انفجار أشعة غاما – طاقة إبادة هائلة جدّاً

انفجار أشعة غاما بالإنجليزية ( GRBاو GammarayBurst ) هي ومضات من أشعة غاما مرتبطة بانفجارات نشيطة وبعيدة للغاية في المجرات البعيدة ٫ تحمل طاقة فوق هائلة

وهي أكثر الأحداث الكهرومغناطيسية المضيئة التي تحدث في الكون ، الانفجارات قد تستغرق من ملي ثانية إلى ما يقارب الساعة ومعظم الانفجارات تستغرق بضع ثوان

الانفجارات الأولية عادة ما تكون متبوعة ب وهيج ضوئي يتبعه لمدة طويلة قد تستغرق ساعات أو أيام ففي الحقيقة تكون خليطا من أشعة كهرومغناطيسية ذات أطوال موجات مختلفة منها الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والموجات الراديوية.

تشاهد معظم انفجارات أشعة غاما في هيئة حزم ضيقة من الإشعاع المكثف (نفاثة) تنبعث خلال انفجار مستعر أعظم سوبر نوفا أو في نجم ذو معدل دوران عال حول نفسه مثل (النجوم النابضة )أو عندما يتقلص نجم كبير الكتلة وربما ١٠الى١٠٠ كتلة شمسية مكونا ثقبا اسودا

كما تشاهد انفجارات أشعة غاما قصيرة الأمد ولا تستغرق إلى بضعة ثوان وهذه تنشأ من مصدر آخر ، يرجح أن يكون ناتج عن اندماج بين النجوم الثنائية أو تقلص مفاجئ لنجم نيوتروني.

معظم مصادر انفجارات أشعة غاما تبعد بلايين السنين الضوئية عن الأرض مما يعني أن هذه الانفجارات هي في نفس الوقت قوية جداً ( الانفجار العادي يطلق في ثوان قليلة طاقة تقترب مما تطلقه الشمس خلال بلايين السنين) ،وهي تحدث في أجزاء الكون جميعا ونادرا جدا( بضعة انفجارات في كل مجرة خلال كل مليون سنه)

يعد انفجار أشعة غاما من اقوى و المع الانفجارات الكونية يعتقد أنها تتولد في أثناء تكون الثقوب السوداء ،وعلى الرغم من كونها لا تستغرق سوى ثوان بسيطة ،فأن أشعة غاما تنتج كمية طاقة مماثلة لتلك التي تنتجها الشمس بداخلها خلال فترة حياتها التي قد تبلغ عشرة مليارات سنة.

من اين تأتي أشعة غاما

وفقاً لوكالة ناسا ،دائما ما كان يعثر على انفجارات أشعة غاما طويلة الأمد مرتبطة بمستعرات فوق العظيمة والتي تسمى الهايبر نوفا وتنشأ تلك المستعرات عند نهاية عمر نجم من النجوم فوق العملاقة التي تبلغ كتلتها ما بين ٥الى ١٠ أضعاف كتلة الشمس

وتنهار بسبب جاذبيتها مسببة ثقب أسود ، من الجدير بالذكر أن الهايبر نوفا المع بنسبة تصل الى١٠٠ مرة من السوبر نوفا بل ويعتقد أنها تتولد من نجوم ذات سرعات خاصه او حتى تلك التي تمتلك مجالات مغناطيسية قوية ،مما يضفي طاقة عالية لانفجارها .

أما انفجارات أشعة غاما قصيرة الأمد التي تمثل تقريبا ٣٠ ٪ من الانفجارات الحاصلة فبقيت غامضة حتى عام ٢٠٠٥ وذلك بسبب سرعتها العالية التي لا تتمكن من ملاحظتها.

وهي احتمال أن تكون ناتجة عن اصطدام نجمين بكثافة عالية ( نجوم ميتة ) أو ما يعرف بالنجوم النيوترونية الأمر الذي لا يؤدي لحدوث ثقب أسود نتيجة هذا الاصطدام ،او احتمالية أن تكون ناتجة من التقاط ثقب أسود لااحد النجوم النيوترونية ، تعد تلك الانفجارات قويه للغاية لدرجة أنها تسببت في حدوث تموجات نسيج الزمكان أو ما يعرف بأمواج الجاذبية.

اكتشفت انفجارات أشعة غاما لأول مرة في الستينات من القرن الماضي عن طريق مجموعة من الأقمار الصناعية التي صنعت للكشف عن تجارب الأسلحة النووية السرية وسجلت أجهزة الأقمار الصناعية أشعة غاما وبعد فحص مصدرها تبين أنها لا تأتي من مصدر من الأرض أو من الشمس بل تأتي من مناطق بعيدة جدا في أعماق الكون تقدر ببلايين السنين الضوئية ( اي يحتاج ضوؤها بلايين السنين للوصول الينا ) .

اقترحت عدة نماذج نظرية لتفسير هذه الانفجارات في السنوات التي تلت الاكتشاف. مثل اصطدامات بين المذنبات والنجوم النيوترونية.

اكتشفت خلال التسعينيات من القرن الماضي أنواع من الإصدارات النجمية تكون لفترة قصيرة وذات طاقة محددة وشديدة .

