یک انفجار گذرای کیهانی دانشمندان را شگفت‌ زده کرد

بیش از ۶۰ سال است که ستاره‌شناسان در عالم به دنبال یافتن منابع پرتو ایکس هستند. پرتو ایکس معمولاً به ستاره‌ها، ابرهایی از گازهای فوق‌العاده گرم و رویدادهای مخرب وابسته است و یافتن این منابع کیهانی پرتو ایکس، کاری دشوار و چالش برانگیز است. ستاره‌شناسان از زمانی که رصدخانه‌های پرتو ایکس نظیر چاندرا متعلق به ناسا را به کار گرفته‌اند، از مزایای بی‌شمار آن‌ها بهره‌مند شده‌اند و می‌توانند منابع پرتو ایکس را ساده‌تر از گذشته بیابند.

چاندرا در سال ۱۹۹۹ به فضا پرتاب شد و پرچم‌دار مأموریت‌های ناسا برای ستاره‌شناسی به کمک پرتو ایکس به‌شمار می‌رود و به تازگی یک کشف شگفت‌انگیز داشته است. در تاریخ ۱۱ اسفند ۹۶، رصدخانه پرتو ایکس چاندرا موفق شد کاری بسیار بزرگ انجام دهد. این رصدخانه فضایی توانست به کمک برخی از تجهیزات پیشرفته‌ی خود، تصویری بزرگ از یک انفجار لحظه‌ای در اعماق فضا ثبت کند. نور این انفجار همانند نور فلش است و چشمک می‌زند. این پدیده نه تنها عمیق‌ترین منبع پرتو ایکس است؛ بلکه یک پدیده کاملاً جدید نیز به‌ شمار می‌رود. این منبع، در ناحیه‌ای از آسمان قرار گرفته است که با نام میدان عمیق جنوبی چاندرا (CDF-S) شناخته می‌شود.

این تابش پرتو ایکس، از یک کهکشان کوچک که در فاصله‌ی ۱۰.۷ میلیارد سال نوری از زمین قرار گرفته، ساطع شده است. این پدیده ویژگی‌های بسیار جالبی نیز دارد؛ به عنوان مثال، میزان انرژی رهاشده از این منبع ناشناخته در طول چند دقیقه، از مجموع انرژی تمام ستاره‌های موجود در آن کهکشان بیشتر است. این منبع در اصل در سال ۲۰۱۴ شناسایی شد و یک گروه متشکل از چند پژوهشگر از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و دانشگاه جامعه‌ی اسقفی کاتولیک شیلی موفق به کشف آن شدند. این منبع در ابتدا توسط پرتو ایکس شناسایی نشد؛ بلکه شناسایی آن زمانی صورت گرفت که برای چند دقیقه، هزار برابر در فضا روشن‌تر شد و توانست نظر دانشمندان را به خود جلب کند. پس از آن، دانشمندان با استفاده از طیف سنج پیشرفته تصویربردار CCD رصدخانه چاندرا، این منبع را بررسی و داده‌هایی جمع‌آوری کردند.

یک روز پس از روشن شدن ناگهانی، این منبع، کم‌نور شد و به حدی در تاریکی فرو رفت که دیگر چاندرا نمی‌توانست آن را بیابد. پروفسور نِیلبرانت، ستاره‌شناس حرفه‌ای و دارای مدرک فوق دکترای رشته‌ی اخترفیزیک و استاد دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، در بیانیه‌ای رسمی، کشف صورت گرفته را این چنین توصیف کرد:

ما وقتی که تلاش می‌کردیم تا عالم‌های دوردست و منابع پرتو ایکس اعماق فضا را که بسیار ناشناخته هستند، کشف کنیم؛ ناگهان این روشنایی خیره‌‌کننده در اعماق فضا توجه ما را به خود جلب کرد. این روشنایی ناگهانی واقعاً ما را شگفت‌زده کرد و خیلی خوش شانس هستیم که به‌صورت تصادفی این پدیده را کشف کرده‌ایم. اکنون ما یک پدیده‌ی گذرای بسیار مناسب را در اختیار داریم که می‌توانیم در سال‌های پیش رو، آن را بیشتر و بهتر بررسی کنیم.

هزاران ساعت از داده‌های تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ فضایی اسپیتزر جمع‌آوری شدند و سپس دانشمندان با یکدیگر به بحث و تبادل نظر پرداختند تا محل دقیق این منبع پرتو ایکس را در ناحیه CDF-S تعیین کنند. دانشمندان تخمین زدند که منبع این پرتو ایکس، فراتر از هر چیزی است که تصور می‌شود و فاصله بسیار زیادی با زمین دارد و مشخص نیست چه چیزی باعث به وجود آمدن آن شده است.

