ما زال لغز الانفجارات الراديوية السريعة (FRB) يؤرّق علماء الفيزياء الفلكية منذ اكتشاف أول حدث عام 2007. تدوم هذه الانفجارات أجزاء من الثانية، لكنها تطلق طاقة تضاهي ما تشعّه الشمس في شهر. تأتي معظمها من مجرات بعيدة، مما يدل على أصلها الكوني: فقطعت إشاراتها الراديوية مليارات السنين لتصل إلينا، متأثرة بتباطؤ ناتج عن تمدد الزمن النسبي وتشتت في الوسط بين المجرّات. وهذا ما يجعلها مسابير لدراسة توسع الكون وتوزع المادة الباريونية. تاريخياً، أصبحت النجوم النيوترونية، التي تنبّأ بها فريتز زفيكي كبقايا مستعرات عظمى، مرشّحات رئيسية بعد أن اكتشفت جوسلين بيل بورنيل النباضات، وحدد سوبرامانيان تشاندراسيخار حد استقرارها. تنقسم النماذج الحالية إلى معسكرين: أحدهما يفترض زلازل نجمية في القشرة، والآخر انفجارات مغناطيسية غلافية. ولا يقدّم أي منهما تفسيراً كاملاً.
جمع الباحثون مجموعة واسعة من تسلسلات الأحداث: لخمسة انفجارات راديوية سريعة متكررة (بما في ذلك صاحب الرقم القياسي FRB 20240114A بأكثر من 10,000 انفجار خلال 8 أشهر)، وانفجارات مغناطيسية نجمية سينية، واختلالات النباضات، وانفجارات شمسية، وزلازل. حُسبت أزمنة الانتظار وتغيرات الطاقة لكل تسلسل. ثم باستخدام مؤشر بينكوس (PI) كمقياس للتعقيد الإنتروبي، قُدّرت درجة العشوائية، وبواسطة أس ليابونوف (LE) قيست الفوضوية. ونظراً لأن الإشارات الراديوية تسير بسرعة الضوء، فإن ضبط التوقيت بدقة أمر بالغ الأهمية. بدمج PI وLE، شُيّد مخطط ثنائي البعد «العشوائية–الفوضى» (PLD)، تُمثّل فيه كل ظاهرة بنقطة. الميزة الأساسية للطريقة أن التشخيص لا يعتمد على الطاقة المطلقة، بل يلتقط الأنماط النسبية.
توزعت جميع الفئات المدروسة على مخطط PLD بشكل منظم. احتلت الزلازل منطقة عالية الفوضى ومنخفضة العشوائية، فمتوالياتها «تتذكر» الهزات السابقة. ووقعت الانفجارات الشمسية والمغناطيسية النجمية في المنتصف، بما يتسق وطبيعة إعادة الاتصال المغناطيسي. وأظهرت اختلالات النباضات عشوائية عالية وفوضى ضعيفة. الأكثر إثارة للاهتمام: تجمعت الانفجارات الراديوية السريعة المتكررة في سحابة مدمجة، معزولة بوضوح عن غيرها. أكد اختبار إحصائي قائم على المسافة الطاقية مع التباديل معنوية اختلافها عن الانفجارات المغناطيسية النجمية (0.031=p) وعن الاختلالات (0.020=p). في الوقت نفسه، الاتساق الداخلي لفئة FRB مرتفع: تقسيم العينة إلى أجزاء يعطي 0.984=p، مما يشير إلى تجانسها. استحق المُكرِّر الأكثر نشاطاً FRB 20240114A اهتماماً خاصاً. كشفت مراقبته بتلسكوب FAST عن تفاوتات هائلة في المعدل – من عشرات إلى نحو 730 انفجاراً في الساعة. ومع ذلك، بقي موقعه على PLD مستقراً بشكل لافت: خلال ثمانية أشهر من الرصد، تراوح PI حول 0.90، وLE حوالي 0.10، دون اتجاهات يُعتد بها. ورفض اختبار ديكي-فولر اللاثباتية، بقيم p حوالي 10⁻³. هذا يعني أن «البصمة» الإحصائية للمصدر مستقلة عن النشاط الآني.
