بفضل القمر الصناعي سويفت والعديد من المقاريب الضوئية الأرضية ، يتعلم الفلكيون المزيد حول ما يسمى رشقات أشعة غاما "المظلمة" ، والتي تكون مشرقة في انبعاثات أشعة جاما والأشعة السينية ولكن مع القليل من الضوء المرئي أو بدونه. كما توفر هذه الرشقات المظلمة لعلماء الفلك رؤى حول العثور على مناطق تكوين النجوم التي يخفيها الغبار. قال جوشوا بلوم ، أستاذ مشارك في علم الفلك بجامعة كاليفورنيا في بيركلي وكاتب كبير للدراسة ، والذي قدم الدراسة: "تقدم دراستنا دليلاً مقنعًا على أن جزءًا كبيرًا من تكوين النجوم في الكون مخفي بواسطة الغبار في المجرات التي لا تبدو مغبرة." النتائج التي توصل إليها في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في كاليفورنيا.
إن انفجارات أشعة جاما هي أكبر انفجارات الكون ، وهي قادرة على إنتاج الكثير من الضوء لدرجة أن التلسكوبات الأرضية تكتشفها بسهولة على بعد مليارات السنين الضوئية. ومع ذلك ، لأكثر من عقد من الزمان ، حير الفلكيون حول طبيعة ما يسمى بالانفجارات المظلمة ، التي تنتج أشعة جاما والأشعة السينية ولكن القليل من الضوء المرئي أو معدوم. وهي تشكل ما يقرب من نصف الاندفاعات التي اكتشفها القمر الصناعي سويفت التابع لوكالة ناسا منذ إطلاقه في عام 2004.
وجدت الدراسة أن معظمها يحدث في المجرات العادية التي يمكن اكتشافها بواسطة المقاريب البصرية الأرضية الكبيرة.
قال بلوم: "أحد التفسيرات المحتملة للانفجارات المظلمة هو أنها كانت تحدث بعيدًا جدًا ، فقد أطفأ الضوء المرئي تمامًا". بفضل توسع الكون وضباب كثيف لغاز الهيدروجين على مسافات كونية متزايدة ، لا يرى الفلكيون ضوءًا مرئيًا من أجسام تبعد أكثر من 12.9 مليار سنة ضوئية. احتمال آخر: انفجرت دفقات مظلمة في المجرات بكميات سميكة بشكل غير معتاد من الغبار بين النجوم ، والتي امتصت ضوء الاندفاع ولكن ليس إشعاع الطاقة الأعلى.
باستخدام واحد من أكبر التلسكوبات البصرية في العالم ، وهو Keck I الذي يبلغ ارتفاعه 10 أمتار في هاواي ، بحث الفريق عن مجرات مجهولة في مواقع 14 رشقات مظلمة تم اكتشافها بواسطة Swift. قال دانييل بيرلي ، طالب الدراسات العليا بجامعة كاليفورنيا في بيركلي الذي قاد الدراسة: "بالنسبة لإحدى عشرة من هذه الانفجارات ، وجدنا مجرة عادية باهتة". إذا كانت هذه المجرات تقع على مسافات بعيدة ، فلن يستطيع حتى تلسكوب كيك رؤيتها.
تحدث معظم رشقات أشعة جاما عندما تنفد النجوم الهائلة من الوقود النووي. مع انهيار قلوبهم إلى ثقب أسود أو نجم نيوتروني ، تخترق نفاثات الغاز - مدفوعة بعمليات غير مفهومة بالكامل - النجم وتندفع إلى الفضاء. هناك ، يضربون الغاز الذي ألقاه النجم سابقًا ويسخنونه ، مما يولد شفقًا قصير الأجل في العديد من الأطوال الموجية ، بما في ذلك الضوء المرئي.
تظهر الدراسة أن الانفجارات المظلمة يجب أن تكون متشابهة ، باستثناء البقع المتربة في المجرات المضيفة التي تحجب معظم الضوء في شفقها.
قام الفلكيون بمسح 14 رشقة كان ضوءها البصري إما أكثر خفوتًا مما هو متوقع أو غائب تمامًا. ووجدوا أن كل انفجار لأشعة جاما "المظلمة" تقريبًا له مجرة مضيفة يمكن اكتشافها بواسطة التلسكوبات البصرية الكبيرة.
يحدث تكوين النجوم في السحب الكثيفة التي تمتلئ بسرعة بالغبار ، حيث تتضخم النجوم الضخمة وتتفجر بسرعة ، مما يؤدي إلى تدفق العناصر التي تم إنشاؤها حديثًا في الوسط النجمي لزرع تكوين النجوم الجديدة. لذلك ، يفترض علماء الفلك أن كمية كبيرة من تكوين النجوم تحدث في المجرات المليئة بالغبار ، على الرغم من أن قياس كمية الغبار التي تراكمت في هذه العملية في المجرات البعيدة أثبت أنه أمر صعب للغاية.
يعتقد أن النجوم تنفجر بينما تعيش انفجارات أشعة غاما بسرعة وتموت صغيرة. قد تمثل الانفجارات المظلمة النجوم التي لم تنجرف بعيدًا عن السحب المتربة التي شكلتها.
تم الكشف عن انفجارات أشعة جاما في أطوال موجية تحت الحمراء تصل إلى 13.1 مليار سنة ضوئية. وأوضح عضو الفريق س. برادلي سينكو ، في جامعة كاليفورنيا في بيركلي أيضًا: "إذا كانت انفجارات أشعة جاما متكررة قبل 13 مليار سنة - بعد أقل من مليار سنة من تشكل الكون ، فيجب علينا اكتشاف أعداد كبيرة منها". "لا ، الأمر الذي يشير إلى أن النجوم الأولى تشكلت بوتيرة أقل جنونًا مما اقترحته بعض النماذج".
خلص الفلكيون إلى أن أقل من حوالي 7 في المائة من الانفجارات المظلمة يمكن أن تحدث في هذه المسافات ، ويقترحون ملاحظات راديو وميكروويف للمجرات الجديدة لفهم أفضل لكيفية حجب مناطقهم المتربة للضوء. وقد تم تقديم ورقة عن النتائج إلى المجلة الفلكية.
المصدر: NASA، UC Berkeley، AAS
