في العام الماضي، في 9 أكتوبر، شهد العلماء شذوذًا في السماء.
انبثقت من الظلام بين النجوم، وبدأت وفرة من الأشعة السينية في الفضاء السحيق في إغراق المراصد. يبدو أن هذه الإشارات مرتبطة بحدث شديد السطوع يحدث في مجرتنا يُعرف باسم انفجار أشعة جاما (GRB) – وهو تدفق جسيمات نشطة للغاية مرتبطة بأشياء مثل انفجارات النجوم وولادة الثقوب السوداء. ولكن كما قال أحد الخبراء، على سبيل المثال، فإن أشعة GRB هذه هي بالنسبة للمعيار القياسي مثل الضوء الكاشف بالنسبة للمصباح الكهربائي.
كان الحدث دراماتيكيًا بدرجة كافية للوهلة الأولى. كان تكهن ليكون ألمع انفجارات GRB منذ بداية الحضارة الإنسانية ويظهر فوتونات تحتوي على طاقة أكبر مما ينتجه مصادم الهادرونات الكبير. في الواقع، تم منحها اسمًا صفيقًا لاستكمال عنوانها الرسمي GRB 221009A: BOAT، وهو اختصار لـ “ألمع في كل العصور”. ولكن بعد ذلك، أدرك العلماء شيئًا أكثر إثارة للدهشة بشأن القارب. لم تنشأ في الواقع من مجرة درب التبانة. لا، لقد جاء القارب من مجرة تقع خلف مجرتنا، أو بعبارة أخرى، لا يمكن المبالغة في تقدير سطوع القارب.
والآن، في يوم الثلاثاء (14 نوفمبر)، خرج الباحثون بورقة بحثية تبدأ بالإجابة على أحد الأسئلة التي ربما تدور في ذهنك: ماذا يعني انفجار أشعة غاما فائق السطوع بالنسبة لنا؟
ووفقا للدراسة الجديدة، يبدو أن الانفجار الذي دام سبع دقائق (لا يزال من الممكن اكتشافه لمدة 10 ساعات بعد ذلك) أدى إلى “تغيرات” كبيرة في الغلاف الجوي للأرض. والأكثر إثارة للدهشة هو أن هذه الاختلافات موجودة في طبقة الأيونوسفير العليا لكوكبنا، وهو الحاجز بيننا وبين الفضاء الخارجي. إذا كان هذا صحيحًا، فستكون هذه هي المرة الأولى التي نرى فيها تأثير GRB على هذه المنطقة، كما يقول الفريق. يقول بيترو أوبرتيني من المعهد الوطني للفيزياء الفلكية في روما، وهو مؤلف مشارك في الدراسة الجديدة: “لقد قمنا بقياس انفجارات أشعة غاما منذ الستينيات، وهذا هو الأقوى الذي تم قياسه على الإطلاق”. قال في بيان.
متعلق ب: أكبر انفجار معروف منذ الانفجار الكبير له هيكل نفاث فريد من نوعه
لماذا تعتبر هذه النتائج مهمة؟ حسنًا، الحياة على كوكبنا تعتمد على استقرار الغلاف الجوي للأرض. وقال المؤلف الرئيسي للدراسة ميركو بيرسانتي من جامعة لاكويلا في إيطاليا في البيان: “كان هناك جدل كبير حول العواقب المحتملة لانفجار أشعة جاما في مجرتنا”.
ماذا تقصد ب “الاختلافات”؟
يحتوي الغلاف الجوي للأرض على بضع طبقات، ويقع الغلاف الأيوني في الجزء العلوي، ويمتد بين حوالي 31 ميلاً (50 كيلومترًا) و590 ميلًا (950 كيلومترًا) في الارتفاع. يعتبر أي مكان يزيد ارتفاعه عن 217 ميلاً (350 كم) هو النصف العلوي. والأهم من ذلك، أنه في جميع أنحاء الغلاف الأيوني توجد جسيمات مشحونة، أو أيونات. ورأى المؤلفون الجدد اضطرابات في النصف العلوي، على ارتفاع حوالي 310 ميلاً (500 كيلومتر).
تشير هذه الاضطرابات/الاختلافات/الاضطرابات التي يتحدث عنها الباحثون في الدراسة الجديدة بشكل أساسي إلى تغير في المجال الكهربائي للغلاف الجوي العلوي. وهذا يعني أن كل تلك الجسيمات الأيونوسفيرية المشحونة تتأثر بشكل مباشر. عادةً ما ترتبط اضطرابات الغلاف الأيوني كهذه بأحداث جسيمية نشطة مصدرها شمسنا، لكن يعتقد العلماء أن تدخل القارب كان نتيجة انفجار نجم يقع على بعد ملياري سنة ضوئية تقريبًا.
وهذا جزء من سبب ذهول الجميع من حقيقة تأثيره على الغلاف الخارجي لكوكبنا.
وقال إريك كولكرز، عالم مشروع وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، في البيان: “يمكننا أن نرى أشياء تحدث في الفضاء السحيق ولكنها تؤثر أيضًا على الأرض”. ومن الناحية الإحصائية، قال مسؤولو وكالة الفضاء الأوروبية إن انفجارات GRB بهذا القدر من السطوع يجب أن تصل إلى كوكبنا مرة واحدة فقط كل 10 آلاف عام أو نحو ذلك.
