اخترشناسان یک انفجار سریع رادیویی مرموز را به مکانی غیرمنتظره ردیابی کرده‌اند؛ یک کهکشان عظیم باستانی که از فرآیند تشکیل ستاره فعال فاصله گرفته است. این کشف، بینش عمومی را که چنین پدیده‌های کیهانی منحصراً از مناطق جوان و غنی از ستاره سرچشمه می‌گیرند، تکان داده، پیچیدگی‌های ناشناخته جهان را آشکار کرده و موج جدیدی از تحقیقات علمی را در مورد منشاء و محیط‌های انفجارهای سریع رادیویی (FRB) برانگیخته است.
کشف بی‌سابقه در کیهان
برای اولین بار، اخترشناسان یک انفجار سریع رادیویی (FRB) را به حومه یک کهکشان بیضوی باستانی و مرده ردیابی کرده‌اند؛ خانه‌ای بی‌سابقه برای یک پدیده که قبلاً با کهکشان‌های بسیار جوان‌تر مرتبط بود.
این کشف که در دو مطالعه مکمل به رهبری دانشگاه نورث وسترن و دانشگاه مک گیل تشریح شده است، فرضیات مبنی بر اینکه انفجارهای سریع رادیویی صرفاً از مناطق تشکیل ستاره فعال سرچشمه می‌گیرند را در هم می‌شکند. در عوض، شواهد این کشف جدید حاکی از آن است که منشاء این رویدادهای کیهانی مرموز ممکن است متنوع‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد باشد!
به چالش کشیده شدن نظریه‌های قبلی!
ترانه افتخاری از دانشگاه نورث وسترن که رهبری یکی از مطالعات را بر عهده داشت و در مطالعه دیگر نیز همکاری کرد، گفت:
به نظر می‌رسد “نظریه غالب که انفجارهای سریع رادیویی از مگنتارهایی (مَگنِت‌اَختَر) که از طریق ابرنواخترهای فروپاشی هسته تشکیل می‌شوند، می‌آیند” در اینجا صدق نمی‌کند. در حالی‌که ستاره‌های جوان و پرجرم زندگی خود را به عنوان ابرنواخترهای فروپاشی هسته به پایان می‌رسانند، ما هیچ مدرکی از ستاره‌های جوان در این کهکشان نمی‌بینیم. به لطف این کشف جدید، تصویری در حال ظهور است که نشان می‌دهد همه FRBها از ستاره های جوان سرچشمه نمی‌گیرند. شاید زیرمجموعه‌ای از FRBها وجود داشته باشد که با سیستم‌های قدیمی‌تر مرتبط هستند.
ون-فای فونگ، یکی از نویسندگان ارشد هر دو مطالعه و استاد فیزیک و نجوم در کالج هنر و علوم وینبرگ نورث وسترن و عضو CIERA، گفت:
این انفجار سریع رادیویی جدید به ما نشان می‌دهد درست زمانی‌که فکر می‌کنید یک پدیده اخترفیزیکی را درک کرده‌اید، جهان برمی گردد و ما را غافلگیر می‌کند.” “این “گفتگو” با جهان است که رشته نجوم را در این زمان بسیار هیجان‌انگیز می‌کند.
تکنیک‌های تشخیص پیشرفته
اخترشناسان برای اولین بار انفجار سریع رادیویی جدید، با نام FRB 20240209A را در فوریه 2024 با آزمایش نقشه‌برداری شدت هیدروژن کانادا (CHIME) شناسایی کردند. FRBها که در عرض چند میلی‌ثانیه شعله‌ور شده و ناپدید می‌شوند، انفجارهای رادیویی کوتاه، قدرتمند و کوتاهی هستند که در یک انفجار سریع، انرژی بیشتری نسبت به خورشید در یک سال کامل تولید می‌کنند
اما این رویداد بیش از یک بار شعله ور شد! بین انفجار اولیه در فوریه تا جولای 2024، همان منبع 21 پالس دیگر تولید کرد؛ شش مورد از آنها نیز توسط یک تلسکوپ برون‌ریز در فاصله 60 کیلومتری ایستگاه اصلی CHIME شناسایی شد. نسخه‌های کوچکتر از CHIME، برون‌ریزها به ستاره‌شناسان اجازه می‌دهند تا مکان‌های خاص FRBها را در آسمان با دقت زیاد محدود کنند.
