يصل الضوء الناتج عن انفجار ضخم قبل 12 مليار سنة إلى الأرض

تم رصد انفجار أشعة جاما 1404191 في الساعة 11 مساءً. 19 أبريل بواسطة تلسكوب SMU الروبوتي ROTSE-IIIb في مرصد ماكدونالد ، فورت ديفيس ، تكساس. الصورة بإذن من جامعة ساوثرن ميثوديست

تم رصد انفجار أشعة جاما 1404191 في الساعة 11 مساءً. 19 أبريل بواسطة تلسكوب SMU الروبوتي ROTSE-IIIb في مرصد ماكدونالد ، فورت ديفيس ، تكساس. الصورة بإذن من جامعة ساوثرن ميثوديست

منذ أكثر من 12 مليار سنة - بعد وقت قصير من الانفجار العظيم - حدث انفجار نادر عالي الطاقة. لم يصل ضوءه إلى الأرض إلا مؤخرًا وكان مرئيًا في السماء. اليوم نسمي هذه الانفجاراتانفجارات أشعة جاما. سافر الضوء من هذا الضوء لمدة 12.1 مليار سنة قبل أن يتم اكتشافه ورصده بواسطة التلسكوب ROTSE-IIIb ، المملوك لجامعة Southern Methodist في دالاس.

يُعتقد أن انفجارات أشعة جاما هي الانهيار الكارثي لنجم في نهاية حياته. أفاد علماء الفيزياء بجامعة SMU أن تلسكوبهم كان الأول على الأرض لرصد الانفجار والتقاط صورة ، كما قال فارلي فيرانتي ، طالب دراسات عليا في قسم الفيزياء بجامعة SMU ، والذي راقب الملاحظات مع اثنين من علماء الفلك في تركيا وهاواي.

تم تسجيل الانفجار باسم GRB 140419A بواسطة شبكة إحداثيات أشعة غاما التابعة لناسا ، وتم رصد الانفجار في الساعة 11 مساءً. 19 أبريل بواسطة تلسكوب SMU الآلي في مرصد ماكدونالد في جبال ديفيس في غرب تكساس.

قال فيرانتي إن انفجارات أشعة جاما ليست مفهومة جيدًا من قبل علماء الفلك ، لكنها تعتبر مهمة.

'كما تشير وكالة ناسا ، انفجارات أشعة غاما هي أقوى انفجارات في الكون منذ الانفجار العظيم ،' قال. 'تطلق هذه الانفجارات طاقة أكبر في 10 ثوانٍ من شمس الأرض خلال عمرها المتوقع بالكامل البالغ 10 مليارات سنة.'

قال روبرت كيهو ، أستاذ الفيزياء وقائد فريق علم الفلك في جامعة SMU ، إن بعض انفجارات أشعة غاما تبدو مرتبطة بالمستعرات الأعظمية ، وتتوافق مع نهاية عمر نجم ضخم.



“قد تكون انفجارات أشعة جاما شبيهة ضخمة جدًا بالمستعرات الأعظمية ، أو قد تتوافق مع الحالات التي يتم فيها إطلاق قذائف الانفجار في اتجاهنا. من خلال دراستها ، نتعرف على المستعرات الأعظمية ، 'قال كيهو.

لم يكن العلماء قادرين على اكتشاف الضوء البصري من انفجارات أشعة جاما حتى أواخر التسعينيات ، عندما تحسنت تقنية التلسكوب. من بين جميع الأضواء في الطيف الكهرومغناطيسي ، فإن أشعة جاما لها أقصر أطوال موجية ولا يمكن رؤيتها إلا باستخدام أجهزة الكشف الخاصة.

تنجم انفجارات أشعة جاما عن النجوم الساخنة التي تصل قوتها إلى 50 كتلة شمسية. يحدث الانفجار عندما ينفد الوقود من النجوم وتنهار على نفسها وتشكل ثقوبًا سوداء.

تنفجر الطبقات الخارجية وتطلق المواد على طول محور الدوران في نفاثات قوية وعالية الطاقة تتضمن إشعاع غاما.

مع انخفاض إشعاع جاما ، ينتج عن الانفجار شفق من الضوء البصري المرئي. قال كيهو إن الضوء ، بدوره ، يتلاشى بسرعة كبيرة. يحسب الفيزيائيون مسافة الانفجار بناءً على الطول الموجي المتحرك للضوء ، أو الانزياح الأحمر.

قال كيهو: 'الضوء البصري يمكن رؤيته في أي مكان من بضع ثوانٍ إلى بضع ساعات'. 'في بعض الأحيان يمكن للتلسكوبات البصرية التقاط الأطياف. هذا يسمح لنا بحساب الانزياح الأحمر للضوء ، والذي يخبرنا بمدى سرعة تحرك الضوء بعيدًا عنا. هذا مؤشر غير مباشر على بعدنا '.

