راز انفجار‌های سریع پرتو ایکس سرانجام کشف شد!

به گزارش مجله خبری نگار/ایتنا و به نقل از سای‌تک‌دیلی، پس از دهه‌ها ابهام، اخترشناسان سرانجام پرده از راز انفجار‌های سریع پرتو ایکس (FXTs) برداشته‌اند.

این پدیده‌های کیهانی مرموز که برای لحظاتی کوتاه در کهکشان‌های دوردست ظاهر می‌شوند، اکنون به ابرنواختر‌ها — انفجار‌های عظیم ستاره‌های پرجرم — مرتبط شده‌اند.

گفته می‌شود منشأ این انفجارها، جت‌های پرانرژی‌ای هستند که در فرآیند فروپاشی ستاره به‌دام می‌افتند.

بر این اساس، تیمی بین‌المللی متشکل از اخترفیزیک‌دانان دانشگاه نورث‌وسترن و دانشگاه لستر (انگلیس) با استفاده از شبکه‌ای از تلسکوپ‌های فضایی و زمینی، نزدیک‌ترین FXT مرتبط با یک ابرنواختر را رصد کردند.

تحلیل داده‌ها نشان داد که این انفجار پرتو ایکس ناشی از جت‌هایی است که نتوانسته‌اند از لایه‌های بیرونی ستاره فرار کنند. در حالی که جت‌های موفق به خروج، پرتو‌های گاما (GRB) — درخشان‌ترین پدیده‌های کیهانی — تولید می‌کنند، جت‌های به‌دام‌افتاده تنها پرتو ایکس ساطع می‌کنند.

جیلین راستی‌نژاد، پژوهشگر ارشد این مطالعه از دانشگاه نورث‌وسترن، توضیح می‌دهد: «از دهه ۱۹۷۰، اخترشناسان FXTs را تشخیص می‌دادند، اما منشأ آنها ناشناخته بود. کار ما ثابت می‌کند که این انفجار‌ها می‌توانند از مرگ ستاره‌های پرجرم نشأت بگیرند و پیوندی بین ابرنواختر‌های همراه GRB و FXT برقرار می‌کنند.»

ابزاری انقلابی برای رصد انفجار‌ها

تا پیش از این، تعداد محدودی FXT شناسایی شده بود، اما ماهواره «آینشتین پروب» که در ژانویه ۲۰۲۴ توسط آکادمی علوم چین با همکاری آژانس فضایی اروپا راه‌اندازی شد، تحولی در این زمینه ایجاد کرد.

این تلسکوپ فضایی تنها در یک سال، تعداد FXT‌های شناخته شده را ده برابر افزایش داد. ون-فای فونگ، از نویسندگان ارشد این پژوهش، می‌گوید: «آینشتین پروب نه‌تنها فضا‌های خالی نقشه FXTs را پر کرده، بلکه جزئیاتی را آشکار کرده که پیش از این تصور نمی‌شد.»

گفتنی است یکی از نخستین کشفیات این ماهواره، FXT یی بود که تنها ۲٫۸ میلیارد سال نوری از زمین فاصله داشت — یعنی نزدیک‌ترین نمونه کشف‌شده تاکنون. این انفجار که EP ۲۵۰۱۰۸a نام گرفت، در صورت فلکی «نهر» (Eridanus) رخ داد و فرصتی بی‌سابقه برای رصد فراهم کرد.

معمای «کانگورو» و جت‌های ناکام

تیم پژوهشی با استفاده از تلسکوپ‌های جمینی شمالی و جنوبی، رصدخانه کک در هاوایی و تلسکوپ فضایی جیمز وب، تحولات این رویداد را در طول‌موج‌های مختلف بررسی کردند. آنها در محل وقوع EP ۲۵۰۱۰۸a، بقایای درخشان یک ابرنواختر به نام SN ۲۰۲۵kg — با لقب دوست‌داشتنی «کانگورو» — را یافتند که طی هفته‌ها درخشان‌تر و سپس محو شد.

چارلی کیلپاتریک، از پژوهشگران این مطالعه، می‌گوید: «طیف‌های فروسرخ جیمز وب نشان‌دهنده وجود هلیوم و کربن در قلب انفجار بود — یافته‌ای غیرمنتظره که به ما کمک کرد منشأ «کانگورو» را به ستاره‌ای پرجرم با احتمالاً یک ستاره همراه ربط دهیم.»

بررسی‌ها تأیید کرد که این ابرنواختر از نوع «Ic پهن‌خط» است — گونه‌ای که معمولاً با GRB‌ها همراهی می‌کند. اما در این مورد، هیچ نشانه‌ای از GRB یافت نشد. راب ایلس-فریس، از دانشگاه لستر، می‌افزاید: «این FXT تقریباً همزاد ابرنواختر‌های همراه GRB است. مشاهدات ما نشان می‌دهد که انفجار ستاره‌های پرجرم می‌تواند هر دو پدیده را تولید کند.»

چشم‌اندازی نو به کیهان

پژوهشگران با استفاده از تلسکوپ ۴٫۱ متری رصدخانه بین‌آمریکایی سرو تولولو در شیلی، تخمین زدند که ستاره مادر این انفجار، ۱۵ تا ۳۰ برابر خورشید جرم داشته است.

گفتنی است با راه‌اندازی رصدخانه ورا روبین در آینده نزدیک، انتظار می‌رود درک اخترشناسان از تنوع انفجار‌های ستاره‌ای متحول شود. راستی‌نژاد در این باره می‌گوید: «ما هنوز به درک کاملی از FXTs و جایگاه آنها در دنیای انفجار‌های کیهانی نرسیده‌ایم. رصدخانه روبین به ما کمک می‌کند تا فیزیک پشت این پدیده‌های متنوع را کشف کنیم.»

این یافته‌ها گام بزرگی در حل معمای چند دهه‌ای FXTs محسوب می‌شوند و افق‌های تازه‌ای در شناخت مرگ ستاره‌های غول‌پیکر گشوده‌اند.