02:02 م
الأربعاء 15 نوفمبر 2023
ضرب انفجار ضوئي من ثقب أسود حديث الولادة على بعد مليارات السنين الضوئية في الزمان والمكان، الأرض بقوة كبيرة، هزت الغلاف الجوي العلوي للكوكب.
وحطم انفجار أشعة جاما GRB 221009A الأرقام القياسية عندما انفجر في ظلام الفضاء في أكتوبر 2022 على بعد حوالي 2.4 مليار سنة ضوئية من الأرض، واشتعل ضوؤه بما يصل إلى 18 تيرا إلكترون فولت من الطاقة، ليكون بذلك ألمع انفجار فضائي تم تسجيله على الإطلاق.
وبعد عام كامل من الدراسات، قرر العلماء أن الانفجار كان قويا للغاية لدرجة أنه تسبب في تغيرات كبيرة في المجال الكهربائي للغلاف الأيوني للأرض، على ارتفاع حوالي 500 كيلومتر.
وقال عالم الفيزياء الفلكية ميركو بيرسانتي من جامعة كاليفورنيا “باستخدام عمليات رصد الأقمار الصناعية ونموذج تحليلي مطور مخصص جديد، أثبتنا أن GRB 221009A تسبب في اضطراب قوي ليس فقط في الجانب السفلي من الغلاف الأيوني، ولكن أيضًا في الجانب العلوي من الغلاف الأيوني”.
أشعة جاما هي الجزء الأكثر نشاطًا في الطيف الكهرومغناطيسي، تليها الأشعة السينية. تمتلك فوتونات أشعة جاما طاقة تتراوح بين مليار وتريليون مرة من طاقة الفوتونات في الجزء المرئي من الطيف، وتنبعث من أحداث نشطة للغاية مثل المستعرات العظمى والفائقة، بالإضافة إلى أحداث حيوية أصغر، مثل التوهجات الشمسية.
هذا الإشعاع لا يدعو للقلق حقًا على أساس يومي؛ يمتصه الغلاف الجوي للأرض قبل أن يقترب من السطح. ولهذا السبب نحتاج إلى التلسكوبات الفضائية للكشف عنه. لكن ما يمكنها فعله هو التفاعل مع الغلاف الجوي على ارتفاعات عالية.
في مناسبات نادرة، سجل العلماء أشعة جاما والأشعة السينية الناتجة عن انفجارات أشعة غاما القوية بشكل غير عادي والتي تتفاعل مع الغلاف الأيوني السفلي للأرض.
الأيونوسفير عبارة عن طبقة سميكة نسبيًا من الغلاف الجوي للأرض، يتراوح ارتفاعها بين 50 و1000 كيلومتر تقريبًا، وتتداخل مع عدة طبقات جوية أخرى. سمي بهذا الاسم لأنه جزء من الغلاف الجوي حيث تعمل الأشعة فوق البنفسجية الشديدة والأشعة السينية القادمة من الشمس على تأين ذرات وجزيئات الغلاف الجوي، ما يخلق مجموعة من الإلكترونات السائبة.
يعكس الغلاف الأيوني موجات الراديو التي نستخدمها للاتصالات والملاحة. عند وقوع حدث قوي، مثل التوهج الشمسي، يمكننا تسجيل التغييرات التي يحدثها في طبقة الأيونوسفير السفلية عن طريق تسجيل التغييرات في الطريقة التي تنعكس بها موجات الراديو ذات التردد المنخفض جدًا.
هكذا تمكن العلماء، على الفور تقريبًا، من ملاحظة التغيرات في طبقة الأيونوسفير السفلية، على ارتفاعات تتراوح بين 60 و100 كيلومتر، بالتزامن مع اكتشاف GRB 221009A في أكتوبر 2022. وقالوا إنها كانت قوية جدًا لدرجة أن آثارها كانت شديدة، مماثلة لتلك الآتية من التوهج الشمسي.
وتبعد الشمس عنا 150 مليون كيلومتر. سافر ضوء GRB 221009A مسافة 22.7 سيكستيليون كيلومتر، وهي مسافة هائلة يصعب تخيلها، حسب موقع مجلة ساينس ألرت.
واستمر انفجار أشعة جاما نفسه لمدة 7 دقائق فقط. واستمر التأثير المسجل على الأيونوسفير لمدة 10 ساعات تقريبًا. يقول الباحثون إن معرفة ذلك يمكن أن تساعدنا على فهم ونمذجة تأثيرات الانفجارات البعيدة على الغلاف الجوي للأرض بشكل أفضل – والتنبؤ بما قد يجري إذا حدث انفجار قريب.