أصبح انفجار نادر للغاية وغريب من الضوء فائق السطوع في الكون أكثر غرابة بفضل عين النسر التابعة لتلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا. هذه الظاهرة، المعروفة باسم Luminous Fast Blue Transient (LFBOT)، تومض بشكل غير متوقع بعيدًا عن أي مجرة. فقط هابل يمكنه تحديد موقعه. النتائج تركت علماء الفلك أكثر حيرة. أولاً، إنهم لا يعرفون ما هي LFBOTs. تظهر نتائج هابل أنهم يستبعدون بعض النظريات المحتملة ويعرفون أقل من ذلك.
يعد LFBOT واحدًا من ألمع الأحداث الضوئية المرئية المعروفة في الكون، وهو انفجار مفاجئ مثل وميض الكاميرا. ومنذ اكتشافه الأول في عام 2018، لم يتم اكتشاف سوى عدد قليل منه، وهو حدث يقع على بعد حوالي 200 مليون سنة ضوئية ويطلق عليه اسم "البقرة". حاليًا، يتم اكتشاف LFBOT مرة واحدة سنويًا.
بعد اكتشاف LFBOT لأول مرة، رصدته عدة تلسكوبات عبر الطيف الكهرومغناطيسي من الأشعة السينية إلى موجات الراديو. تم تسمية هذا الحدث القصير باسم AT2023fhn والملقب بـ "Finch"، وقد أظهر جميع الخصائص المميزة لـ LFBOT. وهو يضيء بضوء أزرق مكثف، ويتطور بسرعة، ويبلغ سطوعه ذروته قبل أن يتلاشى خلال أيام، على عكس المستعرات الأعظم، التي تستغرق أسابيع أو أشهر حتى تخفت.
ولكن على عكس أي LFBOT آخر شوهد من قبل، وجد هابل أن فينش يقع بين مجرتين متجاورتين - مجرة حلزونية قريبة على بعد حوالي 50000 سنة ضوئية ومجرة أصغر على بعد حوالي 15000 سنة ضوئية.
تُظهر الصورة التي تحمل عنوان "AT2023fhnHSTWFC3/UVIS"، مع مفتاح الألوان وشريط المقياس وأسهم البوصلة، ثلاث مجرات على خلفية فضائية سوداء مخملية. وأكبرها هي المجرة الحلزونية البيضاء والزرقاء الموجودة في وسط الصورة. المجرتان الأصغر حجما هما البقع البيضاء على اليسار. النقطة البيضاء الغريبة ذات المؤشر الأحمر بالقرب من أعلى الصورة هي الضوء المبهر الناتج عن انفجار جسم غير معروف، ولكنها غير مرتبطة بأي مجرة. مصدر الصورة: NASA، ESA، STScI، AshleyChrimes (ESA-ESTEC/جامعة رادبراود)
قال آشلي كريسماس، المؤلف الرئيسي لورقة هابل التي ستنشر في الإشعارات الشهرية القادمة للجمعية الفلكية الملكية (MNRAS): "كانت ملاحظات هابل حاسمة حقًا. لقد جعلتنا ندرك أن هذا الجسم كان غير عادي مقارنة بالأجسام المماثلة الأخرى، لأنه بدون بيانات هابل، لم نكن لنعرفه على الإطلاق". وهو أيضًا باحث في وكالة الفضاء الأوروبية وعمل في جامعة رادبود في نيميغن بهولندا.
في حين كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن هذه الانفجارات المروعة هي نوع نادر من المستعرات الأعظم المعروف باسم المستعر الأعظم المنهار، إلا أن النجوم الضخمة التي تتحول إلى مستعرات أعظم تكون قصيرة العمر وفقًا للمعايير النجمية. ولذلك، فإن النجوم البدائية الضخمة ليس لديها الوقت الكافي للانتقال بعيدًا عن مكان ميلادها - عدد النجوم حديثة الولادة - قبل الانفجار. تم العثور على جميع LFBOTs السابقة في الأذرع الحلزونية للمجرات التي تحدث فيها ولادة النجوم، لكن فينش ليس موجودًا في أي مجرة.
