التبانة. ومن المحتمل أيضًا أن تشتعل مرة واحدة فقط ودون سابق إنذار ، مما يجعل تتبعها صعبًا. بعد ذلك ، في 28 أبريل من هذا العام ، أطلق نجم ميت ولكنه شديد المغناطيسية في مجرتنا موجات راديو قوية لمدة مللي ثانية. الآن ، تم تسميته أخيرًا باسم FRB 200428 وتم تأكيده باعتباره FRB رسميًا.

في وقت لاحق ، في 24 مايو ، لم يسجل تلسكوب Westerbork Synthesis Radio Telescope في هولندا دفعة واحدة بل دفعتين راديو من النجم المغناطيسي بكثافة عالية. التقط تلسكوب في الصين انفجارًا أضعف بكثير. من غير الواضح لماذا تباينت الرشقات كثيرًا في شدتها.

"بافتراض أن آلية انبعاث واحدة هي المسؤولة عن جميع الرشقات الراديوية المبلغ عنها من SGR 1935 + 2154 ، يجب أن تكون من النوع الذي يكون معدل الاندفاع قريبًا منه بشكل مستقل عن كمية الطاقة المنبعثة عبر أكثر من سبع درجات من حيث الحجم ، قال الباحثون في الدراسة. نُشرت الدراسة في مجلة Nature Astronomy.

بالعودة إلى النجوم المغناطيسية ، فهي نوع من النجوم النيوترونية الميتة. يمكن أن تضيف إلى المجال المغناطيسي الشديد لنجم نيوتروني عادي. على الرغم من عدم معرفة الكثير عن أصولهم. ومع ذلك ، فمن المعروف أن هناك فترات اضطراب ونشاط في وجودها. تسحب جاذبيتها النجم إلى الداخل بينما يسحب المجال المغناطيسي للخارج ، مما يؤدي إلى تشويه شكل النجم. من خلال هذه القوى ، ينتج عدم الاستقرار مثل الزلازل والتوهجات ، ويمكن ملاحظتها في الأشعة السينية عالية الطاقة وإشعاع جاما.

كان أحد FRBs من SGR 1935 + 2154 مصحوبًا بضوء الأشعة السينية. الاثنان الآخران لم يكن كذلك. هذا يخلص إلى أن الاثنين لا يعتمدان على بعضهما البعض ويمكن أن يحدثا بشكل مستقل. على أي حال ، لا توجد بيانات كافية للتأكد من سبب تكرار FRBs.

أخيرًا ، في 8 أكتوبر ، ظهرت ثلاث دفعات إذاعية أخرى. يأمل الباحثون في الحصول على المزيد ويأملون في استنتاج نمط أو نظام للخروج من FRBs.


10 يعيد في المجموع

بمجرد أن تلاشت الإثارة الأولية للفريق ، أدركت سبيتلر وزميلها جيسون هيسيلز أنهما بحاجة إلى مزيد من الملاحظات للتحقق مما إذا كان هذا مجرد صدفة. لقد جمعوا ثلاثة أشهر أخرى من البيانات من تلسكوب Arecibo في عام 2015 - ووجدوا تسع دفعات راديو سريعة مماثلة أخرى.

استنادًا إلى البيانات من تلك القياسات العشرة ، أصبح الباحثون واثقين الآن من أن الاندفاع الراديوي السريع يتكرر. لقد أظهروا أيضًا أن بعضها يتكتل معًا - ستة منهم جاءوا في غضون 10 دقائق من بعضهم البعض ، بينما انتشر أربعة آخرون.

يقول شولز إن هذا يشير إلى أن المصدر إما أن ينبعث منه رشقات نارية لبعض الوقت فقط أو يكون مرئيًا فقط من الأرض لبعض الوقت.

إذن ما الذي يمكن أن يسببه؟

حسنًا ، الإشارات المشابهة للانفجارات الراديوية السريعة (ولكن من مسافة أقرب بكثير) لوحظت منذ فترة طويلة داخل مجرتنا من النجوم النابضة. هم & # x27re النجوم النيوترونية التي تنبعث منها حزم من موجات الراديو من أقطابها المغناطيسية. من الأرض ، يُنظر إلى تلك الحزم على أنها نبضات منتظمة أثناء دورانها ، على غرار وميض إشارة المنارة.


لماذا يمكن أن يكون انفجار الراديو السريع المتكرر دليلاً على حياة غريبة

تم التعرف على الانفجارات الراديوية السريعة (FRBs) لأول مرة منذ 13 عامًا في عام 2007. تنفجر هذه الإشارات الراديوية في الفضاء السحيق بطاقة غير مسبوقة لبضعة أجزاء من الثانية ثم تختفي على ما يبدو.

يبدو أن العلماء لا يستطيعون تحديد مصدر طبيعي للظاهرة وقد تم اكتشاف العديد منها في الكون.

ومع ذلك ، تبرز اثنين من FRBs على وجه الخصوص. هذه FRBs دورية.

في بداية هذا العام ، تم اكتشاف FRB الذي بدا أنه يرسل إشارات في نمط متكرر لمدة 16 يومًا. نشأت هذه الإشارة من مجرة ​​تبعد 500 مليون سنة ضوئية ، وترسل رشقات نارية لمدة أربعة أيام قبل أن تهدأ لمدة 12. ثم تتكرر الدورة.

