تسع ومضات راديوية في 106 ثانية، ثم صمت

الدفقات الراديوية السريعة (fast radio bursts) ومضات قصيرة من موجات الراديو، تدوم أجزاء من الألف من الثانية، وتصلنا من مجرات أخرى. ولا يزال أصلها موضع نقاش، ويهيمن عليه سؤال واحد: هل تتكرر كلها؟ بعض المصادر يومض مرة بعد مرة؛ ومعظمها لم يُرَ إلا مرة واحدة. وفي الفهرس الثاني للتلسكوب الراديوي الكندي CHIME، الذي يمسح السماء الشمالية كل يوم بين 400 و800 ميغاهرتز، لا يتكرر سوى نحو 2.4% من أصل 3,641 مصدرًا.

تفترض دراسات المجموعات الكاملة عادة أن كل مصدر متكرر يطلق دفقاته بمعدل متوسط ثابت. والآن يصف رايان ماكينفن (Ryan Mckinven)، من جامعة ماكغيل، ونحو ثلاثين زميلًا من تعاون CHIME/FRB، مصدرًا يكسر هذا الافتراض أكثر من أي مصدر آخر.

دقيقتان من الهياج

في 1 يونيو 2021، سجّل CHIME تسع دفقات في 106.5 ثانية من مصدر يُسمى الآن FRB 20210601A. وقد أوقفت مشكلة في الشبكة آنذاك التنبيهات الآلية، فلم ينتبه أحد. ولم يُعثر على الدفقات إلا في ديسمبر 2024، خلال تدقيق منهجي لقاعدة البيانات من أجل الفهرس الثاني.

ثم بحث الفريق عن المزيد. لا يتحرك CHIME: مع دوران الأرض، تعبر تلك البقعة من السماء مجال رؤيته مرة في اليوم، لنحو عشر دقائق. وبين يوليو 2018 ونهاية 2025، يبلغ مجموع ذلك نحو 320 ساعة من الرصد: نحو 132 قبل العاصفة و188 بعدها. ولا دفقة واحدة أخرى، ولا حتى دفقات خافتة دون عتبة الكشف بقليل في الأيام المحيطة بالعاصفة. وبحلول نهاية 2025، كان الصمت بعد النافذة النشطة قد استمر 1,674 يومًا على الأقل.

خلال تلك الثواني الـ106.5، وصلت الدفقات عشوائيًا، مثل قطرات المطر، بمعدل نحو 0.075 في الثانية. وبهذه الوتيرة، ينخفض احتمال مرور 40 ثانية أخرى من دون دفقة إلى أقل من 5%. ومع ذلك، حين عبر المصدر مركز مجال رؤية CHIME بعد دقائق قليلة، لم يأتِ شيء: شيء ما كان قد انطفأ.

لم يُرَ من العاصفة إلا نصفها

وصلت الدفقات التسع كلها بينما كان المصدر في فص جانبي (side lobe) من حزم CHIME، أي عند الحافة الأقل حساسية من مجال رؤيته، بحساسية تبلغ نحو ربع حساسية المركز. ويقدّر الفريق أنه لو جاءت العاصفة بعد بضع دقائق، حين كان المصدر يمر فوق التلسكوب مباشرة، لسجّل CHIME 21 دفقة على الأقل، وربما نحو 70.

إلى أي حد هذا متطرف؟ قارن الفريق ذلك باثنين من أغزر المصادر المتكررة المعروفة، يتابعهما التلسكوب الراديوي الصيني العملاق FAST. فبحساسية FAST الكاملة، يبلغان 46 و23 دفقة في نافذة مدتها 106.5 ثانية. لكن عند الاكتفاء بالدفقات التي تضاهي سطوعها أخفت الدفقات التسع، لا تحوي أفضل نوافذهما سوى 6 و8. وبحسب المؤلفين، يُظهر FRB 20210601A أعلى معدل دفقات على مدى دقائق سُجّل على الإطلاق لمصدر متكرر بحساسية مماثلة، وإن كانت المقارنة تبقى تقريبية، لأن التلسكوبين يصغيان على ترددات مختلفة وبإيقاعات مختلفة.

مصدر عادي بجدول مواعيد غريب

فيما عدا ذلك، يبدو المصدر نموذجيًا. فللدفقات الأشكال الممتدة متعددة الأجزاء الشائعة في المصادر المتكررة، والطريقة التي يشتت بها الغاز الذي تعبره إشارتها ويلويها قريبة من المتوسط لدى المصادر المتكررة التي رصدها CHIME. ولم يمكن تحديد أي مجرة مضيفة، ولم تعثر عمليات البحث عن نظائر في أشعة غاما أو الأشعة السينية أو الضوء المرئي أو الراديو المستمر على شيء.

كانت الطاقة المنطلقة متواضعة: نحو جزء من مليون من الطاقة المغناطيسية المخزنة في نجم مغناطيسي (magnetar) نموذجي، وهو نجم نيوتروني شديد التمغنط، حتى لو أُخذت مسافة المصدر عند أقصى ما تسمح به البيانات.

ما الذي يمكن أن يشتعل وينطفئ هكذا؟

يوازن المؤلفون بين عدة أفكار، من دون أن يرجح أي منها:

• النجوم النابضة المتقطعة، التي تنطفئ لفترات طويلة. فأحدها، الذي اكتُشف حديثًا في مجرتنا، PSR J2109+50، لم يُظهر نمطه الساطع إلا مرة واحدة في شهر، لنحو 90 ثانية، لكنه أقل لمعانًا بكثير.
• انفجارات النجوم المغناطيسية. ففي مجرتنا، أطلق النجم المغناطيسي 1E 2259+586 أكثر من 80 دفقة من الأشعة السينية في أربع ساعات بعد 5.6 سنوات من الهدوء. ومع ذلك، فإن عاصفة مدتها دقيقتان أشد انضغاطًا بكثير من أي مثال معروف في مجرتنا.
• نجم مرافق، تفتح رياحه أو مداره نافذة قصيرة للإصدار أو للرؤية.
• التعديس (lensing)، حيث تضخّم كتلة من المادة لفترة وجيزة مصدرًا يكون عادة أخفت من أن يُرى.

مجموعة خفية

إن وُجدت مثل هذه المصادر العرضية، فإن CHIME هو أفضل مكان للعثور عليها، بفضل مسحه اليومي لرقعة واسعة من السماء. ويشير نموذج إحصائي بسيط إلى وجود نحو 9 منها في متناول CHIME، مع عدم يقين هائل، من 1 إلى أكثر من 200، وفي أحسن الأحوال، من اكتشاف واحد إلى أربعة اكتشافات أخرى في العقد المقبل. بل إن بعض الدفقات التي تبدو وحيدة قد تكون عواصف لم يُلتقط منها إلا جزء. ويمكن لتلسكوب حساس مثل FAST، إذا وُجِّه نحو المصدر خلال سنوات هدوئه، أن يختبر الفكرة بالتقاط دفقات أخفت.