مدل موتور جت مغناطیسی پیشچرخشی منبع توان انفجار گاما پرتو نادر ‘ضربان قلب’ را آشکار میکند
توسط ژانگ ناننان، آکادمی علوم چین
پروفسور آنتائو از رصدخانهٔ نجومی شانگهای (SHAO) تحت آکادمی علوم چین، مدل نوآورانهٔ «موتور جت مغناطیسی پیشچرخشی» را برای توضیح انفجار گاما‑پرتوی خاص (GRB) 250702B، یک انفجار کیهانی نادر که در ۲ ژوئیه ۲۰۲۵ کشف شد، پیشنهاد کرده است.
این GRB فلاشهای دورهای تقریباً هر ۴۷ دقیقه برای بیش از سه ساعت نشان داد. مدل جدید منشأ فیزیکی این «ضربان قلب» را روشن میکند و معماهای مرتبط با طیف بسیار سخت و انرژی بهظاهر بیش از حد آن را رفع میکند. نتایج در مجلهٔ نامههای نجومی در ۲ دسامبر منتشر شد.
GRB 250702B توسط رصدخانههای پرانرژی، از جمله ماهواره فزری و Konus‑Wind، شناسایی شد. ویژگی منحصر بهفرد آن در ساختار زمانیاش است. کل انفجار تقریباً ۳٫۲ ساعت بهطول انجامید و شامل سه پالس گاما‑پرتوی متمایز و پرشدت با فواصل زمانی که مضارب صحیح یک دورهٔ پایه حدود ۲۸۲۵ ثانیه بودند. جالب است که تقریباً یک روز پیش از این رویداد، ماهوارهٔ چین «Einstein Probe» یک انفجار پرتو ایکس ملایمتر در همان موقعیت کشف کرد که بهعنوان پیشدر پیشرویداد اصلی عمل کرد. این ترکیب «پیشگرمشدن بههمراه ضربان قلب ساعتی» در مشاهدات GRB بهطور فوقالعادهای نادر است.
انفجارهای گاما (GRB) از شدیدترین انفجارهای کیهان هستند. نظریههای موجود یا قادر به توضیح دقیق زمانبندی نبودند یا منجر به یک «هیولای انرژی» غیرطبیعی میشدند. بنابراین، یک مدل جدید بهسرعت لازم بود تا توضیح معقولتری ارائه دهد.
مدل جت پیشچرخشی پیشنهادی
برای حل این معماها، پروفسور آنتائو تصویر جامع جدیدی ارائه داد که در آن یک سیاهچالهٔ با سرعت چرخش بالا، «فانوس کیهانی» را بهصورت آهسته میچرخاند.
بهطور خاص، مدل سیاهچالهای با جرمی چند برابر جرم خورشید را در نظر میگیرد که توسط یک دیسک جذب ضخیم و کمی مایل احاطه شده و به آن ماده میرساند. به دلیل اثرات نسبیت عام، این دیسک ضخیم بهسادگی نمیچرخد بلکه مانند یک ژیروسکوپ لرزان پیشچرخش میکند. همزمان با جذب ماده، سیاهچاله جت ریلاتیویستی و با مغناطیس بسیار قوی را شلیک میکند. این جت یکنواخت نیست؛ شبیه به آتشی لایهلایه با ساختار «ستون‑پوشش» است: هستهٔ باریک، سریع و روشن (ستون) که توسط لایهای گستردهتر، آهستهتر و کمنورتر (پوشش) احاطه شده است.
اگر جت مستقیماً در امتداد محور خود مشاهده میشد، بهعنوان منبع گاما‑پرتوی پیوسته و روشن ظاهر میشد. اما برای GRB 250702B، خط دید ما نسبت به محور جت کمی جهتی منحرف است. با پیشچرخش آهسته جت، «ستون» باریک و روشن تنها یکبار در هر دورهٔ پیشچرخشی به خط دید ما میرسد. این محرک پیوسته بهصورت «ضربان قلب کیهانی» که هر ۴۷ دقیقه میدرخشد، ظاهر میشود. در طول ۳٫۲ ساعت فعالیت، هر پالس گاما روشن تقریباً ۱۰۰ ثانیه طول میکشد؛ که منجر به «دورهٔ کاری» حدود ۲٫۶٪ میشود؛ که نتیجهٔ طبیعی این اثر هندسی است.
