اكتشف مسبار أينشتاين مرحلة مخفية من الأشعة السينية الناعمة التي قد تكشف كيف تظل بقايا اندماج النجوم النيوترونية نشطة بعد انفجارات أشعة جاما القصيرة.
يمكن لانفجار أشعة جاما أن يشتعل لمدة أقل من نصف ثانية ويختفي قبل أن تتجه معظم تلسكوبات الأشعة السينية نحوه. ولعقود من الزمن، لم يترك هذا التأخير لعلماء الفلك سوى لمحة قصيرة عن العديد من انفجارات أشعة جاما القصيرة، أو GRBs القصيرة. ظلت الأشعة السينية الأكثر ليونة التي تم إطلاقها خلال اللحظات الأولى للانفجار مخفية لأن تلسكوبات الأشعة السينية ذات المجال الضيق تحتاج عمومًا إلى تنبيه من أشعة جاما لتحديد موقع الانفجار قبل إعادة التوجيه نحوه.
يُعتقد أن انفجارات GRB القصيرة تبدأ عندما يدور نجمان مدمجان، مثل النجوم النيوترونية، حول بعضهما البعض، ثم يصطدمان ويندمجان. ويولد الاصطدام موجات جاذبية وينتج واحدًا من أكثر الانفجارات نشاطًا في الكون، لكن إشارة الأشعة السينية الناعمة المفقودة قد حدت مما يمكن لعلماء الفلك رؤيته أثناء الاندماج وبعده مباشرة.
يلتقط مسبار أينشتاين الأشعة السينية المخفية
يتجنب مسبار أينشتاين هذا التأخير من خلال مراقبة منطقة واسعة من السماء باستخدام طاقات الأشعة السينية الناعمة. في 4 يوليو 2025، اكتشف المرصد EP250704a/GRB 250704B أثناء ظهوره، مما يكشف أن الانفجار استمر لفترة طويلة بعد اختفاء وميض أشعة جاما الأولي. كان آن لي، طالب الدكتوراه في جامعة بكين للمعلمين والمدافع العابر عن مسبار أينشتاين، في نوبة عمل عندما أصدر المرصد تنبيهاته على متن المرصد. استجاب لي على الفور وبدأ تحليلًا أوليًا. قال لي: “بدا الحدث في البداية وكأنه انفجار GRB قصير عادي، ينتج عنه وميضًا ساطعًا يدوم أقل من نصف ثانية تم اكتشافه في وقت واحد في أشعة جاما بواسطة SVOM-GRM و Insight-HXMT والأشعة السينية بواسطة EP-WXT”.
“ومع ذلك، بدلاً من التلاشي، استمر المصدر في إصدار حلقات من الأشعة السينية الناعمة لمدة عشر دقائق تقريبًا.”
كان الانبعاث المطول يحمل طاقة كبيرة، لكن معظم أجهزة أشعة جاما التقليدية لم تكن لتتمكن من رؤيته لأن طيفها يقع إلى حد كبير عند طاقات الأشعة السينية الأكثر ليونة. قال Bin-Bin Zhang من جامعة نانجينغ، المؤلف المشارك للورقة البحثية والذي بدأ التحقيق التفصيلي: “على الرغم من أن هذا الانبعاث طويل الأمد يحمل طاقة كبيرة، إلا أن طيفه كان ضعيفًا جدًا لدرجة أنه، بالنسبة للانفجار عند هذه المسافة الكونية النموذجية، سيظل أقل من عتبة الكشف عن أدوات أشعة جاما التقليدية، مثل تلسكوب Swift’s Burst Alert Telescope. ونتيجة لذلك، كانت البعثات السابقة ستسجل فقط وميض أشعة غاما القصير، متجاهلة النشاط المطول الذي كشف عنه EP”.
“تُظهر ملاحظاتنا أن ما يبدو أنه انفجار قصير لأشعة غاما يمكن أن يخفي في الواقع حلقة أطول وأكثر ثراءً من النشاط عند طاقات الأشعة السينية الناعمة.”
تتبع الأشعة السينية إلى بقايا الاندماج
ثم نظم الباحثون حملة متابعة دولية امتدت من الأشعة السينية والرصد البصري إلى الأطوال الموجية الراديوية. قادت إليونورا تروجا من جامعة روما “تور فيرغاتا”، وهي مؤلفة أخرى مشاركة، مجموعة حصلت على معلومات مهمة عن الانزياح الأحمر من خلال التحليل الطيفي.
