درخششهایی در عمق کیهان وجود دارند که برای چند میلیثانیه، تمام کهکشانهای جهان قابل مشاهده را در سایه خود قرار میدهند. فورانهای پرتو گاما (GRBها) با درخششی معادل یک کوینتیلیون برابر خورشید، پس از مهبانگ پرانرژیترین پدیدههای شناختهشده در علم هستند. یک انفجار معمولی میتواند در چند ثانیه انرژیای آزاد کند که خورشید در طول 10 میلیارد سال تولید میکند.
امروزه میدانیم این رویدادهای فاجعهبار با تولد سیاهچالههای جدید همراه هستند، اما کشف آنها مدیون نظارتهای هستهای دوران جنگ سرد است.
کشف تصادفی در سایه جنگ سرد
در سال 1963، ایالات متحده، بریتانیا و شوروی معاهدهای برای ممنوعیت آزمایشهای هستهای در جو زمین امضا کردند. نیروی هوایی آمریکا ماهوارههای ولا (Vela) را به فضا پرتاب کرد تا پالسهای پرتو گامای ناشی از انفجارهای هستهای را شناسایی کنند.
این ماهوارهها هرگز نقض معاهدهای را ثبت نکردند، اما در 2 ژوئیه 1967، ولا 4 و ولا 3 درخششی عجیب را شناسایی کردند. گروه پژوهشی آزمایشگاه ملی لوسآلاموس به سرپرستی ری کلبسادل، این دادهها را بایگانی کرد. با ارسال ماهوارههای پیشرفتهتر، این فورانهای توضیحناپذیر ادامه یافتند. تحلیل زمان رسیدن این پالسها به ماهوارههای مختلف، موقعیت تقریبی 16 رویداد را مشخص کرد و منشأ زمینی یا خورشیدی آنها را رد کرد.
پس از تحلیلهای جامع، یافتهها در سال 1973 در مجله Astrophysical Journal منتشر شدند و دانشمندان مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا بهسرعت این نتایج را تأیید کردند.
دههها کار کارآگاهی برای یافتن منشأ
پس از کشف، نظریهپردازان صدها مدل پیشنهاد دادند؛ از برخورد دنبالهدارها با ستارههای نوترونی گرفته تا فرضیههای عجیبتر. بیشتر فرضیههای اولیه منابع را در کهکشان راه شیری میدانستند، اما جستوجوها برای یافتن جرمی در طول موجهای دیگر بینتیجه بود.
موفقیتها در چند مرحله کلیدی حاصل شد:
- از سال 1991 به بعد: رصدخانه پرتو گامای کامپتون ناسا با ابزار BATSE نشان داد که فورانهای پرتو گاما توزیعی همسانگرد دارند و بهطور یکنواخت در سراسر آسمان پراکندهاند. اگر این فورانها از کهکشان ما بودند، باید در صفحه کهکشانی متمرکز میشدند. این توزیع یکنواخت شاهدی بر فاصله بسیار زیاد آنها بود.
- سال 1997: اخترشناسان نخستین پستابهای پرتو ایکس و نور مرئی را شناسایی کردند و با طیفسنجی نوری، انتقالبهسرخ آنها را اندازه گرفتند. دستاوردهای مأموریت بپوساکس (BeppoSax) سازمان فضایی ایتالیا و رصدخانه کامپتون بهطور قطعی نشان داد که فورانهای پرتو گاما در کهکشانهای دوردست قرار دارند.
اعداد شگفتانگیزند: نزدیکترین فوران پرتو گامای ثبتشده بیش از 100 میلیون سال نوری فاصله داشته و بیشتر آنها میلیاردها سال نوری دورتر منشأ گرفتهاند.
تولد سیاهچالهها و مکانیزم انفجار
امروزه میدانیم که فورانهای طولانیمدت ناشی از رمبش ستارگان فوقپرجرم و فورانهای کوتاهمدت حاصل ادغام ستارههای نوترونی هستند. در این رویدادها، مادهای به شکل جتهای باریک پلاسما با سرعتی نزدیک به نور فوران میکند و وقتی این جتها به سمت زمین اشاره دارند، ما آنها را بهعنوان فورانهای پرتو گاما مشاهده میکنیم.
رصدخانههای نوین مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب و سامانههای خودکار زمینی به رصد سریع این رویدادها میپردازند تا رازهای بنیادین فیزیک را در شدیدترین محیطهای کیهانی کشف کنند. شناخت دقیقتر این انفجارهای عظیم، ما را گامی دیگر به درک چگونگی شکلگیری عناصر سنگین و تکامل کهکشانها در جهان اولیه نزدیکتر میکند.
