كان أقدم انفجار لأشعة غاما تم اكتشافه على الإطلاق مجرد قطعة من خردة فضائية

المجرة GN-z11 ، التي يعتقد العلماء أنها يمكن أن تكون أبعد وأقدم مجرة ​​مرصودة ، متراكبة على صورة من مسح COODS-North.

المجرة GN-z11 ، التي يعتقد العلماء أنها يمكن أن تكون أبعد وأقدم مجرة ​​مرصودة ، متراكبة على صورة من مسح COODS-North. (رصيد الصورة: NASA و ESA و P. Oesch (جامعة Yale) و G. Brammer (STScI) و P. van Dokkum (جامعة Yale) و G. Illingworth (جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز))



أحيانًا يكون الفلاش مجرد صدفة.



توصلت ورقة بحثية جديدة إلى أن الإشارة التي اعتقد العلماء أنها كانت اكتشافًا رائدًا لانفجار أشعة غاما من أقدم مجرة ​​معروفة في الكون كانت في الواقع انعكاسًا لأشعة الشمس من مرحلة صاروخية مستهلكة في مدار الأرض.

يأتي الاستنتاج المخيب للآمال من فريق من العلماء البولنديين بعد مناقشة ضمت عدة فرق حول أصل المشاهدة بالصدفة التي قام بها أحد تلسكوبات Keck التوأم في هاواي في عام 2017. في حين ركزت المساهمات السابقة في النقاش على احتمالية رؤية قمر صناعي مقارنةً بانفجار أشعة غاما النادرة للغاية ، تمكن الفريق البولندي من تعقب الجسم الدقيق الذي تسبب في حدوث الوميض - المرحلة العليا من صاروخ Breeze-M المستنفد من صاروخ بروتون الروسي.



قال ميشال ميشالوسكي ، عالم الفلك في جامعة آدم ميكيفيتش في بولندا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة ، لموقع ProfoundSpace.org: `` فحصنا حساباتنا مقابل ثلاثة برامج أخرى متاحة للجمهور لحساب المدار ''.

إذن ما الذي شاهده تلسكوب Keck بالضبط وكيف يمكن حتى أن نخطئ في أقوى وميض ضوئي في كون تجري على بعد بلايين السنين الضوئية ليعكس ضوء الشمس عن قطعة من الفضاء غير المرغوب فيه؟

متعلق ب: يلتقط علماء الفلك انفجار أشعة جاما المتلاشية من المستعر الأعظم

رؤية فرصة



انطلق الفريق الذي يقف وراء الملاحظة الأصلية ، بقيادة علماء من جامعة بكين في الصين ، لدراسة واحدة من أقدم المجرات في الكون. معروف ك GN-z11 ، المجرة على بعد أكثر من 13 مليار سنة ضوئية الارض . وهذا يعني أن التلسكوبات لا يمكنها رؤيتها إلا بعد 420 مليون سنة الانفجار الكبير ، عندما كان الكون صغيرًا جدًا.

استخدم الفريق مطيافًا قريبًا من الأشعة تحت الحمراء يسمى MOSFIRE مثبتًا على أحد تلسكوبات Keck. بدلاً من التقاط الصور ، يقيس جهاز الطيف سطوع جسم سماوي عند أطوال موجية محددة من الضوء. كان الفريق يأخذ قياسات مدتها ثلاث دقائق لـ GN-z11 عندما أضاءت المجرة فجأة. ومع ذلك ، في غضون الدقائق الثلاث التالية ، عادت الإشارة إلى طبيعتها.

بعد استبعاد الاحتمالات الأخرى ، خلص العلماء إلى أن السطوع المفاجئ يجب أن يكون انفجارًا لأشعة غاما ، وهو ألمع وميض من الضوء الأكثر سطوعًا وطاقة في الكون يُعتقد أنه ناتج عن انفجارات النجوم الضخمة في نهاية حياتهم ، والتي يطلق علماء الفلك على المستعرات الأعظمية. تدوم انفجارات أشعة جاما بضع ثوانٍ فقط لفترة وجيزة وتتفوق على كل شيء آخر في الكون المحيط. لكن تتبع أصولهم كان بعيد المنال حتى الآن.