ومن المثير للاهتمام أنه تم اكتشاف FRB متكرر آخر الشهر الماضي في مجرة ​​قزمة على بعد ثلاثة مليارات سنة ضوئية. هذه هي المرة الثانية التي يتم فيها اكتشاف FRB المتكرر ويبدو أنه توقيت غريب بالنظر إلى أن دورة الـ 16 يومًا تم العثور على FRB قبل أشهر فقط.

يرسل FRB الثاني رشقات نارية خلال فترة 90 يومًا ثم يهدأ لمدة 67 يومًا. ثم تكرر الحلقة.

كانت هناك بعض النظريات المتعلقة بأصل FRBs ، ونعم ، الحضارات المتقدمة هي أحد الخيارات التي ذكرها العلماء. تتراوح هذه النظريات من جسم غير مكتشف يدور حول ثقب أسود أو نجم نيوتروني. عندما يدور هذا الجسم في مداره في اتجاه الأرض ، نتلقى ومضات من أي شيء قد يكون.

هناك نظرية أخرى مفادها أن النجم النيوتروني الذي يمتلك مجالًا مغناطيسيًا شديد القوة يعاني من زلزال نجمي في كثير من الأحيان ، ناتج عن العلاقة بين المجالات المغناطيسية والتثاقلية.

عندما يحدث هذا الزلزال النجمي ، قد تنزلق قشرة النجم النيوتروني قليلاً. سيكون هذا كافيًا لتوليد انفجار سريع للطاقة يمكن اكتشافه باعتباره FRB.

ومع ذلك ، فإن تفسير النجم النيوتروني لا يفسر تكرار FRBs.

يعتقد أحد علماء جامعة هارفارد ، أبراهام لوب ، أن تفسيرًا يتضمن حضارة متقدمة لا يمكن استبعاده. على حد تعبيره:

قد تولد الحضارة شعاعًا قويًا من الضوء لدفع الشحنات بشراع ويمكننا أن نلاحظ تسرب هذا الإشعاع خارج حدود الشراع.

صدق أو لا تصدق ، نظرية الدفع هذه سليمة. كان لوب يعمل بالفعل مع منظمة يدعمها مارك زوكربيرج والتي تهدف إلى إرسال مركبة فضائية صغيرة إلى Alpha Centauri باستخدام أشعة الليزر القوية فقط.

من الجدير بالذكر أن هذه FRBs المتكررة ليس من المحتمل أن تكون اتصالاً من حضارة أخرى. بحلول الوقت الذي نتلقى فيه الرسائل ، يمكن أن تكون حضارة قد اختفت بالفعل.

إذا كانت هذه الانفجارات الراديوية السريعة غريبة في الأصل ، فمن المنطقي أكثر أننا نرى منتجات ثانوية لنوع من العمليات تخضع لها كل أربعة أو تسعين يومًا.

دعنا نعيدها لثانية. ما هو نظام الدفع بالليزر هذا؟

يعد الدفع بالليزر أو الضوء طريقة فعالة لتزويد حركة المركبة الفضائية بالطاقة. إنه لا يختلف عن مفهوم الأشرعة الشمسية وهو في الواقع مشابه جدًا.

الفوتونات هي جسيم من الضوء ليس له كتلة ، ومع ذلك فإنها تمارس زخمًا على الأشياء التي تتلامس معها. إذا لم يكن جسمك يحتوي على مثل هذه الكتلة الكبيرة ، لا أنا لا أسميك بدينةستجعلك الفوتونات تطير في جميع الاتجاهات بمجرد خروجك من المنزل.

إذا تم وضع مرآة كبيرة مسطحة على مركبة فضائية ، فإن تركيزًا كبيرًا بما يكفي من الفوتونات من الشمس أو مصدر آخر سيسمح لها باكتساب قوة دفع كبيرة.

فيما يتعلق بتكرار FRBs ، اقترح Loeb وعلماء آخرون أن الحضارة المتقدمة يمكن أن تستخدم جهازًا مشابهًا للشراع الشمسي.

بدلاً من الاعتماد على الطاقة من النجم ، يمكن لأي حضارة متقدمة بدرجة كافية أن تولد الطاقة بنفسها باستخدام التكنولوجيا. حسب لوب ، جنبًا إلى جنب مع زميل له يُدعى ماناسفي لينجام ، أن مساحة تجميع الطاقة الشمسية ضعف حجم الأرض ستكون مطلوبة لتجميع هذه الطاقة.

ومع ذلك ، فقد حسبوا أيضًا أنه ممكن بالتأكيد (بما يتجاوز القدرات الإنسانية فقط). سيكون هيكل بهذا الحجم قادرًا على تحريك سفينة تصل حمولتها إلى مليون طن.

عندما تطلق حضارة متقدمة سفنها ، قد يحدث انسكاب على حواف الأشرعة ويكون سبب تكرار FRBs التي نراها اليوم.

النظرية بالكامل ولكنها بالتأكيد مثيرة للاهتمام للنظر فيها. بالنظر إلى ما نعرفه عن الفضاء ، فمن المرجح أن تكون FRBs ناتجة عن شيء مثل نجم نيوتروني يدور حول ثقب أسود.

