إن الكشف عن سر Gamma Ray Bursts (GRBs) هو قصة مليئة بالمؤامرات الدولية ، والمطالبات الرائعة ، والتتبع الجدي للخلف ، والتحسينات الإضافية في فهمنا للطبيعة الحقيقية والآثار المترتبة على أكثر القوى تدميراً وحيوية في الكون. أظهرت النتائج الجديدة التي توصل إليها فريق من العلماء الذين يدرسون ما يسمى "رشقات أشعة غاما المظلمة" ، بشدة ، قطعة جديدة في لغز GRB. تم تقديم هذا البحث في ورقة تظهر في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية في 16 ديسمبر 2010.
كان اكتشاف GRBs نتيجة غير متوقعة لبرنامج الفضاء الأمريكي والجيش يراقب الروس للتحقق من الامتثال لمعاهدة حظر التجارب النووية في الحرب الباردة. من أجل التأكد من أن الروس لم يفجروا أسلحة نووية على الجانب البعيد من القمر ، تم تجهيز المركبة الفضائية Vela من حقبة 1960 بأجهزة كشف أشعة غاما. قد يحمي القمر التوقيع الواضح للأشعة السينية من الجانب البعيد ، لكن أشعة غاما ستخترق الحق عبر القمر ويمكن اكتشافها بواسطة أقمار فيلا.
بحلول عام 1965 ، أصبح من الواضح أن الأحداث التي أطلقت أجهزة الكشف ولكنها من الواضح أنها ليست توقيعات للانفجارات النووية ، لذلك تم إيداعها بعناية وسرية للدراسة المستقبلية. في عام 1972 ، تمكن الفلكيون من استنتاج الاتجاهات إلى الأحداث بدقة كافية لاستبعاد الشمس والأرض كمصادر. وقد توصلوا إلى استنتاج مفاده أن أحداث أشعة جاما هذه "ذات أصل كوني". في عام 1973 ، تم الإعلان عن هذا الاكتشاف في مجلة الفيزياء الفلكية.
أدى ذلك إلى إثارة ضجة كبيرة في المجتمع الفلكي وبدأت العشرات من الأوراق حول GRBs وأسبابها في الظهور في الأدبيات. في البداية ، افترض معظم أصل أصل هذه الأحداث من داخل مجرتنا. كان التقدم بطيئًا بشكل مؤلم حتى إطلاق مرصد كومبتون لأشعة جاما عام 1991. قدم هذا القمر الصناعي بيانات مهمة تشير إلى أن توزيع GRBs غير منحاز تجاه أي اتجاه معين في الفضاء ، مثل اتجاه الطائرة المجرية أو مركز مجرة درب التبانة. جاءت GRBs من كل مكان من حولنا. إنهم "كونيون" في الأصل. كانت هذه خطوة كبيرة في الاتجاه الصحيح ، لكنها خلقت المزيد من الأسئلة.
على مدى عقود ، بحث الفلكيون عن نظير ، أي جسم فلكي يتزامن مع انفجار تم رصده مؤخرًا. لكن نقص الدقة في موقع GRBs بواسطة أدوات اليوم أحبطت محاولات تحديد مصادر هذه الانفجارات الكونية. في عام 1997 ، اكتشف BeppoSAX GRB في الأشعة السينية بعد فترة وجيزة من الحدث وتم الكشف عن التوهج البصري بعد 20 ساعة بواسطة William Herschel Telescope. كان التصوير العميق قادرًا على تحديد مجرة باهتة بعيدة عن مضيف GRB. في غضون عام ، انتهى الجدل حول المسافات إلى GRBs. تحدث GRBs في المجرات البعيدة للغاية. كما أن ارتباطها بالمستعرات الأعظمية ووفاة النجوم الضخمة جدًا أعطى أيضًا أدلة على طبيعة الأنظمة التي تنتج GRBs.