برخی بر این باورند که تابش پرتو ایکس از این منبع، نتیجه‌ی یک رویداد مخرب است؛ اما از طرفی دیگر، ممکن است نتیجه‌ی چیزی باشد که دانشمندان تا به حال مشاهده نکرده‌اند. دلیل این‌که پرتو ساطع‌شده از این منبع بسیار مرموز به نظر می‌رسد، این است که معمولاً به همراه انفجار پرتو ایکس، انفجار پرتو گاما نیز دیده می‌شود؛ اما در این پدیده خاص، تنها انفجار پرتو ایکس دیده شده است و خبری از انفجار پرتو گاما نیست. انفجارهای پرتو گاما معمولاً به هنگام از بین رفتن و یا در خود فرو ریختن یک ستاره بسیار پرجرم یا ترکیب دو ستاره نوترونی (همچنین ترکیب یک ستاره نوترونی با یک سیاه‌چاله) دیده می‌شوند.

به همین دلیل، برای منبع پرتو ایکس CDF-S، سه توضیح مختلف وجود دارد. نخستین توضیح بیان می‌کند که به احتمال زیاد، ساطع شدن پرتو ایکس از این منبع، در اثر فروریختن یک ستاره پرجرم در خود یا ترکیب دو ستاره‌ی نوترونی به وقوع پیوسته است؛ اما به دلیلی نامعلوم، انفجار پرتوهای گاما دیده نشده‌اند. دومین توضیح که محتمل‌تر از سایرین به نظر می‌رسد، بیان می‌کند که انفجار پرتو گاما در پشت کهکشان کوچکی که منبع پرتو ایکس در آن قرار گرفته، مخفی شده است. سومین توضیح احتمالی، دلیل ساطع شدن پرتو ایکس از این منبع را یک سیاه‌چاله می‌داند که در حال خرد کردن یک کوتوله سفید است.

متأسفانه هیچ یک از دلایل بالا با داده‌هایی که به‌ دست آمده‌اند، همخوانی ندارند؛ اما این گروه کاشف به این نکته اشاره کرده‌اند که هیچ یک از این سه احتمال نیز به درستی شناخته و درک نشده‌اند؛ زیرا ما نتوانسته‌ایم هیچ‌ یک از آن‌ها را به صورت مستقیم در عالم مشاهده کنیم. فرانتس بائِر، ستاره‌شناسی از دانشگاه جامه اسقفی کاتولیک شیلی، در این خصوص می‌گوید:

ما از زمانی که این منبع را کشف کردیم، برای یافتن منشأ آن به بحث و تبادل نظر پرداخته‌ایم. به نظر می‌رسد که ما در این‌جا یک پازل داریم؛ اما تمام تکه‌های آن را در اختیار نداریم.

از ۱۷ سال پیش که رصدخانه چاندرا ناحیه CDF-S را تحت پوشش قرار داد، نتوانسته است منبع پرتو ایکس مشابه این منبع تازه کشف‌شده را مشاهده کند. نه تنها چاندرا، بلکه هیچ تلسکوپی روی زمین و در فضا نتوانسته‌اند در طول یک مأموریت ۲۰ ساله، پدیده مشابهی مشاهده کنند. تا به امروز منابع مختلفی از پرتو ایکس در عالم کشف شده‌اند؛ اما این منبع تازه کشف‌شده، روشن‌ترین و گذراترین آن‌ها است و در کهکشانی بسیار جوان‌تر از کهکشان‌های میزبان دیگر منابع، قرار گرفته است و به همین دلیل به یک سوژه جذاب برای ستاره‌شناسان تبدیل شده است.

با توجه به تمام اطلاعات به‌دست‌آمده، شاید بتوان گفت که تنها یک دلیل برای این پدیده وجود دارد و آن هم وابستگی آن به تحولات عظیم است؛‌ یعنی این انفجار پرتو ایکس، حاصل ترکیب دو ستاره‌ی نوترونی و متلاشی شدن یک کوتوله‌ی سفید است. ممکن است دلیل عدم سازگاری توضیحات ما برای این منبع، در این باشد که ستاره‌شناسان گونه‌ی کاملاً جدیدی از رویدادهای آسمانی را مشاهده می‌کنند و باید توضیح جدیدی برای آن بیابند. با این حال در آینده دانشمندان به کمک رصدخانه چاندرا و دیگر رصدخانه‌های پرتو ایکس، به بررسی این منابع گذرا و بسیار روشن پرتو ایکس می‌پردازند تا تعداد بیشتری از آن‌ها را کشف کنند و بتوانند توضیح بهتری برای آن‌ها ارائه دهند.

این‌که کیهان همیشه ما را با چیزهای جدید شگفت زده می‌کند، بسیار خوب است. چنین پدیده‌هایی به ما می‌گویند که باید بیشتر یاد بگیریم، همچنین به ما نشان می‌دهند که نباید زیاد روی نظریه‌های فعلی مانور دهیم و نباید آن‌ها را مبنای هر چیزی قرار دهیم. این پدیده‌ها، ما و تمام دانسته‌های ما را به چالش می‌کشند. نظر شما در مورد این انفجار پرتو ایکس چیست؟