تبیین انرژی و تابش پسانفجار
مدل همچنین دلیل ظاهر شدن GRB 250702B بهعنوان یک پدیدهٔ پرانرژی را توضیح میدهد. پژوهش نشان میدهد که جت تحت سلطهٔ میدانهای مغناطیسی قوی قرار دارد و بهعنوان یک «ژنراتور کیهانی» کارآمد عمل میکند که بهطور طبیعی طیف سخت و گاما‑پرتوی روشن مشاهدهشده را بدون نیاز به تغییرات شدید در مدلهای مرسوم تولید میکند.
با بهکارگیری جت ساختاری که هستهٔ جت روشنتر و پرانرژیتر از لایههای خارجی است و با درنظر گرفتن یک هندسهٔ مشاهدهٔ کمی خارج از محور، مدل تابش پسانفجار مشاهدهشده را بازتولید میکند در حالی که انرژی ذاتی را در محدودهٔ معمول برای GRBهای طولانی حفظ میکند. این تنظیم باعث میشود انرژی ذاتی محاسبهشده بهدستآمده در بازهٔ معمول برای GRBهای طولانی بازگردد.
بهطور اساسی، GRB 250702B دیگر یک هیولای غیرقابلتبیین نیست، بلکه یک مورد افراطی اما قابل فهم از یک GRB طولانی و روشن است.
پیامدها و مشاهدات آینده
یکی از پیامدهای مهم این کار این است که بهصورت دقیق منشاء GRB 250702B را مشخص نمیکند (مثلاً رویدادهای میکرو‑اختلال جزر و مد که در آن یک سیاهچالهٔ ستارهای یک ستاره را نابود میکند، سیاهچالهای که به پوستهٔ یک ستارهٔ هلیومی میرسد، اختلال جزر و مد یک سفید‑دوخت توسط یک سیاهچالهٔ میان‑جرمی، و GRBهای فوقالعادهطولانی و غیره). در عوض، یک «چشمانداز کلی موتور» را ارائه میدهد.
بهشرط آنکه یک دیسک ضخیم و مایل پیرامون یک سیاهچاله تشکیل شود و جت مغناطیسی شدیدی را پرتاب کند، مکانیزم «جت پیشچرخشی + ساختار جت ستون‑پوشش + اثر مشاهدهٔ هندسی» میتواند فعال باشد. این نشان میدهد که مدل جدید کاربرد وسیعی دارد و میتواند طیف گستردهتری از پدیدههای انفجار گاما را توضیح دهد.
پروفسور آن چند پیشبینی برای تأیید از طریق مشاهدات آینده مطرح کرد: مشاهدات قطبش گاما‑پرتوی با وضوح زمانی بالا باید چرخش منظم زاویهٔ قطبش را که با دورهٔ «ضربان قلب» همزمان است، نشان دهد. تجزیهوتحلیل حوزهٔ فراوانی منحنیهای نور باید ردپای این دوره را حتی در فازهای نسبتاً «ساکت» آشکار کند. در مراحل بعدی، مشاهدات اینترفرانس بسیار بلند پایه (VLBI) میتواند بهطور مستقیم اندازه و شکل زاویهای جت را حلکرده و شواهد بصری مستقیم برای مدل فراهم آورد.
وی اشاره کرد که آنها بهاستفاده از تلسکوپ پرتو ایکس «Einstein Probe»، رادیوتلسکوپ کروی بازوی پانصد متری (FAST) و آرایههای رادیوتلسکوپ بزرگ بینالمللی برای انجام مشاهدات پیگیری بلندمدت، چندطیفی این منبع و پدیدههای مشابه انفجاری ادامه خواهند داد؛ با هدف افشای بیشتر رازهای پشت موتورهای بیش از حد پرآشوب جهان.
اطلاعات بیشتر: Tao An، یک جت ساختاری تحت تسلط مغناطیسی، پیشچرخنده که GRB 250702B کویاسپریودیک ساعتی را تأمین میکند، مجلهٔ نامههای نجومی (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ae2028
اطلاعات مجله: مجلهٔ نامههای نجومی
ارائهشده توسط آکادمی علوم چین
منبع ارجاع: مدل موتور جت مغناطیسی پیشچرخشی، منبع توان انفجار گاما پرتو نادر «ضربان قلب» (2025، 19 دسامبر) بازیابیشده در ۲۸ دسامبر 2025 از https://phys.org/news/2025-12-precessing-magnetic-jet-reveals-power.html
این سند تحت حق تکثیر است. بهجز هرگونه استفاده منصفانه برای مقاصد مطالعه یا تحقیق شخصی، هیچ بخشی از آن بدون اجازهٔ کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای این سند صرفاً برای اطلاعرسانی ارائه شده است.