مع ذلك ، حتى نكتشف أصل هذه الظواهر ، لا يمكننا استبعاد حضارة متقدمة. بعد كل شيء ، نحن نعمل حرفيًا على التكنولوجيا المقترحة هنا على الأرض.

ماذا تعتقد؟ هل يمكن أن يكون تكرار FRB دليلاً على وجود حياة فضائية أم تعتقد أنه شيء طبيعي مثل النجم؟ اسمحوا لي أن أعرف أفكارك أدناه.


انهيار نجم نيوتروني

& quot إذا اعتبرنا نجمًا نيوترونيًا ، على سبيل المثال نجمًا نابضًا ، ودورانه بسرعة فائقة ، فسوف يتباطأ هذا بمرور الوقت لدرجة أن النجم النيوتروني لم يعد قادرًا على دعم نفسه وسوف ينهار ، كما قال بلاتس. .

النجم النابض هو نجم نيوتروني ممغنط للغاية يُصدر شعاعًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي أثناء دورانه. إذا انهار ، فقد ينفجر ، مما قد يؤدي إلى انفجار لاسلكي سريع نراه على الأرض.

يقول Tendulkar إذا كان هذا نجمًا نيوترونيًا منهارًا ، فهو يتوقع أن تكون هذه الأشياء قديمة إلى حد ما في الفيزياء الفلكية. وإذا كانوا قد تقدموا في السن ، فغالبًا ما ينتهي بهم الأمر بالذهاب إلى أطراف المجرات.

& quot إذا وجدنا أن الكثير من FRBs تقع على أطراف المجرات ، مع مجموعات نجمية قديمة ، فقد يكون هذا سيناريو مثيرًا للاهتمام لهذه النظرية ، & quot ؛ قال تيندولكار.

المصيد الوحيد لهذه النظرية هو أنها & # x27d تعمل فقط مع FRBs واحد.

"إنه نموذج كارثي بمعنى أنه سيحدث مرة واحدة تمامًا ثم يتم تدمير الكائن بشكل أساسي ،" قال تيندولكار. & quot لذا فهو لا يعمل & # x27t لتكرار FRB. وإذا وجدنا لاحقًا أن FRB الأخرى و FRB المتكرر هما نفس السكان ، فيمكننا استبعاد ذلك. & quot


وميض الحظ: يجد علماء الفلك مصدر انفجار راديو كوني

هذه الصورة من فيديو للرسوم المتحركة قدمتها وكالة ناسا في نوفمبر 2020 تصور انفجارًا قويًا للأشعة السينية ينطلق من نجم مغناطيسي - نسخة مغنطيسية فائقة من بقايا نجمية تُعرف باسم نجم نيوتروني. حدث انفجار راديو تم اكتشافه في 28 أبريل 2020 ، أثناء اندلاع مثل هذا على نجم مغناطيسي يسمى SGR 1935. كانت إشارة الراديو أقوى من أي إشارة سابقة رأيناها في مجرتنا. تشير الأحداث الراديوية والأشعة السينية المتزامنة إلى أن النجوم المغناطيسية هي مصدر محتمل للانفجارات الراديوية السريعة الغامضة التي لوحظت من مجرات أخرى. (كريس سميث (USRA) / ناسا / مركز جودارد لرحلات الفضاء عبر AP)

ساعد وميض الحظ علماء الفلك في حل لغز كوني: ما الذي يسبب انفجارات راديوية قوية ولكنها عابرة تنطلق وتتعرج عبر الكون؟

لقد عرف العلماء عن هذه النبضات النشطة - التي تسمى انفجارات الراديو السريعة - لمدة 13 عامًا وشاهدوها قادمة من خارج مجرتنا ، مما يجعل من الصعب تتبعها مرة أخرى إلى سببها. ما يجعل الأمر أكثر صعوبة هو أنها تحدث بسرعة كبيرة ، في بضع أجزاء من الثانية.

ثم في أبريل من هذا العام ، تم رصد انفجار نادر ولكنه أضعف بكثير قادم من داخل مجرتنا درب التبانة بواسطة تلسكوبين مختلفين: أحدهما مجموعة من الهوائيات اليدوية لطالب الدكتوراه في كاليفورنيا ، والتي تضمنت قوالب كعك فعلية ، والآخر مرصد كندي بقيمة 20 مليون دولار.

لقد تعقبوا هذا الانفجار الراديوي السريع إلى نوع غريب من النجوم يُدعى النجم المغناطيسي الذي يبعد 32000 سنة ضوئية عن الأرض ، وفقًا لأربع دراسات نُشرت في مجلة الأربعاء. طبيعة.

لم يكن هذا هو أول انفجار لاسلكي سريع تم تتبعه من مصدر ، ولكنه كان أول انفجار راديو انبثق من مجرتنا. يقول علماء الفلك إنه يمكن أن تكون هناك مصادر أخرى لهذه الانفجارات ، لكنهم متأكدون الآن من طرف واحد مذنب: النجوم المغناطيسية.

النجوم المغناطيسية عبارة عن نجوم نيوترونية كثيفة بشكل لا يصدق ، مع كتلتها 1.5 مرة كتلة شمسنا محشورة في فضاء بحجم مانهاتن. لديهم مجالات مغناطيسية هائلة تنبض بالطاقة ، وأحيانًا تنفجر منها الأشعة السينية وموجات الراديو ، وفقًا لعالم الفيزياء الفلكية بجامعة ماكجيل ، زيغي بلونيس ، وهو مؤلف مشارك في الدراسة الكندية.