وقال تروجا: “كانت الملاحظات المنسقة عبر الأطوال الموجية المتعددة ضرورية”. “إنها لم تسمح لنا فقط بتحديد ودراسة المجرة المضيفة للانفجار وقياس بعدها، ولكنها مكنتنا أيضًا من استبعاد المستعر الأعظم المصاحب وتقديم أدلة قوية تربط هذا الانبعاث الاستثنائي للأشعة السينية باندماج جسم مضغوط.”
ويشير توقيت الإشارة وسلوكها إلى أن الأشعة السينية المطولة جاءت مباشرة من البقايا التي خلفها الاندماج، وليس من موجة الانفجار المتوسعة. قاد يي هان إيريس يين، طالب الدكتوراه في قسم الفيزياء ومعهد هونغ كونغ لعلم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة هونغ كونغ، تحليل الطاقة العالية كمؤلف مشارك.
تغير EP250704a بسرعة، وتغير طيفه بمرور الوقت. أشارت هذه الأنماط، جنبًا إلى جنب مع السلوك اللاحق للأشعة السينية والتوهجات البصرية، إلى نشاط مستمر من المحرك المركزي بعد تلاشي انفجار أشعة غاما القصير الأولي.
قال يين: “أحد التفسيرات المعقولة هو أن الاندماج أنتج نجمًا نيوترونيًا سريع الدوران وذو مغناطيسية عالية – يُعرف باسم النجم المغناطيسي – والذي يعمل على تشغيل انبعاث الأشعة السينية الممتد وحقن الطاقة المستمر”.
لقد بحث علماء الفلك عن إشارات تكشف ما يحدث أثناء وبعد اصطدام النجوم النيوترونية منذ اكتشاف الإشعاع الكهرومغناطيسي وموجات الجاذبية الناتجة عن الاندماج معًا لأول مرة في عام 2017. يمكن أن توفر مرحلة الأشعة السينية الناعمة المرصودة حديثًا طريقة أخرى لربط العابرين الكهرومغناطيسيين السريعين بمصادر موجات الجاذبية.
قال تروجا: “يوفر مكون الأشعة السينية الناعمة المكتشف حديثًا مسبارًا جديدًا، مما يشير إلى أن الأشعة السينية العابرة السريعة هي أيضًا نظيرات كهرومغناطيسية لمصادر موجات الجاذبية وقد تنشأ من اندماج الأجسام المدمجة”.
قد تؤدي رشقات نارية أخرى إلى إخفاء الأشعة السينية الطويلة
وقد تصاحب حلقات أشعة سينية ناعمة مماثلة انفجارات أشعة غاما القصيرة الأخرى دون أن تكون نادرة. كان من الممكن أن تكون البعثات السابقة قد فاتتها لأنها افتقرت إلى القدرة على التقاط الانبعاثات السريعة تحت طاقات أشعة جاما، حيث سجلت فقط وميض أشعة جاما القصير بينما ظل المصدر نشطًا في الأشعة السينية الأكثر ليونة.
قال يين: “يوسع هذا الاكتشاف رؤيتنا لاندماج النجوم النيوترونية إلى ما هو أبعد من وميض أشعة جاما القصير”. “من خلال الكشف عن مرحلة الأشعة السينية الناعمة المخفية سابقًا، يفتح مسبار أينشتاين نافذة جديدة لدراسة بقايا اندماج النجوم النيوترونية وقد يساعد في النهاية في تقييد معادلة حالة النجم النيوتروني.”
وأضاف تشانغ: “تُظهر النتائج أيضًا قدرة أينشتاين مسبار الفريدة على الكشف عن فئات جديدة من الظواهر العابرة وتعزيز دوره في عصر علم الفلك متعدد الرسل، حيث تتم دراسة موجات الجاذبية والإشعاع الكهرومغناطيسي معًا لفهم بعض الأحداث الأكثر تطرفًا في الكون”.
المرجع: “Antier ، Rosa L. Becerra ، Jia-Xin Cao و Bing Zhang ، محاضرة طويلة، 10 أغسطس 2026، نشرة العلوم.
دوى: 10.1016/j.scib.2026.08.021
