تويت
مستعر أعظم مُكتشف من قبل مجموعة دولية من علماء الفلك قدم نظرة غير مسبوقة إلى اللحظات الأولى لانفجار نجمي عنيف.
الفريق، بقيادة (بِن شابي-Ben Shappee) من معهد الفلك «IFA» في جامعة هاواي و(توم هولوين-Tom Holoien) من مراصد جامعة كارنيجي وجد نمطًا مميزًا غامضًا في الضوء الناتج من الساعات الأولى للانفجار.
نُشرت اكتشافاتهم في ثلاث أوراق في مجلة الفيزياء الفلكية.
هذه الفئة من المستعرات العُظمى المسماة «النوع la» أساسية لفهمنا للكون.
أفرانهم النووية أساسية لتوليد العديد من العناصر من حولنا، كما تُستخدم كمعايير أساسية كونية لقياس المسافات عبر الكون.
وعلى الرغم من أهميتها، فإن الآلية الفعلية التي تُحدث انفجار المُستعر الأعظم من النمط «Ia» ظلت بعيدة المنال عن المعرفة لعقود.
هذا هو السبب في أن التقاط انفجارات المستعرات العُظمى وهي تحدث أمر بالغ الأهمية.
حاول الفلكيون منذ فترة طويلة الحصول على بيانات مفصلة عن اللحظات الأولى من الانفجارات، على أمل معرفة كيف يتم إطلاق هذه الظواهر.
ولأول مرة، نجحوا في فبراير من هذا العام، مع اكتشاف مستعر أعظم من النوع «Ia» يُسمى «ASASSN-18bt» ويُعرف أيضًا باسم «SN 2018oh».
اكتُشف «ASASSN-18bt» من قِبل «ASAS-SN» (All-Sky Automated Survey for Supernovae) وهي شبكة دولية من المقاريب التي يوجد مقرها في جامعة ولاية أوهايو، والتي تقوم بفحص السماء بشكل منتظم بحثًا عن المستعرات العظمى وغيرها من الأحداث المتفجرة.
استطاع تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لوكالة ناسا الحصول على بيانات تكميلية حول هذا الحدث.
صُمم كيبلر ليكون حساسًا للغاية للتغيرات الصغيرة في الضوء لمهمته الرئيسية في اكتشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية، لذا فقد تمكن من الحصول على معلومات مفصلة بشكل خاص عن نشأة الانفجار.
«المستعر الأعظم «ASASSN-18bt» هو الأقرب والألمع الذي لاحظه كيبلر، لذا فقد أتاح فرصة ممتازة لاختبار النظريات السائدة لتكوين المستعرات العظمى»، قال شابي، الذي يعد مؤلفًا رئيسيًا في الاكتشاف، كما صرّح في وقت مبكر: «منحنى كيبلر الضوئي مذهل، نحن يمكننا التحقق من الانفجار بعد ساعات قليلة من حدوثه».
بالإضافة إلى بيانات الاكتشاف وما قبله من «ASAS-SN» ، لعب مسحان من «IFA» للسماء أيضّا أدوارًا حاسمة.
ساعدت بيانات ما قبل الاكتشاف من تلسكوب المسح البانورامي ونظام الاستجابة السريعة «Pan-STARRS» ونظام التحذير الأخير للتأثيرات الأرضية في الكويكبات «ATLAS» على توفير معلومات هامة حول لون المستعر الأعظم الساطع.
حتى أن «Pan-STARRS» التقط المستعر «ASASSN-18bt» في اليوم الأول بعد انفجاره.
بتجميع البيانات من «ASAS-SN» وكيبلر و«Pan-STARRS» و«ATLAS» وتلسكوبات من جميع أنحاء العالم أدرك الفلكيون أن «ASASSN-18bt» بدا غير عادي خلال أول يومين.
وقالت (ماريا دروت-Maria Drout)، الأستاذ المساعد بجامعة تورنتو والمؤلفة الثالثة في ورقة الاكتشاف: «العديد من المستعرات العظمي تُظهر زيادة تدريجية في الضوء الذي أصدروه، لكن بالنسبة لهذا الحدث، يمكنك أن ترى بوضوح شيئًا مثيرًا غير عادي يحدث في أوقات مبكرة – بعض الانبعاث الإضافي غير المتوقع».