تظهر هذه الصورة التي تم التقاطها في تشرين الثاني (نوفمبر) 2016 والتي قدمها التعاون الكندي لتجربة رسم الخرائط كثافة الهيدروجين تلسكوب CHIME الراديوي في مرصد دومينيون للفيزياء الفلكية في كاليدن ، كولومبيا البريطانية ، كندا. في يوم الأربعاء ، 4 نوفمبر 2020 ، قال علماء الفلك إنهم استخدموا الأداة لتتبع انفجار راديو كوني سريع في أبريل 2020 إلى مجرتنا ونوع من النجوم النشيطة القوية التي تسمى النجم المغناطيسي. تم اكتشاف الانفجار أيضًا بواسطة مجموعة من الهوائيات المصنوعة يدويًا لطالب الدكتوراه في كاليفورنيا. (أندريه رينارد / جامعة تورنتو عبر AP)

قال عالم الفلك Casey Law من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، والذي لم يكن جزءًا من البحث ، إن المجال المغناطيسي حول هذه النجوم المغناطيسية "قوي جدًا بحيث يتمزق أي ذرات قريبة ويمكن رؤية جوانب غريبة من الفيزياء الأساسية".

قال شامي تشاترجي بجامعة كورنيل ، إن هناك ربما عشرات أو نحو ذلك من هذه النجوم المغناطيسية في مجرتنا ، على ما يبدو لأنها صغيرة جدًا وتشكل جزءًا من عملية ولادة النجوم ، كما أن مجرة ​​درب التبانة ليست متدفقة مع ولادة النجوم مثل المجرات الأخرى. لم يكن جزءًا من أي من فريق الاكتشاف.

قال كريستوفر بوشينك ، عالم الفلك الراديوي من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، إن هذا الانفجار في أقل من ثانية يحتوي على نفس كمية الطاقة التي تنتجها شمسنا في شهر واحد ، ولا يزال هذا الانفجار أضعف بكثير من الانفجارات الراديوية المكتشفة القادمة من خارج مجرتنا. ساعد في اكتشاف الانفجار باستخدام الهوائيات المصنوعة يدويًا.

قال علماء الفلك إن هذه الانفجارات الراديوية ليست خطرة علينا ، ولا حتى أقوى منها من خارج مجرتنا.

تُظهر هذه الصورة غير المؤرخة التي قدمها معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عالم الفلك الإذاعي كريستوفر بوشينك مع محطة STARE2 التي طورها بالقرب من مدينة دلتا ، يوتا. في يوم الأربعاء ، 4 نوفمبر ، 2020 ، قال علماء الفلك إنهم استخدموا هذا النظام ومرصدًا كنديًا لتتبع انفجار راديو كوني سريع في أبريل 2020 إلى مجرتنا ونوع من النجوم النشيطة القوية التي تسمى النجم المغناطيسي. (معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عبر AP)

قال المؤلف المشارك دانييل ميتشيلي ، عالِم الفيزياء الفلكية في McGill و McGill ، إن تلك التي تأتي من خارج مجرتنا وتسافر بملايين أو بلايين السنين الضوئية هي "أقوى بعشرات الآلاف إلى ملايين المرات من أي شيء اكتشفناه في مجرتنا". جزء من الفريق الكندي.

يعتقد العلماء أنها متكررة لدرجة أنها قد تحدث أكثر من 1000 مرة في اليوم خارج مجرتنا. لكن العثور عليهم ليس بالأمر السهل.

قال شاترجي من كورنيل: "كان عليك أن تنظر إلى المكان الصحيح في جزء من الثانية الصحيح". "ما لم تكن محظوظًا جدًا ، فلن ترى واحدة من هؤلاء."

على الرغم من أن هذا يحدث بشكل متكرر خارج مجرة ​​درب التبانة ، إلا أن علماء الفلك ليس لديهم أدنى فكرة عن عدد المرات التي تحدث فيها هذه الانفجارات داخل مجرتنا.

قال بوشينيك: "ما زلنا لا نعرف كم كنا محظوظين". "قد يكون هذا حدثًا يحدث مرة كل خمس سنوات أو قد يكون هناك عدد قليل من الأحداث التي تحدث كل عام."

تظهر هذه الصورة التي تم التقاطها في تشرين الثاني (نوفمبر) 2016 والتي قدمها التعاون الكندي لتجربة رسم الخرائط كثافة الهيدروجين تلسكوب CHIME الراديوي في مرصد دومينيون للفيزياء الفلكية في كاليدن ، كولومبيا البريطانية ، كندا. في يوم الأربعاء ، 4 نوفمبر 2020 ، قال علماء الفلك إنهم استخدموا الأداة لتتبع انفجار راديو كوني سريع في أبريل 2020 إلى مجرتنا ونوع من النجوم النشيطة القوية التي تسمى النجم المغناطيسي. تم اكتشاف الانفجار أيضًا بواسطة مجموعة من الهوائيات المصنوعة يدويًا لطالب الدكتوراه في كاليفورنيا. (أندريه رينارد / جامعة تورنتو عبر AP)

تبلغ تكلفة هوائيات Bochenek حوالي 15000 دولار. قال طالب الدكتوراه إن كل منها "بحجم دلو كبير. إنها قطعة من أنبوب معدني بحجم 6 بوصات مع صواني كعك حرفيين حولها". إنها أدوات بدائية مصممة للنظر إلى قطعة عملاقة من السماء - حوالي ربعها - ورؤية ومضات الراديو الأكثر سطوعًا فقط.

اعتقد بوشينك أنه ربما تكون لديه فرصة 1 من 10 لاكتشاف انفجار راديو سريع في غضون بضع سنوات. لكن بعد عام واحد ، أصيب بالأجور.

المرصد الكندي في كولومبيا البريطانية أكثر تركيزًا وصقلًا ولكنه يستهدف جزءًا أصغر بكثير من السماء ، وكان قادرًا على تحديد المصدر إلى النجم المغناطيسي في كوكبة فولبيكولا.

قال جيسون هيسيلز ، كبير علماء الفلك في المعهد الهولندي لعلم الفلك الراديوي ، الذي لم يكن جزءًا من البحث.

تُظهر هذه الصورة غير المؤرخة التي قدمها معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا محطة STARE2 التي صنعها عالم الفلك الراديوي كريستوفر بوشينك في مجمع Goldstone Deep Space Communications في كاليفورنيا. في يوم الأربعاء ، 4 نوفمبر ، 2020 ، قال علماء الفلك إنهم استخدموا هذا النظام ومرصدًا كنديًا لتتبع انفجار راديو كوني سريع في أبريل 2020 إلى مجرتنا ونوع من النجوم النشيطة القوية التي تسمى النجم المغناطيسي. (معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عبر AP)

كان لدى علماء الفلك ما يصل إلى 50 نظرية مختلفة حول أسباب هذه الانفجارات الراديوية السريعة ، بما في ذلك الكائنات الفضائية ، ويؤكدون أن النجوم المغناطيسية قد لا تكون الإجابة الوحيدة ، خاصةً أنه يبدو أن هناك نوعين من الاندفاعات الراديوية السريعة. بعضها ، مثل الذي تم رصده في أبريل ، يحدث مرة واحدة فقط ، بينما يكرر البعض الآخر نفسه كثيرًا.

قال ميتشيلي إن فريقه تتبع انفجارًا واحدًا يحدث كل 16 يومًا لمجرة قريبة ويقترب من تحديد المصدر بدقة.

وقال تشاترجي من كورنيل إن بعض هذه النجوم المغناطيسية الصغيرة عمرها بضعة عقود فقط ، "وهذا ما يمنحها طاقة كافية لإنتاج دفقات راديو سريعة متكررة".

تظهر هذه الصورة التي تم التقاطها في نوفمبر 2016 والتي قدمها التعاون الكندي لتجربة رسم خرائط كثافة الهيدروجين تلسكوب CHIME الراديوي في مرصد دومينيون للفيزياء الفلكية في كاليدن ، كولومبيا البريطانية ، كندا في يوم الأربعاء ، 4 نوفمبر 2020 ، قال علماء الفلك إنهم استخدموا الأداة لتتبع انفجار راديو كوني سريع في أبريل 2020 إلى مجرتنا ونوع من النجوم النشيطة القوية التي تسمى النجم المغناطيسي. تم اكتشاف الانفجار أيضًا بواسطة مجموعة من الهوائيات المصنوعة يدويًا لطالب الدكتوراه في كاليفورنيا. (أندريه رينارد / جامعة تورنتو عبر AP)

وقال إن تتبع حتى انفجار واحد مفاجأة مرحب بها ونتائج مهمة.

قال تشاترجي: "لم يصدق أحد حقًا أننا سنكون محظوظين جدًا". "للعثور على واحد في مجرتنا ، فإنه يضع الكرز في المقدمة."

لا يوجد انبعاث راديوي نابض خلال مرحلة انفجار لمغنطيسي مجري ، طبيعة (2020). DOI: 10.1038 / s41586-020-2872-x ، www.nature.com/articles/s41586-020-2839-y

© 2020 أسوشيتد برس. كل الحقوق محفوظة. لا يجوز نشر هذه المواد أو بثها أو إعادة كتابتها أو إعادة توزيعها دون إذن.


قد يكون النجم النيوتروني في الحضانة النجمية هو سبب انفجار الراديو السريع المتكرر

لم يجد علماء الفلك سوى بضع عشرات من الدفقات الراديوية السريعة (FRBs) - انبعاثات راديوية خارج المجرة تدوم فقط لبضعة أجزاء من الألف من الثانية. من بين هؤلاء ، لوحظ تكرار واحد فقط أكثر من مرة.

يُعتقد أن هذه الإشارة ، المعروفة باسم FRB 121102 ، ناتجة عن نجم نيوتروني ، ويبدو أن البحث الجديد يدعم هذه الفكرة. درس الباحثون المجرة التي تستضيف FRB 121102 باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. وجدوا أن الإشارة تبدو وكأنها قادمة من حضانة نجمية. يشير هذا إلى أن مصدر إشارة الراديو هو جسم نجمي ، وليس ثقبًا أسود فائق الكتلة.

يخضع البحث حاليًا لمراجعة الأقران وتم إرساله إلى مجلة Astrophysical Journal Letters. هناك أيضًا دراسة أخرى ، في نفس المرحلة من تقديمها إلى مجلة الفيزياء الفلكية ، والتي نظرت في المجرة التي تستضيف FRB 121102. واستخدمت الدراسة الثانية تلسكوب سوبارو في هاواي لمعرفة خصائص المجرة ، والتي تقع على مسافة 2.4 مليار ضوء. - سنوات.

المجرة هي جسم غير منتظم ، لذا فهي ليست حلزونية ولا إهليلجية ، وهي صغيرة نسبيًا حيث يبلغ عرضها 20000 سنة ضوئية - حوالي خمس مجرة ​​درب التبانة. تظهر كلتا الدراستين أن المجرة تشكل نجوما جديدة بمعدل غزير لحجمها الصغير.

تقع منطقة تشكل النجوم حيث تنشأ FRB 121102 على أطراف المجرة ، على بعد 6200 سنة ضوئية من القلب. يبلغ قطر المشتل النجمي حوالي 4400 سنة ضوئية ، وهو أكبر بكثير من أي شيء لدينا في مجرتنا.

يعتقد الباحثون أن FRB 121102 يتم إنشاؤه بواسطة نجم نيوتروني ، وهو جسم مضغوط أكبر من الشمس ولكنه مضغوط إلى 20 كيلومترًا (12 ميلًا) فقط. يُعتقد أن للنجم النيوتروني مجالًا مغناطيسيًا قويًا ، مما يسرع الجسيمات حوله ويرسل نبضات الموجات الراديوية بالمللي ثانية على شكل FRBs متكررة.

يتشكل نوع النجوم النيوترونية المعروفة باسم النجوم المغناطيسية عندما يصل نجم ضخم إلى نهاية حياته ، ولكنه ليس ضخمًا بما يكفي ليتحول إلى ثقب أسود. يتحول النجم إلى مستعر أعظم ويترك وراءه نواة منهارة من مادة متحللة - النجم النيوتروني. في مناطق تشكل النجوم ، النجوم الضخمة هي أول من يتشكل وأول من يموت ، لذا فليس من المفاجئ أن يقع FRB 121102 هناك.

على الرغم من أن هذا التفسير يتناسب جيدًا مع خصائص FRB 121102 ، إلا أن المزيد من الملاحظات ضرورية لتأكيدها. أيضًا ، لا يمكن تطبيق هذا على FRBs العامة الخاصة بك. تظل هذه الإشارات غامضة ، وعلى الرغم من أننا قمنا بتضييق قائمة المشتبه بهم المحتملين ، إلا أننا لم نؤكد بعد الجاني الحقيقي.


"Magnetar" ليس أحدث فيلم خارق

النجوم المغناطيسية هي شكل متطرف للنجم النيوتروني ، وهو نوع من الجسم معروف بالفعل لكونه متطرفًا. إنها النواة المنهارة لنجم هائل ، كثيفة لدرجة أن الذرات تخرج من الوجود ، تاركة كتلة دوامة من النيوترونات والبروتونات. هذه الكتلة تساوي تقريبًا كتلة الشمس ولكنها مضغوطة في كرة نصف قطرها حوالي 10 كيلومترات. تشتهر النجوم النيوترونية بقدرتها على تشغيل النجوم النابضة ، وتكرار رشقات الإشعاع بسرعة مدفوعة بحقيقة أن هذه الأجسام الضخمة يمكن أن تكمل دورانًا في بضع أجزاء من الألف من الثانية. الإعلانات

المغناطيسية هي نوع مختلف من المتطرفين. تميل إلى عدم الدوران بسرعة ولكن لديها مجالات مغناطيسية شديدة. ومع ذلك ، لا نعرف ما إذا كانت هذه الحقول موروثة من نجم أصل مغناطيسي للغاية أو تم إنشاؤها بواسطة مادة فائقة التوصيل تتجول داخل النجم النيوتروني. أيا كان المصدر ، فهي أقوى بحوالي تريليون مرة من المجال المغناطيسي للأرض. هذا قوي بما يكفي لتشويه مدارات الإلكترون في الذرات ، مما يلغي بشكل فعال الكيمياء لأي مادة طبيعية تقترب بطريقة ما من النجم المغناطيسي. في حين أن فترة المجالات المغناطيسية العالية لا تدوم سوى بضعة آلاف من السنين قبل أن تتبدد الحقول ، هناك عدد كافٍ من النجوم النيوترونية للحفاظ على إمدادات منتظمة من المغناطيسية حولها.

يمكن لمجالاتهم المغناطيسية أن تشغل الأحداث عالية الطاقة ، إما عن طريق تسريع الجسيمات أو من خلال الاضطرابات المغناطيسية التي تحركها المواد المتغيرة داخل النجم النيوتروني. نتيجة لذلك ، تم التعرف على النجوم المغناطيسية من خلال إنتاجها شبه المنتظم للأشعة السينية عالية الطاقة وأشعة غاما منخفضة الطاقة ، مما منحها اسم "مكررات أشعة غاما الناعمة" أو SGR. تم التعرف على العديد منهم داخل مجرة ​​درب التبانة ، بما في ذلك SGR 1935 + 2154.

في أواخر أبريل من هذا العام ، دخلت SGR 1935 + 2154 مرحلة نشطة ، مرسلة عددًا من نبضات الفوتونات عالية الطاقة التي التقطها مرصد سويفت ، في مدار حول الأرض. كان ذلك طبيعيًا تمامًا. ما لم يكن طبيعيًا هو أن عددًا من المراصد الراديوية التقطت FRB في نفس الوقت بالضبط.


ما هو أفضل من إشارة كونية غامضة واحدة؟

تأتي الإشارات الغامضة من جميع الاتجاهات في السماء.

لا أحد يعرف ما هي بالضبط ، أو ما الذي يسببها ، لكن علماء الفلك اكتشفوا العشرات على مدار العقد الماضي. الإشارات ، المعروفة باسم الاندفاعات الراديوية السريعة ، تنشأ من أعماق الكون ، بعيدًا عن مجرة ​​درب التبانة. تنتقل موجات الراديو عبر الفضاء لمليارات السنين ، وتتحرك بسرعة الضوء. عندما يصلون إلى تلسكوبات الأرض ، فإنهم يظهرون بشكل موجز وقوي. لبضعة أجزاء من الألف من الثانية ، تتألق الدفقات بقوة مجرة ​​بأكملها. ثم ذهبوا.

من بين أكثر من 50 رشقة راديو سريعة مسجلة ، أو FRBs ، يمتلك علماء الفلك مفضلًا: FRB 121102 ، الذي تم تسميته بتاريخ اكتشافه قبل ست سنوات ، في 2 نوفمبر 2012. على عكس الاندفاعات الراديوية السريعة الأخرى ، يتكرر هذا. لاحظت التلسكوبات ومضات ساطعة بشكل مذهل قادمة من نفس النقطة في السماء مرارًا وتكرارًا ، وأحيانًا عدة مرات في أقل من دقيقة. سمحت الطبيعة الملتوية للإشارة لعلماء الفلك بدراستها بمزيد من التفصيل ، والتنقيب عن كل وميض لأنواع مختلفة من المعلومات وحتى تحديد موقعها في مجرة ​​صغيرة على بعد حوالي 3 مليارات سنة ضوئية من الأرض.

على الرغم من الاسم غير الموصوف ، كان FRB 121102 فريدًا من نوعه. الأمر الذي أثار احتمالًا محبطًا: هل يمكن أن يكون فقط فريد من نوعه؟ كل نبضة جديدة تنتج بيانات محيرة. ولكن لفهم الأمر حقًا ، كان علماء الفلك بحاجة إلى إيجاد شيء آخر - إن وجد.

بدأوا في البحث في السماء ، باهتمام مركّز وأدوات أكثر قوة. ومما يبعث على الارتياح ، وجد علماء الفلك الآن ، لا ، أن FRB 121102 ليس المثال الوحيد لهذه الظاهرة المثيرة للاهتمام.

أعلن فريق بقيادة كندا يوم الأربعاء عن اكتشاف FRB متكرر ثانية. اكتشف تلسكوب لاسلكي تم بناؤه حديثًا في كولومبيا البريطانية ست ومضات من نفس البقعة في السماء الصيف الماضي. يبدو أن هذا FRB ، المسمى 180814 ، نشأ على بعد 1.5 مليار سنة ضوئية من الأرض ، أي نصف مسافة الانفجار المتكرر الآخر.

اكتشف نفس الفريق أيضًا 12 FRBs لمرة واحدة ، مما يرفع إجمالي عدد الومضات المعروفة إلى 65. البحث ، الموصوف في زوج من الأوراق في طبيعة، ستوفر المزيد من الأدلة لواحد من أعظم ألغاز علم الفلك.

تشترك الإشارتان المتكررتان في أكثر من مجرد طبيعتهما البراقة. عندما تصل FRBs إلى الأرض ، يظهر العديد منها ملطخًا عبر مجموعة من الترددات ، وهي علامة على رحلاتهم الطويلة والوعرة عبر المواد الكونية عبر الكون. يتضمن ذلك FRBs 121102 و 180814. ولكن على الرغم من أن الدفقات جاءت من موقعين مختلفين تمامًا ، ونقشت مسارين مختلفين جدًا إلى الأرض ، إلا أن موجات الراديو الخاصة بهم أظهرت أنماط تشويه مماثلة.

أذهل هذا الاكتشاف بالتحديد علماء الفلك في مؤتمر عقد مؤخرًا ، حيث قام الباحثون بإثارة اكتشافهم بحيلة صغيرة. "وضعوا صورًا لهذه الدفقات ، وكان الجميع مثل ،" حسنًا ، هذا يبدو مألوفًا "، ثم قال الشخص الذي عرضه ،" في الواقع ، لم تر هذا من قبل ، لأنهم من FRB جديد متكرر قال شامي تشاترجي ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة كورنيل الذي يدرس FRBs ولم يشارك في البحث الجديد. "يبدو مشابهًا بشكل صادم."

تشير أوجه التشابه إلى أن مكررين قد نشأوا في نفس النوع من البيئة. من المحتمل أن تكون الدفقات المتكررة مجرد واحدة من فئات عديدة من FRBs ، بعضها لم يتم اكتشافه بعد. لكن مع القليل من المعلومات ، فإن الباحثين بعيدين عن أي استنتاجات نهائية.

