قد يكون الانفجار الغامض قبل 1000 عام نوعًا نادرًا وثالثًا من المستعرات الأعظمية

بالعربي/ أضاء الانفجار السماء لمدة 23 يومًا وليلة في عام 1054 بعد الميلاد.

في 4 يوليو 1054 – قبل حوالي 700 عام من إطلاق الولايات المتحدة أول لعبة نارية احتفالية – انفجر ضوء غامض في السماء.

كان الانفجار مرئيًا في جميع أنحاء العالم ، حيث ظل في سماء النهار لمدة شهر تقريبًا ، وكان مرئيًا في الليل لمدة عامين تقريبًا ، وفقًا لوكالة ناسا . في ذلك الوقت ، وصف علماء الفلك الصينيون النيران الغامضة بـ “النجم الضيف” – وهو جسم سماوي مؤقت ظهر على ما يبدو من لا شيء ، ثم اختفى إلى لا شيء. لكن تلسكوبات الفضاء الحديثة مثل تلسكوبات ناسا هابل تكشف أن “ضيف” الأرض الغريب موجود ليبقى (وإن كان على بعد 6500 سنة ضوئية).

يُعرف ما تبقى من هذا الحريق القديم اليوم باسم Crab Nebula – وهو منطاد واسع وسريع التوسع من الغاز المشع مع نجم نيوتروني قوي ينبض في مركزه. السدم مثل هذه هي البقايا المشتعلة لنجوم كانت يومًا ما قوية فقدت معظم كتلتها في انفجارات هائلة في مستعر أعظم في نهاية عمرها. 

يشك العديد من العلماء الآن في أن الضوء الغامض الذي تم الإبلاغ عنه في عام 1054 كان طفرة انطلاق نجم سديم السرطان (حدث يسمونه الآن SN 1054). لكن لماذا ينفجر نجم غير مرئي من قبل بهذا السطوع ويزين سماء الأرض لفترة طويلة هو سؤال لا يزال يحير علماء الفلك حتى يومنا هذا.

الآن ، دراسة متأنية للمستعر الأعظم الثاني – الذي أضاء الكون في مارس 2018 – يمكن أن يجيب أخيرًا على لغز عمره 1000 عام. 

في دراسة نُشرت في 28 يونيو في مجلة Nature Astronomy ، درس الباحثون البقايا الغازية لهذا الانفجار الأحدث (المسمى SN 2018zd) وقاموا بمطابقته مع الصور الأرشيفية التي تظهر الشكل الذي كان يبدو عليه نجمه السابق قبل أن يفجر قمته. بعد مقارنة شاملة قبل وبعد ، وجد الفريق أن هذا النجم المحتضر أظهر جميع السمات المميزة لنوع نظري نادر من انفجار سوبر نوفا لم يتم اكتشافه في الكون من قبل – مستعر أعظم يلتقط الإلكترون.

قال الباحثون إنه مع وجود بيانات جديدة في متناول اليد ، فمن المرجح بشكل متزايد أن الولادة المذهلة لسديم السرطان قد نتجت أيضًا عن نفس النوع من الانفجار المراوغ.

“تم اقتراح سوبرنوفا السلطعون على أنه مستعر أعظم يلتقط الإلكترون ، ولكن منذ حدوثه قبل ألف عام ، لا يوجد الكثير من البيانات عن النجم السلف والانفجار نفسه” ، كما قال مؤلف الدراسة الرئيسي دايتشي هيراماتسو ، وهو طالب دراسات عليا في الجامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا (UCSB) ، لـ Live Science في رسالة بريد إلكتروني. “هذا هو المكان الذي تتلاءم فيه أبحاثنا – توفير الملاحظات الحديثة للنجم السلف وانفجار المستعر الأعظم ، وربط فهمنا للمستعرات الأعظمية التي تلتقط الإلكترون من الانفجار إلى البقايا.”

نوفا الثالث

عندما ينفجر نجم ، فإنه يخرج عادة بإحدى طريقتين: سوبر نوفا نووي حراري ، أو سوبر نوفا ينهار لب الحديد .

يحدث المستعر الأعظم النووي الحراري عندما يمتص قزم أبيض (اللب الذاب لنجم تصل كتلته إلى ثمانية أضعاف كتلة الشمس) الكثير من الغاز من نجم مصاحب. يسخن قلب القزم الأبيض ، ويدمج العناصر معًا في تفاعلات أكثر سخونة إلى أن ينفجر النجم أخيرًا في انفجار لامع. وفي الوقت نفسه ، يحدث انهيار النواة عندما ينفد الوقود النووي لنجم أكبر (حوالي 10 أضعاف كتلة الشمس أو أكثر) ، مما يتسبب في انهيار قلبه الحديدي إلى ثقب أسود شديد الكثافة أو نجم نيوتروني.