وقال كليمز: "كلما عرفنا المزيد عن LFBOTs، كلما فاجأتنا أكثر". "لقد أظهرنا الآن أن LFBOTs يمكن أن تحدث بعيدًا عن مراكز أقرب المجرات، وموقع فينش لا يتطابق مع ما نتوقعه من أي نوع من المستعرات الأعظم."
قامت منشأة Zwicky Transient Facility، وهي كاميرا أرضية ذات زاوية واسعة للغاية تقوم بمسح السماء الشمالية بأكملها كل يومين، بتنبيه علماء الفلك لأول مرة إلى "Finch" في 10 أبريل 2023. بعد اكتشافه، بدأ الباحثون برامج مراقبة مخططة مسبقًا وتبقى في وضع الاستعداد، وعلى استعداد لتحويل انتباههم بسرعة إلى أي مرشح محتمل لـ LFBOT.
وجدت القياسات الطيفية باستخدام تلسكوب جيميني ساوث في تشيلي أن درجة حرارة فينش كانت تصل إلى 36000 درجة فهرنهايت. كما ساعد تلسكوب جيميني في تحديد بعده عن الأرض، مما سمح بحساب لمعانه. تؤكد هذه النتائج، إلى جانب بيانات من مراصد أخرى، بما في ذلك مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا والتلسكوب الراديوي ذو المصفوفة الكبيرة جدًا التابع لمؤسسة العلوم الوطنية، أن الانفجار كان بالفعل انفجارًا سماويًا منخفض التردد.
إحدى النظريات هي أن LFBOTs يمكن أن يكون نتيجة لابتلاع النجوم بواسطة ثقوب سوداء متوسطة الكتلة (بين 100 و 1000 كتلة شمسية). يمكن في النهاية استخدام الدقة العالية والحساسية للأشعة تحت الحمراء لتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا لاكتشاف أن فينشر انفجر داخل كتلة نجمية كروية في الهالة الخارجية لإحدى المجرتين المجاورتين. تعتبر العناقيد النجمية الكروية هي الأماكن الأكثر احتمالاً للعثور على ثقوب سوداء متوسطة الكتلة.
لتفسير وضع فينش غير المعتاد، يدرس الباحثون احتمال أن يكون ذلك نتيجة اصطدام بين نجمين نيوترونيين، بعيدًا عن المجرات المضيفة لهما، كانا يصطدمان ببعضهما البعض منذ مليارات السنين. يؤدي هذا الاصطدام إلى إنشاء كيلونوفا - وهو انفجار أقوى بـ 1000 مرة من المستعر الأعظم العادي. ومع ذلك، هناك نظرية تأملية مفادها أنه إذا كان أحد النجوم النيوترونية ممغنطًا للغاية - نجمًا مغناطيسيًا - فسيؤدي ذلك إلى تضخيم قوة الانفجار بشكل كبير، مما يجعله أكثر سطوعًا بما يصل إلى 100 مرة من المستعر الأعظم العادي.
وقال كريسموس: "هذا الاكتشاف يثير العديد من الأسئلة أكثر مما يجيب". "نحن بحاجة إلى بذل المزيد من العمل للعثور على التفسير الصحيح من بين التفسيرات العديدة المحتملة."
نظرًا لأن الأحداث الفلكية العابرة يمكن أن تحدث في أي وقت وفي أي مكان وتكون قصيرة العمر نسبيًا من الناحية الفلكية، يحتاج الباحثون إلى الاعتماد على مسوحات السماء واسعة النطاق التي تراقب باستمرار مساحات كبيرة من السماء للكشف عنها وتنبيه المراصد الأخرى مثل هابل لإجراء ملاحظات المتابعة.
ويقول الباحثون إنه لفهم هذه الظاهرة بشكل أفضل، هناك حاجة إلى المزيد من العينات. قد تكون التلسكوبات القادمة لمسح السماء بأكملها، مثل مرصد Vera C. Rubin الأرضي، قادرة على اكتشاف المزيد من الظواهر، اعتمادًا على الفيزياء الفلكية التي تقف وراءها.