ويُعتقد أن المستعرات العظمى من النوع «Ia» تنشأ من الانفجار النووي الحراري لنجم قزم أبيض «النواة الميتة التي يخلفها نجم شبيه بالشمس بعد أن يستنفد وقوده النووي».
تجب إضافة مادة إلى القزم الأبيض من نجم مصاحب لإطلاق الانفجار، لكن طبيعة النجم المصاحب وكيف يُنقل الوقود نُوقِش منذ فترة طويلة.
أحد الاحتمالات هو أن هذا الضوء الإضافي الذي شُوهد خلال الأوقات المبكرة للمستعرات العظمى يمكن أن يكون نتيجة لتصادم القزم الأبيض مع النجم الرفيق.
على الرغم من أن هذه كانت الفرضية الأولية، إلا أن المقارنات المفصلة مع النماذج النظرية ومتابعة الرصد من تلسكوب (كيك-Keck) أظهرت أن هذا الضوء الإضافي له أصل مختلف غير مُفسر.
وقال هولوين: «على الرغم من أن الزيادة الحادة في السطوع المبكر للمستعر «ASASSN-18bt» يمكن أن تشير إلى أن الانفجار يصطدم بنجم آخر، إلا أن البيانات لا تتناسب تمامًا مع التوقعات حول كيفية ظهور ذلك، الاحتمالات الأخرى، مثل التوزيع غير العادي للنظائر المشعة في النجم المتفجر، يمكن أن تفسر أيضًا ما رأيناه».
في الواقع، كانت أرصاد كيك الأخيرة تبحث عن الطبقات الخارجية التي كان من الممكن تجريدها من نجم قريب بسبب انفجار مستعر أعظم.
يقول مايكل تاكر، وهو طالب دراسات عليا في معهد الفلك ومؤلف رئيسي في ورقة كيك: «إذا كان النجم المانح موجودًا، لرأينا ذلك، لكننا لا نرى أي شيء».
هذا يدعم فرضية حديثة طرحها ماكسيميليان ستريزينجر-أحد فلكيي «IFA» الزائر من جامعة (آرهوس-Aarhus)- بأنه قد يكون هناك نوعان مختلفان من المستعرات العظمى من النوع «LA» -تلك التي تُظهر الانبعاثات المبكرة وتلك التي لا تفعل ذلك- دون الحاجة إلى نجم قريب.
وبفضل «ASAS-SN» و«ATLAS» و«Pan-STARRS» وغيرها من الأرصاد، فإننا الآن نراقب السماء كل ليلة، لذلك سيجد الفلكيون المزيد من المستعرات العظمى الجديدة ويلتقطونها في لحظة الانفجار.
ومع اكتشاف المزيد من هذه الأحداث ودراستها، فإنهم سوف يتوصلون إلى حل اللغز الذي استمر طويلًا حول كيفية نشأة هذه الانفجارات النجمية.
الفريق، بقيادة (بِن شابي-Ben Shappee) من معهد الفلك «IFA» في جامعة هاواي و(توم هولوين-Tom Holoien) من مراصد جامعة كارنيجي وجد نمطًا مميزًا غامضًا في الضوء الناتج من الساعات الأولى للانفجار.
نُشرت اكتشافاتهم في ثلاث أوراق في مجلة الفيزياء الفلكية.
هذه الفئة من المستعرات العُظمى المسماة «النوع la» أساسية لفهمنا للكون.
أفرانهم النووية أساسية لتوليد العديد من العناصر من حولنا، كما تُستخدم كمعايير أساسية كونية لقياس المسافات عبر الكون.
وعلى الرغم من أهميتها، فإن الآلية الفعلية التي تُحدث انفجار المُستعر الأعظم من النمط «Ia» ظلت بعيدة المنال عن المعرفة لعقود.
هذا هو السبب في أن التقاط انفجارات المستعرات العُظمى وهي تحدث أمر بالغ الأهمية.
حاول الفلكيون منذ فترة طويلة الحصول على بيانات مفصلة عن اللحظات الأولى من الانفجارات، على أمل معرفة كيف يتم إطلاق هذه الظواهر.
ولأول مرة، نجحوا في فبراير من هذا العام، مع اكتشاف مستعر أعظم من النوع «Ia» يُسمى «ASASSN-18bt» ويُعرف أيضًا باسم «SN 2018oh».