يشير انعزال الانفجارات الراديوية السريعة في فضاء الطور «العشوائية–الفوضى» إلى أن آليتها الفيزيائية أعقد مما كان يُعتقد. فارتفاع PI (القريب من الواحد) يدل على غياب شبه تام لذاكرة حتمية: فكل انفجار لا يكاد يعتمد على سابقه. وانخفاض LE يشير إلى فوضوية ضعيفة. يرسم هذان الأمران معاً صورة لمصدر عالي الضوضاء والإنتروبيا – ربما نجم نيوتروني ذو غلاف مغناطيسي شديد الاضطراب، أو مراكز إشعاع مستقلة متعددة. ويتسق هذا مع غياب دورية دوران مستقرة، التي بحثوا عنها دون جدوى لدى الانفجارات المتكررة. وفي حقول الجاذبية القصوى لهذه الأجرام، تبرز تأثيرات تمدد الزمن كما وصفها أينشتاين، مما قد يؤثر على الصورة المرصودة. أما السيناريوهات التقليدية – انفجارات مغناطيسية غلافية منفردة أو زلازل نجمية اختلالية متفرقة – فلا تستنسخ الإحصاءات المرصودة.
تفتح طريقة PLD المقترحة طريقاً جديداً لتصنيف العابرين. يمكن مستقبلاً تطبيقها على أنواع أخرى من الانفجارات الكونية، كتلك الصادرة عن ثقوب سوداء متنامية في الكويزارات، أو الأحداث المسجلة بكاشفات الأمواج الثقالية (LIGO و Virgo). ومع تراكم البيانات من مُكرِّرات جديدة وأدوات أكثر حساسية، سيمكن تحسين الانتظامات الإحصائية وربما استخلاص فصائل فرعية ضمن جمهرة FRB.
يربط هذا العمل بين مجالات تبدو متباعدة: الفيزياء الفلكية للنجوم النيوترونية، فيزياء البلازما، علم الزلازل، والديناميك غير الخطي. النتائج مهمة لفهم حالات المادة القصوى في حقول مغناطيسية فائقة الشدة، وقد تجد صدى في تجارب مخبرية بالليزرات القوية.
الخطوة التالية هي تسجيل أعداد أكبر من الانفجارات من مصدر واحد في نطاقات طيفية مختلفة، للتحقق مما إذا كان طول الموجة يؤثر على الموقع في PLD. ومن المهم أيضاً تضمين «غير المُكرِّرات» في التحليل، لمعرفة ما إذا كانت ناتجة عن فيزياء مختلفة أم الآلية ذاتها بتواتر نادر.
تظل طبيعة الانفجارات الراديوية السريعة إحدى المعضلات الكبرى غير المحلولة في الفيزياء الفلكية المعاصرة، إلى جانب ألغاز المادة المظلمة والطاقة المظلمة. تضيّق هذه الدراسة دائرة النماذج المحتملة، لكن السؤال الجوهري – كيف تُطلَق طاقة هائلة في نبضة راديوية تدوم أجزاء من الثانية – لا يزال مفتوحاً. علاوة على ذلك، فإن الصلة باختلالات النباضات وإعادة الترتيب المفاجئ للحقل المغناطيسي تلقي ضوءاً على البنية الداخلية لـالنجوم النيوترونية، ومعادلة حالة المادة النووية.
🎯 في ثانية واحدة، يطلق المُكرِّر الأكثر نشاطاً FRB 20240114A ما يصل إلى 12 انفجاراً! وقد بلغ إجمالي أحداثه المسجلة عدد نجوم بعض التجمعات الكروية. ومع ذلك، يحمل كل انفجار طاقة تشعّها الشمس في بضعة أيام.
🎬 في رواية «اتصال» لكارل ساغان، تصبح الإشارات الراديوية القادمة من كوكبة النسر الواقع جسراً لحوار بين نجميّ. كما أن الانفجارات الراديوية السريعة، التي اكتُشفت بعد عقود، ولّدت في البداية فرضيات عن أصل اصطناعي، رغم أن العلماء يميلون اليوم إلى تفسيرات طبيعية لا تقل روعة.