تتناسب المستعرات الأعظمية التي تلتقط الإلكترون بين هاتين الفئتين ، ناشئة من نجوم تتراوح كتلتها بين ثمانية إلى 10 كتل شمسية – ليست ثقيلة جدًا ، وليست خفيفة جدًا. منذ الثمانينيات ، حسب علماء الفلك أن النجوم في نطاق الكتلة الانتقالية هذا يمكن أن تكون ضحية لنوع غريب من الموت ، حيث تقوم قوة جاذبية ساحقة بسحق قلب النجم ، مما يتسبب في اصطدام الإلكترونات في النواة بنواتها الذرية ، مما يؤدي إلى انهيار النواة. كتب الباحثون.

وفقًا للورقة الجديدة ، يجب أن يترك النجم الذي يموت بهذه الطريقة بعض التوقيعات الرئيسية. أولاً ، يجب أن يبدأ النجم السلف بشكل كبير نسبيًا ، لكنه يفقد الكثير من كتلته قبل أن يبدأ الانفجار ، وملء الفراغ المحيط به بهالة من الغاز المقذوف. عندما ينفجر قلب النجم أخيرًا ، سينتج انفجارًا ضعيفًا نسبيًا بطيء الحركة يتفاعل مع الغاز القريب ، مما يضيءه بشكل أكثر سطوعًا مما هو متوقع.

لم يعثر العلماء مطلقًا على نجم يتوافق تمامًا مع هذه المعايير – حتى مارس 2018 ، عندما تلاشى نجم بعيد عن الأرض على بعد 31 مليون سنة ضوئية. في دراستهم الجديدة ، حلل الباحثون النجم باستخدام بيانات من تلسكوبات هابل وسبيتزر الفضائيين لمطابقة بقايا المستعر الأعظم (SN 2018zd) مع النجم السلف الذي أنشأه. وجدوا أن النجم والانفجار يطابقان جميع المعايير الخاصة بالمستعر الأعظم الأسطوري الذي يلتقط الإلكترون.

قال هيراماتسو في بيان : “بدأنا بسؤال” ما هذا الغريب (المستعر الأعظم)؟ ” “ثم قمنا بفحص كل جانب من جوانب SN 2018zd وأدركنا أنه يمكن شرحها جميعًا في سيناريو التقاط الإلكترون.”Advertisement

أضاف هيراماتسو أن هذا البحث لا يساعد فقط في التحقق من صحة نظرية فيزيائية فلكية يعود تاريخها إلى 40 عامًا ، ولكنه يمنح العلماء أيضًا طريقة جديدة للنظر في بقايا النجوم الميتة. 

سر السلطعون

بعد مشاهدة مستعر أعظم يلتقط الإلكترون يتكشف “حيًا” قبل تلسكوباتهم ، طبق مؤلفو الدراسة سريعًا ما رأوه على انفجار سديم السرطان القديم ، والذي اقترحت دراسات سابقة أنه مستعر أعظم محتمل أيضًا. لاحظ الفريق العديد من أوجه التشابه بين الباقين ، بما في ذلك الانفجارات منخفضة السرعة (مما يشير إلى أنه ، مثل SN 2018zd ، فقد نجم Crab Nebula الكثير من الكتلة قبل أن ينفجر) وتركيب كيميائي مشابه بشكل لافت للنظر في الغاز المتبقي ، مما سمح بذلك. لتقدير حجم نجم سديم السرطان.

وفقًا للمؤلف المشارك في الدراسة آندي هويل ، عالم الفلك في مرصد لاس كومبريس في كاليفورنيا وأعضاء هيئة التدريس المساعدين في جامعة كاليفورنيا ، فإن أوجه التشابه هذه تزيد من احتمالية أن يكون سديم السرطان قد نشأ عن طريق مستعر أعظم يلتقط الإلكترون منذ 1000 عام. 

يمكن لهذا التفسير أيضًا أن يحل لغز سطوع الانفجار القديم الأكثر سطوعًا من المتوسط ​​أثناء تواجده فوق الأرض. ربما فقد النجم السلف لسديم السرطان الكثير من كتلته قبل أن ينفجر ، تمامًا مثل SN 2018zd. من شأن ذلك أن يجعل المستعر الأعظم الناتج يبدو أكثر سطوعًا مما ينبغي أن يكون عليه عندما اصطدم الغاز الناتج عن الانفجار بالغاز المحيط بالنجم ، حسبما قال هاول لـ Live Science.المحتوى ذي الصلة

قال هاول: “من بين المؤشرات الستة لكونه مستعر أعظم يلتقط الإلكترون ، فإن SN 1054 لديه الطاقة المناسبة ، والتركيب الكيميائي ، و [اندماج العناصر]” ، مضيفًا أنه قد يكون له المقدار الصحيح من فقدان الكتلة واللمعان أيضًا.

ولكن نظرًا لأننا لن نعرف أبدًا كيف كان شكل النجم السلف لسديم السرطان ، أو إلى أي مدى كان انفجاره النهائي مذهلاً حقًا ، فقد يكون من الصعب تحديد تفسير نهائي له. على الأقل من خلال البحث عن بقايا انفجارات “غريبة الأطوار” مثل SN 2018zd ، يعمل علماء الفلك على تضييق الاحتمالات.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com