عادة تكون سريعة الظهور وشديدة على هيئة أشعة غاما ثم يليها وهيج في الضوء المرئي يتلاشى تدريجياً كما هو الحال في نوفا أو المستعر الأعظم وانفجار أشعة غاما المتنوعة

بعضها يبين منحنين ضوئيين متطابقين  إحداهما قبل الآخر ويأتيان في أعقاب انفجار أشعة غاما وقد يكون هناك تباين كبير الأنواع تختلف مدة الانبعاثات المشاهدة بين ثوان إلى مئات الدقائق. ويمكن أن يكون هناك ذروة واحدة للإصدار أو عدة قمم متتالية اصغر subpulses وبعض الانفجارات تسبقها خطوة تمهيدية للحدث.

انفجار أشعة غاما الطويلة الأمد

وقد لوحظ أن مدة معظم انفجارات أشعة غاما تستمر بين ٢ إلى ٣٠ ثانية وتصنف هذه بأنها انفجارات أشعة غاما الطويلة ،لان هذه الأحداث تشكل الغالبية من الانفجارات وأنها تميل إلى أن تكون شفقا لامعا وقد درست تفاصيل ذلك النوع من الانفجار وقورنت بنظرائهم القصيرة تقريباً كل انفجارات أشعة غاما المدروسة ترتبط بمرحلة مستعر أعظم بشكل لا لبس فيه.

ويتزامن انفجار أشعة غاما الطويل لنجم مع موت النجوم الهائلة ذات كتلة تزيد مئات المرات عن كتلة الشمس.

انفجار أشعة غاما القصيرة

الأحداث ذات المدة الأقل من ثانيتين تصف انفجار أشعة غاما القصيرة الأمد ، حتى عام ٢٠٠٥ لم تكتشف تلك الانفجارات إلا في حالات قليلة ، والقليل معروف عن كيفية حدوثهم واكتشفت في نجوم المجرة وكذلك في نجوم المجرة الاهليجية الكبيرة والمتوسطة وتستبعد هذه الانفجارات القصيرة في النجوم الضخمة ، مؤكدة أن طبيعة الانفجارات القصيرة أقل من ثانيتين تختلف عن الانفجارات الطويلة التي تحدث في نجوم تبلغ كتلتها مئات المرات من كتلة الشمس ويعتقد أن انفجار أشعة غاما القصير الأمد يكون مصاحبا لتحول نجم عادي الكتلة (مثل كتلة الشمس) إلى نجم نيوتروني بعد استهلاكه لوقوده .

انفجارات أشعة غاما تكون شديدة جداً فهي تلاحظ من الأرض على الرغم المسافات العظيمة بيننا وبينها التي تبلغ أحياناً مليارات السنين الضوئية.

الأكثر من هذا هو انطلاق الطاقة في هيئة أشعة غاما لدى قصيرة من جميع الانواع من أشعة سينية وأشعة فوق البنفسجية وضوء مرئي ، وأشعة تحت الحمراء وأشعة راديوية.

تستغرق عدة دقائق أو عدة أيام كما في حال انفجار أشعة غاما080319ب على سبيل المثال كان يتبع انفجار أشعة غاما وهيج متعقب بلغت ذروته 5,8 قدر ظاهري وهو تألق مماثل لتألق النجوم التي ترى بالعين المجردة على الرغم من بعد الانفجار عنا مسافة 7،5 مليار سنة ضوئية.

تحتاج شدة اللمعان المسجلة الآتية من بعد كبير إلى مصدر للإشعاع قوى جدا ، باعتبار أن النجم يصدر تلك الطاقة متساوية في جميع الاتجاهات فأن انفجار مثل انفجار أشعة غاما 080319 ب قد يبلغ تحول كتلته تعادل كتلة الشمس إلى طاقة في هذا الوقت القصير الذي يبلغ عدة دقائق.

ونظراً لأن إصدارات أشعة غاما تكون منحصرة في نفاثات ضيقة فيعتقد أن معظم تلك النفاثات أو الانفجارات لا نراه من الأرض. وتركيز إصدار النجم الأشعة غاما في تقانة في اتجاه الأرض هو الذي يجعل لمعان النجم يبدو أشد كثيرا عن أن يصدره موزعا في جميع الاتجاهات ، وعند أخذ ذلك في الحسبان فيمكن تقدير الطاقة المنطلقة في النفاثة من النجم 1,44 جول أي واحد من ألفي طاقة شمسية – 2000/1 من كتلة الشمس.

وما تزال انفجارات أشعة غاما تحمل الكثير من الغموض. حيث أظهرت الملاحظات الرصدية حديثا أن الفوتونات المنبعثة من انفجارات أشعة غاما ، تتذبذب في الاتجاه ذاته ولكن لبعض الأسباب تتغير تلك الاتجاهات مع مرور الوقت.

يبدو أن أشعة غاما تركز طاقتها في نطاقات ضعيفة من الإشعاع بدلا من انتشارها بالتساوي في جميع الجهات. حتى الان لم نتمكن من اكتشاف انفجارات أشعة غاما إلا في المجرات البعيدة ومع ذلك فمن الممكن أن يحدث إحداها في مجرتنا درب التبانة.

حدوث احد تلك الانفجارات بالقرب من الأرض هو السبب في تدمير طبقة الأوزون التي تحمي كوكبنا ومن ثم تعرض كل أشكال الحياة على الكوكب للأشعة فوق البنفسجية القاتلة ، لذلك فعلى الرغم من أن العلماء يعتبرون مشاهده انفجار أشعة غاما عن قرب فرصة ثمينة لا تعوض ،فأنهم سيبقون بخير اذا لم يروا إحداها داخل مجرتنا. 🙂