تعد انفجارات أشعة جاما (GRBs) واحدة من أكثر الظواهر نشاطًا في الكون ، وهي أيضًا واحدة من أقل الظواهر بحثًا. تحدث هذه الانفجارات من الطاقة عندما يتحول نجم ضخم إلى مستعر أعظم وينبعث حزماً مزدوجاً من أشعة جاما التي يمكن رؤيتها على بعد مليارات السنين الضوئية. ولأنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بتشكيل الثقوب السوداء ، فقد كان العلماء حريصين على دراسة هذا الحدوث النادر بمزيد من التفصيل.
لسوء الحظ ، حدثت فرص قليلة لهذا لأن GRBs قصيرة العمر جدًا (تستمر لبضع ثوان فقط) ومعظمها حدث في المجرات البعيدة. ولكن بفضل الجهود المبذولة باستخدام مجموعة من المقاريب ، تمكن الفلكيون من اكتشاف GRB (المعين GRB 190114C) في يناير من عام 2019. وكان بعض الإشعاع من هذا GRB أعلى طاقة تمت ملاحظتها على الإطلاق ، مما جعل هذا معلما في التاريخ علم الفلك.
ظهرت الدراسة التي تصف هذه النتائج (بعنوان "مراقبة انبعاثات كومبتون العكسية من انفجار أشعة غاما الطويلة") حديثًا في المجلة طبيعة ومن المقرر أن تظهر في المجلة الفلك والفيزياء الفلكية. قاد الدراسة أنطونيو دي أوغارتي بوستيغو من معهد أستروفيسيكا دي الأندلس ، وشمل أعضاء من تعاون ماجيك ، ناسا ، ومعاهد البحوث حول العالم.
لتوضيح الأمر ، فإن GRBs شائعة جدًا في الواقع ، تحدث مرة واحدة يوميًا في الكون المرئي. ولكن بسبب طبيعتها القصيرة والعابرة ، كان من الصعب للغاية تدريب الأدوات على المصدر قبل اختفائها. ولكن بمساعدة تلسكوبات متعددة تم تحسينها لاكتشاف أشعة جاما ، لوحظ GRB 190114 في الوقت المناسب.
وشمل ذلك مرصد Neil Gehrels Swift التابع لناسا ، ومنظار Fermi Gamma-Ray Space Telescope ، بالإضافة إلى المقاريب الأرضية التوأم الكبرى لتصوير أشعة غاما Cherenkov (MAGIC) - التي تقع في جزيرة الكناري في لا بالما ويتم تشغيلها بواسطة Max Planck معهد الفيزياء (MPP).
عندما لاحظت هذه التلسكوبات GRB 190114C ، لاحظوا أن بعض الطاقة المنبعثة تقاس في نطاق 1Tera إلكترون فولت (TeV) - حوالي تريليون مرة من الطاقة لكل الفوتون المرصود مع الضوء المرئي. بناءً على الملاحظات السابقة ، يقدر الفلكيون أنه من أجل تحقيق مستوى الطاقة هذا ، يجب أن تسير المواد المنبعثة من النجم المنهار بسرعة 99.999٪ من سرعة الضوء.
وبعبارة أخرى ، يجب تسريع المواد من النجم المحتضر إلى حدود ما يمكن أن تتحمله المادة الفيزيائية من أجل توليد هذا النوع من الاندفاع النشط. ثم تُضطر هذه المادة من خلال السحب الغازية التي تحيط بالنجم (بقايا الطبقات الخارجية التي تم تفجيرها) ، مما يتسبب في صدمة تولد أشعة غاما نفسها.
يحاول العلماء مراقبة الانبعاثات النشطة للغاية من غازات GRB لفترة طويلة ، وقد أتاح هذا الاندفاع الخاص أول فرصة على الإطلاق. كما أوضح الدكتور دي أوغارتي بوستيجو في بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية / هابل:
"حاول العلماء مراقبة انبعاث الطاقة العالية جدًا من رشقات أشعة غاما لفترة طويلة. هذه الملاحظة الجديدة هي خطوة حيوية إلى الأمام في فهمنا لانفجارات أشعة غاما ، ومحيطها المباشر ، وكيف تتصرف المادة عندما تتحرك بسرعة 99.999٪ من سرعة الضوء. "
واستشرافا للمستقبل ، ستراقب مراصد فضائية متعددة السوبرنوفا التي أنتجت GRB 190114C لمعرفة المزيد عن بيئتها وكيف تم إنتاج هذا الانفجار الشديد. على وجه الخصوص ، تم تزويد علماء الفلك الأوروبيين بوقت مراقبة مع تلسكوب هابل الفضائي التابع لوكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية لدراسة بيئة المصدر.
وقد ساعد علماء الفلك هذه الجهود باستخدام تلسكوب ESO الكبير جدًا (VLT) و Atacama Large Milimeter / subilimeter Array (ALMA) في تشيلي. من خلال دمج ملاحظاتهم مع البيانات التي حصل عليها هابل ، تمكن الفلكيون من مراقبة المجرة المضيفة لهذه GRB (التي تقع على بعد 5 مليارات سنة ضوئية من الأرض) بمزيد من التفصيل.
كما أوضح أندرو ليفان من معهد الرياضيات والفيزياء الفلكية وفيزياء الجسيمات في الفيزياء الفلكية بجامعة رادبود في هولندا:
"تشير ملاحظات هابل إلى أن هذا الانفجار بالذات كان يجلس في بيئة كثيفة جدًا ، في منتصف مجرة مشرقة على بعد 5 مليارات سنة ضوئية. هذا أمر غير معتاد حقًا ، ويقترح أن هذا قد يكون السبب وراء إنتاج هذا الضوء القوي بشكل استثنائي. "
هذا المعلم هو شهادة على القدرة المتزايدة للأدوات الفلكية والأهمية المتزايدة للتعاون الدولي. كما أنها تتماشى مع العصر الحالي لعلم الفلك ، حيث أصبحت الاكتشافات الثورية أكثر شيوعًا. مع كل عام يمر ، يتم الآن بحث الظواهر التي كانت غير مفهومة أو مقيدة بشكل سيئ.