تسمح بيانات الرصد من انفجارات أشعة جاما للعلماء بفهم بنية الكون المبكر

لوضع عصر اكتشافات انفجارات أشعة جاما الجديدة في سياقها ، أشار كيهو وفيرانتي إلى أن الانفجار العظيم حدث قبل 13.81 مليار سنة. وقال فيرانتي إن GRB 140419A في تحول أحمر بمقدار 3.96.

قال 'هذا يعني أن GRB 140419A انفجر منذ حوالي 12.1 مليار سنة ، أي بعد حوالي مليار ونصف المليار سنة من بداية الكون. هذا قديم حقًا '.

مسلحين بصور الانفجار ، يمكن لعلماء الفلك تحليل بيانات الرصد لاستخلاص المزيد من الاستنتاجات حول بنية الكون المبكر.

قال كيهو: 'في وقت انفجار انفجار أشعة غاما ، بدا الكون مختلفًا تمامًا عما هو عليه الآن'. لقد كانت مرحلة مبكرة من تكوين المجرات. لم تكن هناك عناصر ثقيلة لصنع كواكب شبيهة بالأرض. إذن هذه لمحة عن الكون المبكر. إن مراقبة انفجارات أشعة جاما مهمة للحصول على معلومات حول الكون المبكر '.

قال كيهو إن سطوع GRB 140419A ، الذي تم قياسه من خلال قدرته على أن يراه شخص ما على الأرض ، كان من الدرجة الثانية عشرة ، مشيرًا إلى أنه كان أضعف 10 مرات فقط مما هو مرئي من خلال المناظير ، وفقط 200 مرة أغمق مما يمكن للعين البشرية رؤيته قال كيهو.

قال كيهو: 'الفرق في السطوع هو نفسه تقريبًا بين ألمع نجم يمكنك رؤيته في السماء ، وأغمق يمكنك رؤيته بالعين المجردة في ليلة صافية ومظلمة'. 'بالنظر إلى أن هذا الشيء كان على حافة الكون المرئي ، فهذا انفجار شديد. كان هذا شيئًا كبيرًا. حقا كبيرة '.

استجاب تلسكوب SMU لاكتشاف القمر الصناعي التابع لناسا وإخطاره

إن تجربة البحث البصري الآلي العابر (ROTSE) IIIb الخاصة بـ SMU هي تلسكوب آلي. إنه جزء من شبكة من التلسكوبات الأرضية المستجيبة لقمر ناسا الصناعي الذي يعد مركزيًا في مهمة Swift Gamma-Ray Burst التابعة لوكالة الفضاء. توجد صور انفجارات أشعة جاما على https://bit.ly/1kKZeh5.

عندما يكتشف القمر الصناعي Swift انفجارًا لأشعة غاما ، فإنه ينقل الموقع على الفور. قال جوفيندا دونجانا ، طالب دراسات عليا في SMU شارك في أبحاث انفجار أشعة جاما ، إن التلسكوبات في جميع أنحاء العالم ، مثل SMU's ROTSE-IIIb ، تتأرجح في العمل لمراقبة توهج الانفجار اللاحق والتقاط الصور.

يرصد ROTSE-IIIb من SMU انبعاثًا ضوئيًا من عدة دفعات من أشعة جاما كل عام. لوحظ GRB 140419A بعد 55 ثانية فقط من اكتشاف الاندفاع بواسطة Swift.

بعد أيام قليلة ، لاحظت ROTSE-IIIb وأبلغت عن انفجار ثاني لأشعة غاما نادرة وبعيدة ، GRB 140423A ، في الساعة 3:30 صباحًا في 23 أبريل. يتوافق الانزياح الأحمر لتلك الدفعة مع نظرة إلى الوراء في زمن 11.8 مليار سنة. لاحظ ROTSE-IIIb ذلك بعد 51 ثانية من اكتشاف Swift للانفجار.

قال فيرانتي: 'لدينا أفضل اكتشاف وأسرع استجابة لكلاهما لأن تلسكوبنا آلي بالكامل ولا توجد أيدي بشرية متورطة'.

فيرانتي ، أول من فحص الملاحظات على GRB 140423A ، هو المؤلف الأول لانفجار أشعة جاما. تولغا جوفر ، الأستاذ المشارك في قسم علم الفلك وعلوم الفضاء في جامعة اسطنبول ، تركيا ، هو المؤلف الثاني. في GRB 140419A ، Guver هو المؤلف الأول و Ferrante في المرتبة الثانية.

SMU الخاص بك