الفريق نشر نتائجهم في مجلة Nature Astronomy في ديسمبر الماضي. بدا الاكتشاف وكأنه صفقة كبيرة. لم يلاحظ العلماء مطلقًا انفجار أشعة جاما في مثل هذه المجرة القديمة ، ورؤيتها ستكشف عن معلومات جديدة حول الكون المبكر.

بعيد المنال

ومع ذلك ، سرعان ما بدأ علماء فلك آخرون في التشكيك في النتائج ، و اثنين أوراق نشرت يوم الإثنين (4 أكتوبر) في مجلة Nature Astronomy تحديد الخطأ الذي حدث.

في إحداها ، جادل تشارلز شتاينهاردت ، الأستاذ المشارك في علم الفلك بجامعة كوبنهاغن في الدنمارك ، وزملاؤه بأن السطوع ناتج على الأرجح عن جسم يدور حول الأرض بدلاً من رؤية انفجار نادر لأشعة غاما بالصدفة. السبب: احتمالية.

قال شتاينهاردت لموقع ProfoundSpace.org: `` إن احتمال التقاط انفجار أشعة جاما مثل هذا منخفض بشكل لا يصدق ، مثل 1 من كل 10 مليارات ''.

يقدر علماء الفلك أنه على الرغم من رصد الأقمار الصناعية لحوالي انفجار واحد من أشعة جاما في اليوم ، إلا أن حوالي 500 منها تحدث خلال نفس الفترة الزمنية. ومع ذلك ، في معظم الحالات ، ليس لدى العلماء أي فكرة عن المجرات التي جاءت منها هذه الانفجارات.

قال شتاينهاردت: 'إن تلسكوبات أشعة غاما الكبيرة التي نستخدمها للكشف عن أشعة جاما تخبرك فقط أن انفجارًا قد انطلق وتعطيك المنطقة الخشنة من السماء حيث حدث ذلك'. إذا كنت تريد معرفة المجرة بالضبط ، فسيتعين عليك توجيه تلسكوب بصري إلى تلك المنطقة بسرعة كافية لالتقاط الفلاش والعثور على مصدره. لكن لديك 100 ثانية فقط كحد أقصى للقيام بذلك.

انطباع الفنان عن انفجار أشعة جاما.

انطباع الفنان عن انفجار أشعة جاما.(رصيد الصورة: ناسا)

احتمالات

يبدو أن التقاط انفجار أشعة جاما في أقدم مجرة ​​معروفة خلال حملة تصوير عشوائي محظوظ بعض الشيء. لذلك بحث شتاينهاردت وزملاؤه عن تفسيرات أخرى ، بما في ذلك إعادة النظر في تلك التي استبعدها الفريق الصيني. بحث العلماء في أرشيفات MOSFIRE ووجدوا العشرات من الأحداث المماثلة في ملاحظات أخرى.

قال شتاينهاردت: 'عندما نظرنا إلى إشارة السطوع ، لم تبدو في الواقع مثل أي من 10000 انفجار لأشعة غاما تم اكتشافها من قبل'. بدا الأمر أشبه بنجم نموذجي ، على سبيل المثال شمسنا. لذلك قد يشمل ذلك كل ما يعكس ضوء الشمس.

في الورقة الأصلية ، ادعى الفريق الصيني أن انعكاسًا من قمر صناعي لا يمكن أن يتسبب في السطوع. كتب العلماء أنهم تحققوا من المعلومات المدارية المتاحة للأقمار الصناعية وقطع الحطام ولم يعثروا على جسم يتطابق مساره مع الرؤية. كتب علماء الفلك أيضًا أنه من غير المحتمل للغاية أن يتداخل قمر صناعي أو قطعة من الحطام مع عمليات الرصد من هذا القبيل. لكن النتائج التي توصل إليها شتاينهاردت وزملاؤه تعطي احتمالية أكثر ملاءمة لوقوع مثل هذه الحادثة - حوالي واحد من كل 1000.

قال شتاينهاردت: `` إذا كان لديك احتمال أن تلتقط قمرًا صناعيًا مثل هذا في 1000 مقابل احتمال واحد في المليار لالتقاط انفجار أشعة غاما ، فمن الواضح أن احتمال اصطدامك بقمر صناعي يزيد بمليون مرة ''.

