کشف منشأ فوران مرموز پرتو ایکس پس از ۶ میلیارد سال

ستاره‌شناسان می‌گویند به احتمال فراوان منشأ فوران مرموز ۱۰ دقیقه‌ای پرتو ایکس از یک کهکشان دوردست، برخورد دو ستاره مرده بوده است.

به گزارش ایسنا، اخترشناسانی که در حال بررسی درخشش‌های مرموز پرتو ایکس هستند، معتقدند که این فوران‌ها ممکن است ناشی از برخورد ستاره‌های نوترونی باشد. برخورد ستاره‌های نوترونی رویدادی است که عناصری مانند طلا، نقره و پلاتین را پدید می‌آورد.

این رویداد که با شناسه «EP۲۵۰۷۰۴a» ثبت شده، نخستین بار در ۴ ژوئیه ۲۰۲۵ به صورت فورانی از پرتوهای گاما به مدت نیم ثانیه و به دنبال آن، تابش درخشان پرتو ایکس به مدت ۱۰ دقیقه مشاهده شد.

تیمی از اخترشناسان پس از دریافت هشدار از سوی «کاوشگر اینشتین» (پروژه مشترک اروپا و چین) که شاهد این انفجار بود، با استفاده از «تلسکوپ بسیار بزرگ»(VLT) رصدخانه جنوبی اروپا، آرایه تلسکوپی VLA و دیگر تلسکوپ‌ها به بررسی پیامدهای این انفجار و جستجو برای یافتن علت آن پرداختند.

به گفته نیکولو پاسالوا(Niccolò Passaleva)، اخترشناسی که هدایت رصدهای مربوط به این درخشش پرتو ایکس با تلسکوپ VLT را بر عهده داشت، این فوران کیهانی با هر آنچه دانشمندان پیش از این دیده بودند، تفاوت داشت.

وی در بیانیه‌ای گفت: این طولانی‌ترین درخشش فوری پرتو ایکس است که تاکنون از ادغام ستاره‌های نوترونی مشاهده شده است. این رویداد فرصتی است تا از نزدیک و بی‌واسطه شاهد شدیدترین نیروهای کیهان باشیم و رازهای بیشتری از آن را کشف کنیم.

ستاره‌های نوترونی زمانی شکل می‌گیرند که ستاره‌های عظیم در انفجارهای ابرنواختری می‌میرند. در این فرآیند، جرمی معادل یک یا دو برابر جرم خورشید در فضایی به وسعت یک شهر زمینی فشرده می‌شود و ماده‌ای چنان چگال پدید می‌آید که وزن تنها یک قاشق چای‌خوری از آن، در صورت انتقال به زمین به ۱۰ میلیون تن می‌رسد.

هنگامی که این ستاره‌های مرده و فوق‌العاده چگال با یکدیگر برخورد می‌کنند، محیطی چنان متلاطم و خشن ایجاد می‌شود که قادر به ساخت عناصری بسیار سنگین است؛ عناصری که حتی در هسته ستاره‌ها نیز امکان تشکیل آنها وجود ندارد. عناصری مانند طلایی که در انگشتر شما است.

این رویدادهای برخورد و ادغام که با درخشش‌های نوری موسوم به «کیلونووا»(kilonova) همراه هستند، مدت‌ها است که با فوران‌های پرانرژی پرتو گاما که ظرف دو ثانیه محو می‌شوند، مرتبط دانسته شده‌اند. اکنون تحقیقات جدید نشان می‌دهد که برخی از ادغام‌های ستاره‌های نوترونی ممکن است خود را از طریق فوران‌های پرتو ایکس که دقایقی طول می‌کشند، آشکار کنند.

دانشمندان به شکل ‌ویژه در این اندیشه بوده‌اند که آیا ادغام ستاره‌های نوترونی می‌تواند عامل صدها فوران پرتو ایکس در کهکشان‌های دوردست باشد که توسط کاوشگر «اینشتین»(Einstein Probe) از زمان پرتاب در سال ۲۰۲۴ کشف شده‌اند؟ در حالی که برخی از این موارد به مرگ انفجاری (ابرنواختر) ستارگان پرجرم که می‌تواند منجر به تشکیل ستاره نوترونی یا سیاه‌چاله شود، نسبت داده شده‌اند، برخی دیگر توضیحی نداشته‌اند. رویداد «EP۲۵۰۷۰۴a» یکی از همین فوران‌های پرتو ایکس است.

«الیونورا تروجا»( Eleonora Troja)، از اعضای این تیم پژوهشی و بخشی از همکاری اروپایی پروژه کاوشگر اینشتین در بیانیه‌ای گفت: وقتی داده‌های پرتو ایکسِ مربوط به این رویداد جدید را دیدم، متوجه شدم که ماجرا خاص و متفاوت است.

این تیم معتقد است که در فرآیند ادغام ستاره‌های نوترونی، عامل ویژه‌ای وجود دارد که منجر به بروز این فوران‌های پرتو ایکس می‌شود.

تمام ستاره‌های نوترونی به شیوه‌ای یکسان و از فروپاشی هسته یک ستاره پرجرم پدید می‌آیند، اما همه آنها ویژگی‌های یکسانی ندارند.

همان‌طور که یک اسکیت‌باز برای افزایش سرعت چرخش خود، دستانش را به سمت بدنش جمع می‌کند، کاهش سریع شعاع هسته ستاره‌ای در حال فروپاشی نیز می‌تواند سرعت چرخش ستاره نوترونی را به بیش از ۷۰۰ دور در ثانیه برساند. این فروپاشی می‌تواند پیامد دیگری نیز داشته باشد.

مشخص شده است که وقتی خطوط میدان مغناطیسی به هم نزدیک‌تر می‌شوند، میدان مغناطیسی تقویت می‌شود. این بدان معنا است که فروپاشی هسته ستاره‌ای که از پیش میدان مغناطیسی قدرتمندی داشته است، می‌تواند یک ستاره نوترونی با قوی‌ترین میدان مغناطیسی در جهان ایجاد کند. این ستاره‌های نوترونی نام ویژه‌ای دارند که «مگنتار» یا مغنااختر(Magnetar) نامیده می‌شوند.

تیم پژوهشیِ این مطالعه بر این باور است که در ادغام ستاره‌های نوترونیِ مورد بحث، دست‌کم یک مگنتار نقش داشته است.

تروجا می‌گوید: اگر بقایای حاصل از برخورد یک مگنتار باشد، می‌تواند برای مدت طولانی‌تری به فوران انرژی ادامه دهد. مگنتارها ستاره‌های نوترونی با چرخش سریع و میدان‌های مغناطیسی عظیم هستند. هنگامی که آنها انرژی مغناطیسی خود را به محیط اطراف تخلیه می‌کنند، می‌توانند باعث شوند که هرگونه انفجاری، درخشان‌تر و طولانی‌مدت‌تر باشد.

پژوهشگران وقوع ابرنواختر را به عنوان عامل این فوران پرتو ایکس رد کردند و همچنین توانستند تعیین کنند که نور حاصل از این برخورد، ۶ میلیارد سال در راه بوده تا به زمین برسد.

پاسالوا در این بیانیه اظهار کرد که کشف موارد بیشتری از این فوران‌های شدید پرتو ایکس می‌تواند به اخترشناسان کمک کند تا دریابند مگنتارها (ستاره‌های مغناطیسی) با چه بسامدی از طریق ادغام ستاره‌های نوترونی شکل می‌گیرند.

پژوهش این گروه در نشریه Science Bulletin منتشر شده است.