وعندما وصلت هذه الانفجارات إلى هنا، قامت بتنشيط كاشفات البرق في الهند، ونبهت الأجهزة في ألمانيا، ونشرت أدلة على تدفق الفوتون الخاص بها فوق آسيا وأجزاء من أستراليا، بل وألقت شفقًا طويلًا.
قصص ذات الصلة:
– قد يتم حل هذا اللغز الفضائي لأشعة جاما أخيرًا من خلال محاكاة جديدة للثقب الأسود
– ألمع انفجار لأشعة جاما على الإطلاق حدث يحدث مرة واحدة كل 10000 عام، وهو حدث “وحشي للغاية”
– قام قمر صناعي صغير من أوروبا الشرقية بقياس انفجار أشعة جاما الوحشي بشكل أفضل من وكالة ناسا
بالنسبة للدراسة الجديدة، قام الباحثون بتحليل القارب باستخدام بيانات من المركبة الفضائية الصينية للزلازل والكهرومغناطيسية (CSES) الموجودة في مدار أرضي منخفض، والتي تستخدم عادةً لدراسة كيفية تبديل الزلازل للأشياء في طبقة الأيونوسفير. هذه هي الطريقة التي وجدوا بها النتائج المنشورة اليوم، على الرغم من أنهم استخدموا أدوات أخرى لنمذجة استنتاجاتهم النهائية، مثل القمر الصناعي Integral التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. وقال أوبرتيني: “لقد بحثنا عن هذا التأثير من انفجارات GRB الأخرى في الماضي ولكننا لم نر شيئًا”.
وكتب المؤلفون في الورقة الجديدة: “على حد علمنا، فإن انفجارات GRB هذه هي من بين أكبر انفجارات GRB التي تم اكتشافها على الإطلاق”.
ولكي نكون واضحين، فقد أثر BOAT على بعض الطبقات السفلية من الغلاف الأيوني أيضًا.
“من الجدير بالذكر أن هذا الاضطراب أثر على الطبقات الدنيا من الغلاف الأيوني للأرض، والتي تقع على بعد عشرات الكيلومترات فقط فوق سطح كوكبنا، تاركًا بصمة مماثلة لتلك التي يحدثها التوهج الشمسي الكبير،” لورا هايز، عالمة فيزياء شمسية بوكالة الفضاء الأوروبية ومؤلفة مشاركة لبحث. دراسة 2022 بشأن تلك العواقب المترتبة على انخفاض طبقة الأيونوسفير، حسبما جاء في البيان.
لا بأس، نحن بخير
على الرغم من أن وكالة الفضاء الأوروبية تقول “إن تحليل آثار الانفجار يمكن أن يوفر معلومات حول الانقراضات الجماعية في تاريخ الأرض”، إلا أن ورقة الفريق لا تشير تمامًا إلى أن ثورانًا مثل BOAT يمكن أن يؤدي إلى نهاية البشرية. بدلًا من ذلك، يمكن أن يقدم لنا هذا الثوران نظرة ثاقبة لما يمكن أن يحدث إذا اصطدمت انفجارات GRB القريبة والمهددة فعليًا بكوكبنا.
في ورقتهم البحثية الجديدة، على سبيل المثال، كتب الفريق: “إن القدرة على زيادة التأين في الغلاف الجوي بشكل مفاجئ، قد تؤدي إلى استنفاد الأوزون الستراتوسفيري على نطاق عالمي”.
يمكن اعتبار طبقة الأوزون بمثابة واقي الشمس للأرض، حيث تحمي سكان كوكبنا من الأشعة فوق البنفسجية الضارة المنبعثة من الشمس. إذا امتصت أجسامنا الكثير من تلك الأشعة، فقد يؤدي ذلك إلى أشياء مثل زيادة خطر الإصابة بالسرطان وإعتام عدسة العين. إذا تعرضت النباتات للكثير من الأشعة فوق البنفسجية، الكثير منهم سيموتون.
ولكن لا داعي للذعر بعد، حيث يبدو الأوزون لدينا جيدًا نسبيًا (حتى ثقب الأوزون يتعافى). ومع ذلك، فإن العلماء مهتمون بما يمكن أن تفعله انفجارات GRB المستقبلية لنا. هذا التحقيق هو بالضبط ما يدور في ذهن فريق الدراسة الجديدة.
وفي الوقت نفسه، يواصل علماء الفلك الآخرون النظر في سبب القارب. إنها مربكة بعض الشيء. على سبيل المثال، جرب فريقا تلسكوب جيمس ويب الفضائي وتلسكوب هابل الفضائي أيديهم في هذا الأمر، ولكن جاء البحث فارغا، حيث لم يتمكن أي منهما من تحديد آثار انفجار نجم في رقعة القارب في الكون.
هناك أيضًا الكثير مما يمكن دراسته باستخدام إشارات الأشعة السينية الأصلية للقارب، حيث كان على الأطوال الموجية أن تنتقل عبر مساحة شاسعة من الفضاء قبل أن تصل إلينا، وتعبر سحب الغبار والظواهر الأخرى في الكون وتلتقط معلومات قيمة على طول الطريق. – جاهز للبشر لفك التشفير.
كانت الدراسة نشرت في 14 نوفمبر في مجلة Nature Communications.