صور من التلسكوبات البصرية مخططة مع الممرات من الأقمار الصناعية التي تدور في المدار كانت في دائرة الضوء مؤخرًا حيث دعا علماء الفلك إلى فرض قيود على الأقمار الصناعية الضخمة مثل سبيس اكس مشروع Starlink للإنترنت. اللطاخات واضحة ومصدرها واضح. ومع ذلك ، في حالة القياسات الطيفية ، يكون انتقاء الضوضاء أكثر صعوبة.

تعقب الجاني

قال ميكالوسكي: 'من الصعب جدًا تمييز ذلك في التحليل الطيفي'. يأخذ مقياس الطيف الضوء من خلال شق ضيق للغاية. القمر الصناعي خارج الشق ثم فجأة أصبح بداخله للحظة قصيرة جدًا ، ولا يوجد درب يؤدي إليه.

قام ميشالوفسكي وفريقه ، بدافع من تقديرات شتاينهاردت ، بتتبع المصدر الفعلي للسطوع من خلال البحث في قاعدة بيانات Space-Track المتاحة للجمهور للأجسام المدارية. قال ميشالوفسكي إن المرحلة العليا من Breeze-M التي تدور حول الأرض في مدار بيضاوي للغاية كانت في المكان المناسب تمامًا في الوقت المناسب.

ومن المثير للاهتمام ، أن الفريق الصيني قد استبعد في الأصل هذه المرحلة الصاروخية بناءً على حسابات باستخدام الآلة الحاسبة الفلكية المعتمدة على الويب والتي تسمى Calsky. لكن ميشالوفسكي واثق من أن حساباتهم كانت خاطئة.

وقال 'من الصعب معرفة سبب اختلاف الحسابات الأصلية'. البرنامج الذي استخدمه الفريق معطل الآن لذا من المستحيل إعادة إنتاجه. تتطابق حساباتنا مع أربعة حسابات أخرى ، لذلك نحن واثقون تمامًا من أننا فهمناها بشكل صحيح.

قصص ذات الصلة:

- لا يتم ركل رشقات أشعة جاما
- أول انفجار شعاعي جاما 'يتيم' يكشف عن نظرة ثاقبة للانفجارات النجمية القوية
- انفجار غريب لأشعة جاما يتحدى التوقعات

مشكلة متنامية في علم الفلك

يسلط اللغز الضوء على مشكلة متنامية في علم الفلك: العدد المتزايد من الأقمار الصناعية وأجسام الحطام الفضائي في المدار يتداخل مع الملاحظات الفلكية واستكشاف الكون. قدرت دراسة حديثة أن ما يصل إلى 40 ٪ من الملاحظات الفلكية باستخدام التلسكوبات واسعة المجال يمكن أن تدمر بعد أن تنشر SpaceX جميع الأقمار الصناعية المخطط لها حاليًا والتي يبلغ عددها 12000 من كوكبة Starlink.

الحل ، حسب ميشالوفسكي ، ليس سهلاً. وقال ميشالوفسكي: 'هناك أمثلة لا حصر لها حتى الآن حيث تتقاطع الأقمار الصناعية مع الصور ، وسوف تزداد الأمور سوءًا'. 'الحل الوحيد هو مراقبة هذه الأقمار الصناعية وتحديد مداراتها بشكل أكثر دقة حتى نخلق كتالوجًا دقيقًا للغاية سيساعدنا في إخبارنا ما إذا كان شيء ما حدثًا فلكيًا أو قمرًا صناعيًا عابرًا.'

وافق شتاينهاردت. إذا كانت لدينا قاعدة بيانات جيدة ، إذا علمنا أن قمرًا صناعيًا أو قطعة من الحطام ستمر عبر ذلك الجزء من السماء في تلك الثانية بالذات ، لكنا قد أوقفنا الملاحظات لتلك الثانية ، وانتظرنا حتى يمر ، ثم بدأ العرض التالي. 'سبب عدم حدوث ذلك هو أنه في الوقت الحالي ، ليس لدينا قاعدة البيانات الصحيحة أو مجموعة الأدوات الصحيحة.'

تابع تيريزا بولتاروفا على تويترTerezaPultarova. تابعنا على تويتر تضمين التغريدة و على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك .