حدث السوبرنوفا المعروف باسم 2014C قبل ثماني سنوات - لكن العلماء ما زالوا يراقبون ويتعلمون من تداعياته. يظهر الانفجار المرئي بشكل خافت محاطًا بدائرة باللون الأحمر. الائتمان: مسح سلون الرقمي للسماء
قامت دراسة شملت باحثين من جامعة شيكاغو بتحليل آثار المستعر الأعظم 2014.
كشفت مجموعة دولية من علماء الفلك عن أدلة جديدة حول انفجار نجمي غامض تم اكتشافه قبل ثماني سنوات ، لكنه مستمر في التطور حتى مع مشاهدة العلماء.
تساعد النتائج علماء الفلك على فهم عملية كيفية حياة النجوم الضخمة - عمالقة أكبر بكثير من شمسنا - وتموت.
ونشرت الدراسة في مجلة الفيزياء الفلكية من قبل مجموعة بقيادة جامعة تكساس في أوستن (UT Austin) وتضم علماء من جامعة شيكاغو.
حياة 2014 ج
في عام 2014 ، رصد علماء الفلك بقعة مضيئة مفاجئة في السماء - وهي علامة أكيدة على انفجار نجم في الفضاء.
عندما يتم الكشف عن نجم متفجر لأول مرة ، يتسابق علماء الفلك في جميع أنحاء العالم لمتابعته بالتلسكوبات حيث يتغير الضوء الذي ينبعث منه بسرعة بمرور الوقت. من خلال مشاهدة كيفية تطوره ، باستخدام التلسكوبات التي يمكنها رؤية الضوء المرئي وكذلك الأشعة السينية وموجات الراديو و ضوء الأشعة تحت الحمراء، يمكن للعلماء استنتاج الخصائص الفيزيائية للنظام.
يوضح هذا التخطيط المقذوفات المختلفة والرياح (الحمراء والبنفسجية) المنبعثة من النجم المتفجر (يسار ، أصفر). يحيط قرص الغلاف المشترك (الأزرق) بالنجمين ، الذي ينفجر على شكل مستعر أعظم وشريكه الثنائي (غير موضح). الطبقة الحدودية حول قرص الغلاف المشترك هي مصدر الهيدروجين الذي اكتشفه الفريق. الائتمان: بي توماس وآخرون / أوستن
من خلال القيام بذلك عدة مرات ، حدد علماء الفلك التوقيعات وقاموا بتجميع هذه النجوم المتفجرة في فئات. 2014C ، كما تم تسمية هذا الحدث بالذات ، بدا مثل ما يسمى مستعر أعظم من النوع Ib. إنها ما يحدث عندما تموت أكبر النجوم المعروفة في الكون.
في الواقع ، يعتقد العلماء أن 2014C ربما لم يكن في الأصل نجمًا واحدًا بل نجمان يدوران حول بعضهما البعض ، أحدهما أكبر من الآخر. النجم الأكثر ضخامة تطور بسرعة أكبر ، وتمدد ، وامتص طبقة الهيدروجين الخارجية منه. عندما نفد الوقود في النهاية ، انهار قلبه ، مما أدى إلى انفجار هائل.
بحث البروفيسور فيكرام دواركاداس
ومع ذلك ، أظهرت الملاحظات في أول 500 يوم بعد الانفجار أنها كانت تنبعث الأكثر من ذلك الأشعة السينية بمرور الوقت ، وهو أمر غير معتاد ولا يُرى إلا في عدد قليل من المستعرات الأعظمية. قال فيكرام دواركاداس ، أستاذ أبحاث علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة شيكاغو: "لقد أشارت إلى أن الموجة الصدمية كانت تتفاعل مع مادة كثيفة".
شرعت المجموعة في جمع جميع البيانات عن 2014C ، بما في ذلك البيانات الجديدة التي حصلوا عليها وكذلك من الدراسات على مدار السنوات الثماني الماضية ، وتكييفها في صورة متماسكة لما حدث للنجم.
أظهرت انبعاثات الأشعة السينية وضوء الأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو جميعها النمط المميز للزيادة ثم النقصان. في هذه الأثناء ، بدا أن الضوء البصري ـ الذي تم قياسه بواسطة تلسكوب هوبي إيبرلي في جامعة أوستن ـ يظل ثابتًا. أظهرت إشارة الراديو أن الموجة الصدمية كانت تتوسع بسرعة عالية جدًا ، بينما أشار الضوء البصري إلى سرعة أبطأ بكثير.
اقترح الباحثون أن السلوك الغريب كان له علاقة بسحابة كثيفة من الهيدروجين حول النجمين والتي تركت في وقت مبكر من حياتهم.
عندما انفجر النجم ، أنتج موجة صدمة تسافر بسرعة تقارب 67 مليون ميل في الساعة في جميع الاتجاهات. عندما وصلت موجة الصدمة إلى هذه السحابة ، سيتأثر سلوكها بكيفية تشكل السحابة.
هذه المستعرات الأعظمية هي ما يحدث عندما تموت أكبر النجوم المعروفة في الكون.
في أبسط نموذج ، يُفترض أن تكون هذه السحابة كروية ومتماثلة. ومع ذلك ، إذا كانت السحابة قد شكلت "كعكة دائرية" حول النجمين - أي أكثر سمكًا حول الوسط - فإن الجزء السميك من الحلقة سيبطئ موجة الصدمة ، ويظهر في الضوء البصري كمواد بطيئة الحركة. في هذه الأثناء ، في المناطق الرقيقة ، ستندفع الموجة الصدمية للأمام ، كما يظهر في موجات الراديو. قال دواركاداس: "فكر في الماء الذي اصطدم بصخرة في وسط النهر".
قال العلماء إن الأسئلة لا تزال قائمة ، لكن هذا التفاوت يمكن أن يفسر السرعات المختلفة لموجة الصدمة التي تشير إليها الأطوال الموجية المختلفة.
وقال العلماء إن الدراسة قدمت أدلة قيمة حول تطور هذه النجوم والكتلة المفقودة من هذه الأنظمة ، وبمعنى أكبر لحياة وموت هذه النجوم الغامضة نسبيًا.
قال جيه كريج ويلر ، الأستاذ في جامعة أوستن وعضو الفريق: "بالمعنى الواسع ، فإن السؤال عن الكيفية التي تفقد بها النجوم الضخمة كتلتها هو السؤال العلمي الكبير الذي نسعى إليه". "ما مقدار الكتلة؟ أين هي؟ متى تم إخراجها؟ بأي عملية فيزيائية؟ كانت تلك هي الأسئلة الكلية التي كنا نبحث عنها.
"واتضح أن 2014C كان حدثًا منفردًا مهمًا حقًا يوضح العملية."
لمزيد من المعلومات حول هذا البحث ، راجع مستعر أعظم استثنائي يكشف أسرارًا لعلماء الفلك.
المرجع: "سبع سنوات من SN 2014C: توليف متعدد الأطوال الموجية لنجم سوبر نوفا غير عادي" بقلم بنجامين بي توماس ، جيه كريج ويلر ، فيكرام ف.دوركاداس ، كريستوفر ستوكديل ، جوزيف فينكو ، ديفيد بولي ، ييرونج شو ، جريج زيمان ، فيليب ماكوين ، 4 مايو 2022 ، مجلة الفيزياء الفلكية.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac5fa6
أرخايف: 2203.12747
قاد الدراسة بنيامين توماس من جامعة تكساس في أوستن. الباحث الآخر من جامعة شيكاغو على الورقة هو Yerong Xu، SM'20 ، ويعمل الآن في جامعة باليرمو في إيطاليا. للحصول على قائمة كاملة بالمتعاونين والتلسكوبات ، انظر الورقة.
التمويل: مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية ، وزارة الطاقة الأمريكية ، وكالة ناسا، مرصد شاندرا ، المكتب الوطني للبحث والتطوير والابتكار في المجر.