لم يمض وقت طويل قبل السباق للتعرف على الشوائب اللاحقة الضوئية لـ GRBs ، وقد ساعدت الأقمار الصناعية الجديدة في تحديد مواقع هذه بعد التوهجات والمجرات المضيفة لها. تم تجهيز القمر الصناعي Swift ، الذي تم إطلاقه في عام 2004 ، بكاشف أشعة غاما حساس للغاية بالإضافة إلى الأشعة السينية والتلسكوبات البصرية ، والتي يمكن إزالتها بسرعة لمراقبة انبعاثات الشفق تلقائيًا بعد الاندفاع ، بالإضافة إلى إرسال إشعار إلى شبكة من التلسكوبات على الأرض لمتابعة الملاحظات السريعة.
اليوم ، يتعرف الفلكيون على تصنيفين للـ GRBs ، والأحداث الطويلة الأمد والأحداث القصيرة المدة. من المحتمل أن تكون انفجارات أشعة غاما القصيرة ناتجة عن دمج النجوم النيوترونية وليست مرتبطة بالمستعرات الأعظمية. إن انفجارات أشعة جاما طويلة الأمد (GRBs) حاسمة في فهم فيزياء انفجارات GRBs ، وتأثيرات GRBs على محيطها ، بالإضافة إلى آثار GRBs على تكوين النجوم المبكر وتاريخ ومصير الكون.
في حين يتم الكشف عن شفق الأشعة السينية عادة لكل GRB ، لا يزال البعض يرفض التخلي عن الشفق البصري. في الأصل ، تم صياغة تلك GRBs ذات الأشعة السينية ولكن بدون الشفق البصري "GRBs الظلام". تم تحسين تعريف "انفجار أشعة غاما المظلمة" بإضافة حد للوقت والسطوع وحساب إجمالي ناتج الطاقة من GRB.
يمكن أن يكون لهذا النقص في التوقيع البصري عدة أصول. يمكن أن يكون للشفق الضوئي لمعان منخفض جوهريًا. وبعبارة أخرى ، قد يكون هناك GRBs مشرقة وأخرى باهتة. أو يمكن امتصاص الطاقة الضوئية بقوة عن طريق المواد المتداخلة ، إما محليًا حول GRB أو على طول خط البصر عبر المجرة المضيفة. الاحتمال الآخر هو أن الضوء يمكن أن يكون عند انزياح أحمر عالٍ لدرجة أن الطمس والامتصاص بواسطة الوسط بين المجرات من شأنه أن يمنع الكشف في النطاق R الذي يستخدم بشكل متكرر لإجراء هذه الاكتشافات.
في الدراسة الجديدة ، جمع علماء الفلك بين بيانات Swift والملاحظات الجديدة التي تم إجراؤها باستخدام GROND ، وهي أداة متابعة مخصصة لـ GRB مرتبطة بتلسكوب MPG / ESO بطول 2.2 متر في La Silla في تشيلي. GROND هو أداة استثنائية لدراسة الشوائب بعد GRB. يمكنه مراقبة الاندفاع في غضون دقائق من تنبيه قادم من Swift ، ولديه القدرة على المراقبة من خلال سبعة مرشحات في وقت واحد ، تغطي الأجزاء المرئية وشبه الحمراء من الطيف.
من خلال الجمع بين بيانات GROND المأخوذة من خلال هذه المرشحات السبعة مع ملاحظات Swift ، تمكن الفلكيون من تحديد كمية الضوء المنبعثة من الشفق بدقة عند أطوال موجية مختلفة اختلافًا كبيرًا ، بدءًا من الأشعة السينية عالية الطاقة إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة. ثم استخدموا هذه البيانات لقياس كمية الغبار المحجوب بين GRB والمراقبين على الأرض مباشرة. لحسن الحظ ، وجد الفريق أن GRBs المظلمة لا تتطلب تفسيرات غريبة.
ما وجدوه هو أن نسبة كبيرة من الرشقات خافتة إلى حوالي 60-80 في المائة من شدتها الأصلية عن طريق حجب الغبار. هذا تأثير مبالغ فيه بالنسبة للانفجارات البعيدة جدًا ، مما يسمح للمراقب برؤية 30-50 بالمائة فقط من الضوء. بإثبات ذلك ، حل هؤلاء الفلكيون بشكل قاطع لغز اللغز البصري المفقود. إن انفجارات أشعة غاما المظلمة هي ببساطة تلك التي تم تجريدها من الضوء المرئي تمامًا قبل أن تصل إلينا.
