کشف جدید دانشمندان: منشأ تابش بی‌سابقه امواج رادیویی از اعماق فضا شناسایی شد

دیجیاتو: به گفته محققان، این سیگنال‌ها از یک سیستم دوتایی کوتوله قرمز-کوتوله سفید نشأت می‌گیرند.

تیمی از مرکز بین‌المللی تحقیقات اخترشناسی رادیویی (ICRAR) در دانشگاه کرتین در پژوهشی توانسته است پالس‌هایی پرانرژی را در داده‌های فرکانس پایین تلسکوپ رادیویی آرایه وسیع میدان مورچیسون (MWA) شناسایی کند.

این پالس‌های رادیویی که «GLEAM-X J0704-37» نام دارند، هر سه ساعت یک بار ظاهر می‌شوند و ۳۰ تا ۶۰ ثانیه تداوم دارند. به گفته محققان، این سیگنال به‌عنوان طولانی‌ترین نمونه از پدیده‌ای نادر به نام «گذراهای رادیویی با دوره طولانی» (Long-period Radio Transients) شناخته می‌شود. 

گذراهای رادیویی با دوره طولانی به پدیده‌ای اخترفیزیکی گفته می‌شود که امواج رادیویی را در بازه‌های زمانی طولانی منتشر می‌کند. این بازه‌های زمانی معمولاً از چند ثانیه تا چند ساعت یا حتی چند روز متغیر است.

این پدیده که نخستین بار در سال ۲۰۰۶ کشف شد، حدود ۲۰ سال است که ستاره‌شناسان را به چالش کشیده؛ زیرا نمی‌توانند منشأ اصلی تولید آن را تشخیص دهند. بااین‌حال، این پژوهش جدید ممکن است منبع احتمالی این فوران‌های انرژی را شناسایی کرده باشد.

گذراهای رادیویی با دوره طولانی که قبلاً کشف شده‌اند، در مناطق متراکم و پُرستاره کهکشان راه شیری قرار داشته‌اند و همین موضوع شناسایی منبع اصلی این فوران‌های امواج رادیویی را دشوار کرده بود.

«ناتاشا هرلی-واکر»، یکی از اعضای تیم پژوهشی و محقق دانشگاه کرتین، توضیح می‌دهد:

«پدیده گذراهای رادیویی با دوره طولانی بسیار شگفت‌انگیز است. ستاره‌شناسان برای تشخیص اینکه این پدیده دقیقاً چیست، به تصاویر نوری نیاز دارند. بااین‌حال، وقتی به این پدیده‌ها نگاه می‌کنید، تعداد زیادی ستاره سر راه قرار دارند.»

کشف پالس‌های رادیویی پرانرژی در داده‌های تلسکوپ MWA

محققان این پژوهش می‌گویند بسیار خوش‌شانس بوده‌اند که توانسته‌اند GLEAM-X J0704-37 را کشف کنند؛ چراکه این گذرای رادیویی شگفت‌انگیز از فاصله ۵ هزار سال نوری و از لبه کهکشان راه شیری نشأت گرفته است؛ جایی که تراکم ستارگان کمتر است!

هرلی-واکر می‌گوید: «کشف جدید ما در موقعیتی بسیار دور از صفحه کهکشان قرار دارد و بنابراین، تعداد کمی ستاره در نزدیکی آن وجود دارند. ما اکنون مطمئن هستیم که یک سیستم ستاره‌ای خاص این امواج رادیویی را تولید می‌کند.»

منشأ سیگنال رادیویی GLEAM-X J۰۷۰۴-۳۷

پژوهشگران از تلسکوپ میرکت در آفریقای جنوبی برای ردیابی منشأ GLEAM-X J0704-37 استفاده کردند. سپس با کمک تلسکوپ SOAR در شیلی تأیید کردند که منشأ این پالس یک کوتوله قرمز کم‌جرم (ستاره‌ای از کلاس M) است. این کشف تیم را با چالش جدیدی مواجه کرد؛ هرلی-واکر توضیح داد:

«کوتوله‌های M ستارگان کم‌جرمی هستند که تنها کسری از جرم و درخشندگی خورشید را دارند. این ستارگان ۷۰ درصد از ستارگان کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهند، اما هیچ‌کدام از آنها با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند. کوتوله M به‌تنهایی نمی‌تواند این میزان انرژی را که مشاهده می‌کنیم، تولید کند.»

با بررسی داده‌ها، پژوهشگران نتیجه گرفتند که این کوتوله قرمز احتمالاً در یک سیستم دوتایی با جرمی دیگر قرار دارد و این همراه احتمالاً یک کوتوله سفید است؛ هسته سردشده‌ای که پس از مرگ ستاره‌ای با جرمی مشابه خورشید باقی می‌ماند. 

«کوتوله‌های قرمز و سفید هردو با هم امواج رادیویی تولید می‌کنند.»

پژوهشگران پیشنهاد کردند که میدان‌های مغناطیسی قوی در این سیستم دوتایی باعث تولید فوران‌های دوره‌ای انرژی می‌شود؛ مشابه آنچه در ستارگان نوترونی سریع‌چرخان یا «پالسارها» رخ می‌دهد.

ازآن‌جایی‌که GLEAM-X J0704-37 از موقعیتی در بالای صفحه کهکشان راه شیری نشأت می‌گیرد، پژوهشگران نتیجه گرفتند که منشأ این پالس رادیویی نمی‌تواند ستاره نوترونی با میدان مغناطیسی بسیار قوی (مگنتار) باشد.

درحال‌حاضر، پژوهشگران درحال بررسی دقیق‌تر داده‌ها هستند تا ماهیت این سیستم دوتایی را تأیید کند و توضیح دهد که GLEAM-X J0704-37 دقیقاً چگونه تولید شده است.

GLEAM-X J0704-37 در طول 10 سال گذشته فعال بوده، بااین‌حال تاکنون کشف نشده بود. به گفته دانشمندان، ممکن است بسیاری دیگر از گذراهای رادیویی با دوره طولانی در داده‌های آرشیوی تلسکوپ‌های مختلف در سراسر جهان، ازجمله MWA، پنهان شده باشند.

«استیون تینگی»، مدیر MWA، اعلام کرد: «این گذراهای رادیویی با دوره طولانی، کشفیات علمی جدیدی هستند و MWA به‌طور بنیادی این کشفیات را ممکن کرده است. MWA آرشیوی ۵۵ پتابایتی از مشاهدات دارد که طی 10 ‌سال از کیهان جمع‌آوری شده. این حجم داده معادل ذخیره‌سازی داده‌های 55 هزار کامپیوتر خانگی پیشرفته است. MWA به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین مجموعه‌های داده‌های علمی در جهان شناخته می‌شود.»

تینگی می‌گوید: «این مجموعه مانند معدن طلای مطلق برای کشف پدیده‌های بیشتر در جهان است و داده‌ها مانند زمین بازی برای ستاره‌شناسان هستند.»