قالت إنغريد ستيرز ، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة كولومبيا البريطانية وعضو في فريق البحث: "لا نعرف ما الذي يعنيه ذلك حتى الآن". "هذا هو مكررنا الثاني. أعتقد أننا بحاجة إلى عينة أفضل بكثير ".

عندما تم اكتشاف أول FRB في عام 2007 ، اعتقد بعض علماء الفلك أن الومضات يمكن أن تكون ضوضاء خاطئة من أدوات التلسكوب. لم تبدو الانفجارات حقيقية. قال جيسون هيسيلز ، عالم الفلك في جامعة أمستردام وأسترون ، المعهد الهولندي لعلم الفلك الراديوي ، الذي يدرس FRBs: "هذه الأشياء تبعد مليارات السنين الضوئية". "إنه لأمر رائع للغاية أنه لا يزال بإمكانهم أن يكونوا ساطعين بما يكفي لاكتشافهم على الأرض."

يشير الالتواء المعقد الذي لوحظ في FRBs إلى أنها تأتي من بيئات قاسية ذات مجالات مغناطيسية قوية ودرجات حرارة عالية. يعرف علماء الفلك العديد من الأجسام الفيزيائية الفلكية التي يمكن أن توفر ظروف انحناء الموجات الراديوية هذه: الثقوب السوداء الهائلة ، والتي يمكنها تجشؤ تيارات من الإشعاع في الفضاء عندما تأكل المادة. النجوم النيوترونية ، نوى النجوم سريعة الدوران ، مخلفات الانفجارات المذهلة. النجوم المغناطيسية ، نوع معين من النجوم النيوترونية ، والتي تدور بشكل أسرع.

قبل اكتشاف 121102 ، كان يُعتقد أن FRBs هي أحداث لمرة واحدة ، وهي نتاج تصادمات أو انفجارات كونية ، نظرًا لقوة الومضات ، لا يمكن لأي جسم فيزيائي فلكي البقاء على قيد الحياة بالتأكيد. أظهرت الطبيعة المتكررة لـ 121102 أن الكون ، مستعد دائمًا للمفاجأة ، قادر على إنتاج أشياء يمكن أن تندلع مرارًا وتكرارًا دون أن تتلاشى.

يمكن استخدام الموجات المتناثرة من FRBs للإجابة على أسئلة أخرى مثيرة للاهتمام ولكنها أساسية حول الكون ، بما في ذلك ما هو مصنوع بالفعل. “If you try to add up all the material in galaxies and stars and planets and rocks, it doesn’t come up to the right number at all. We’re short by a lot,” Chatterjee said. “So where is all this missing matter?”

Astronomers suspect that it may reside in the space between galaxies. The intergalactic medium is orders of magnitude emptier than the best vacuums in our terrestrial laboratories, but it still has some wisps of cosmic matter. The universe is so big, though, that these tiny traces could make up a substantial amount of space stuff. FRBs pass through this matter as they travel through space, and their interactions become encoded in the radio waves. “When [the FRB] arrives at Earth, we can basically read that information off the radio burst itself,” said Sarah Burke-Spolaor, an astronomer at West Virginia University who studies FRBs. The cosmic flashes can help illuminate the complicated composition of the universe, and the more FRBs astronomers detect, the more ground—er, space—they can cover.

More discoveries are likely on their way. The telescope responsible for these findings, the Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, or CHIME , promises to be the most effective FRB hunter in operation. CHIME scans the entire Northern Hemisphere every day, hopping from one spot to the next every 15 minutes. The observatory can examine 500 times as much sky as the next FRB superstar, the Parkes radio telescope in Australia, which revealed the first FRB in 2007 and has found the majority of known bursts.

You could say CHIME wasn’t even trying when it found a new batch of FRBs last summer. The data was collected before formal operations began, when astronomers were still tinkering with the instruments. “We were calibrating it and improving it day by day,” said Cherry Ng, an astronomer at the University of Toronto and a member of the research team. “Sometimes we had to turn off the instrument just to make changes.”

Scientists estimate that FRBs occur about 10,000 times a day across the entire sky, and CHIME , at peak capacity, is poised to detect dozens every month.

As with most cosmic mysteries, the specter of an extraterrestrial explanation looms large. Some, including astrophysicists at Harvard, have suggested that FRBs are beacons from an advanced alien civilization. Hello out there! they shout, searching the vastness of space for neighbors. FRB researchers say they can’t rule out an extraterrestrial origin for the cosmic flashes. It’s one possibility of many. But it’s the least likely, they say.

“[FRBs] come from all over the sky, and from many different distances, always from different galaxies—the chances of aliens living in different parts of the universe getting together to organize, to produce these signals in this kind of way, are infinitesimally small,” Stairs said. “There’s just too many of them out there.”

On top of that, the home environments of FRBs aren’t exactly conducive to life, intelligent or not. The emissions likely torch their surroundings as they erupt into space. “If we had one go off near Earth, we might not be around anymore,” Burke-Spolaor said.


شاهد الفيديو: RAFALE FRENCH NAVY PILOTS - CHILLOUT 3 (شهر نوفمبر 2022).