معمای کهکشان باستانی عظیم
پس از اینکه این تیم موقعیت FRB را مشخص کرد، افتخاری و همکارانش برای استفاده از تلسکوپ‌های رصدخانه‌های W.M. Keck و Gemini برای کاوش در محیط اطراف این رویداد اقدام کردند. ستاره‌شناسان نورث وسترن در یک اتاق تخصصی در پردیس ایوانستون، دسترسی از راه دور به رصدخانه Keck دارند که به آنها امکان می‌دهد به سرعت پدیده‌های مورد علاقه را مشاهده کنند.
به جای یافتن یک کهکشان جوان، این مشاهدات به‌طور شگفت‌انگیزی نشان داد که FRB در حاشیه یک کهکشان همسایه 11.3 میلیارد ساله واقع شده است که تنها 2 میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد!
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این کهکشان باستانی غیرمعمول، این تیم از رایانه‌های پرقدرت برای اجرای شبیه‌سازی استفاده کرد. آنها دریافتند که این کهکشان بسیار درخشان و بسیار عظیم است و 100 میلیارد برابر جرم خورشید، جرم دارد!
افتخاری گفت:
به‌نظر می‌رسد کهکشان میزبان FRB، بیشترین جرم تا‌به‌امروز را دارد. این کهکشان در فهرست برخی از عظیم‌ترین کهکشان‌های موجود قرار می‌گیرد.”
مکان نامحتمل برای رویدادهای کیهانی
در حالی‌که بیشتر FRBها در داخل کهکشان‌های خود منشأ می گیرند، این تیم، FRB 20240209A را به حومه خانه خود، 130000 سال نوری از مرکز کهکشان که در آن ستاره‌های دیگری وجود ندارند، راهنمایی کرد
ویشوآنگی شاه، یکی از فارغ‌التحصیلان از مک گیل که رهبری تلاش برای تعیین منشاء FRB را بر عهده داشت، گفت:
در میان گروه FRBها، این FRB در دورترین فاصله از مرکز کهکشان میزبان خود قرار دارد.این هم تعجب‌آور است و هم هیجان‌انگیز، زیرا انتظار می‌رود FRBها در داخل کهکشان‌ها، اغلب در مناطق تشکیل ستاره منشأ بگیرند. موقعیت این FRB در خارج از کهکشان میزبان آن سؤالاتی را در مورد چگونگی وقوع چنین رویدادهای پرانرژی در مناطقی که هیچ ستاره جدیدی در حال شکل‌گیری نیست، ایجاد می‌کند.
پرده‌برداری از دوقلوهای کیهانی!
قبل از این کشف، اخترشناسان تنها یک FRB دیگر را به حاشیه بیرونی یک کهکشان ردیابی کرده بودند. در سال 2022، یک تیم بین‌المللی از ستاره‌شناسان، یک FRB را شناسایی کردند که از یک خوشه متراکم از ستاره‌ها در لبه مسیه 81 (M81)، یک کهکشان مارپیچی بزرگ که حدود 12 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، سرچشمه می‌گیرد. اگرچه FRB 20240209A در یک کهکشان بیضوی رخ داده است، اما این دو رویداد شباهت‌های دیگری نیز دارند.
فونگ گفت:
چند سال پیش، انفجار سریع رادیویی M81 به‌طور شگفت‌انگیزی در داخل یک خوشه متراکم از ستاره‌ها به نام خوشه کروی کشف شد. آن رویداد به تنهایی قطار تفکر متعارف را متوقف کرد و ما را به بررسی سناریوهای پیش‌ساز دیگر برای FRBها واداشت. از آن زمان تاکنون، هیچ FRB مانند آن دیده نشده است و ما را به این باور رسانده بود که این یک کشف اتفاقی است!
در حقیقت، این CHIME FRB می‌تواند دوقلوی رویداد M81 باشد. این کهکشان از کهکشان مادری خود، از جایی‌که ستارگان در حال تولد هستند دور است و جمعیت ستاره‌ها در کهکشان مادری آن بسیار قدیمی است. روزهای اوج خود را سپری کرده و اکنون در حال حرکت به سمت بازنشستگی است. در عین حال، این نوع محیط قدیمی ما را وادار می‌کند تا مدل های پیش‌ساز استاندارد FRB خود را دوباره مورد بررسی قرار دهیم و به کانال‌های شکل‌گیری عجیب‌و‌غریب‌تری روی آوریم که هیجان‌انگیز است.
این دو مطالعه روز گذشته (21 ژانویه) در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شده‌اند.
منبع: Scitechdaily