اكتُشف «ASASSN-18bt» من قِبل «ASAS-SN» (All-Sky Automated Survey for Supernovae) وهي شبكة دولية من المقاريب التي يوجد مقرها في جامعة ولاية أوهايو، والتي تقوم بفحص السماء بشكل منتظم بحثًا عن المستعرات العظمى وغيرها من الأحداث المتفجرة.
استطاع تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لوكالة ناسا الحصول على بيانات تكميلية حول هذا الحدث.
صُمم كيبلر ليكون حساسًا للغاية للتغيرات الصغيرة في الضوء لمهمته الرئيسية في اكتشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية، لذا فقد تمكن من الحصول على معلومات مفصلة بشكل خاص عن نشأة الانفجار.
«المستعر الأعظم «ASASSN-18bt» هو الأقرب والألمع الذي لاحظه كيبلر، لذا فقد أتاح فرصة ممتازة لاختبار النظريات السائدة لتكوين المستعرات العظمى»، قال شابي، الذي يعد مؤلفًا رئيسيًا في الاكتشاف، كما صرّح في وقت مبكر: «منحنى كيبلر الضوئي مذهل، نحن يمكننا التحقق من الانفجار بعد ساعات قليلة من حدوثه».
بالإضافة إلى بيانات الاكتشاف وما قبله من «ASAS-SN» ، لعب مسحان من «IFA» للسماء أيضّا أدوارًا حاسمة.
ساعدت بيانات ما قبل الاكتشاف من تلسكوب المسح البانورامي ونظام الاستجابة السريعة «Pan-STARRS» ونظام التحذير الأخير للتأثيرات الأرضية في الكويكبات «ATLAS» على توفير معلومات هامة حول لون المستعر الأعظم الساطع.
حتى أن «Pan-STARRS» التقط المستعر «ASASSN-18bt» في اليوم الأول بعد انفجاره.
بتجميع البيانات من «ASAS-SN» وكيبلر و«Pan-STARRS» و«ATLAS» وتلسكوبات من جميع أنحاء العالم أدرك الفلكيون أن «ASASSN-18bt» بدا غير عادي خلال أول يومين.
وقالت (ماريا دروت-Maria Drout)، الأستاذ المساعد بجامعة تورنتو والمؤلفة الثالثة في ورقة الاكتشاف: «العديد من المستعرات العظمي تُظهر زيادة تدريجية في الضوء الذي أصدروه، لكن بالنسبة لهذا الحدث، يمكنك أن ترى بوضوح شيئًا مثيرًا غير عادي يحدث في أوقات مبكرة – بعض الانبعاث الإضافي غير المتوقع».
ويُعتقد أن المستعرات العظمى من النوع «Ia» تنشأ من الانفجار النووي الحراري لنجم قزم أبيض «النواة الميتة التي يخلفها نجم شبيه بالشمس بعد أن يستنفد وقوده النووي».
تجب إضافة مادة إلى القزم الأبيض من نجم مصاحب لإطلاق الانفجار، لكن طبيعة النجم المصاحب وكيف يُنقل الوقود نُوقِش منذ فترة طويلة.
أحد الاحتمالات هو أن هذا الضوء الإضافي الذي شُوهد خلال الأوقات المبكرة للمستعرات العظمى يمكن أن يكون نتيجة لتصادم القزم الأبيض مع النجم الرفيق.
على الرغم من أن هذه كانت الفرضية الأولية، إلا أن المقارنات المفصلة مع النماذج النظرية ومتابعة الرصد من تلسكوب (كيك-Keck) أظهرت أن هذا الضوء الإضافي له أصل مختلف غير مُفسر.
وقال هولوين: «على الرغم من أن الزيادة الحادة في السطوع المبكر للمستعر «ASASSN-18bt» يمكن أن تشير إلى أن الانفجار يصطدم بنجم آخر، إلا أن البيانات لا تتناسب تمامًا مع التوقعات حول كيفية ظهور ذلك، الاحتمالات الأخرى، مثل التوزيع غير العادي للنظائر المشعة في النجم المتفجر، يمكن أن تفسر أيضًا ما رأيناه».
في الواقع، كانت أرصاد كيك الأخيرة تبحث عن الطبقات الخارجية التي كان من الممكن تجريدها من نجم قريب بسبب انفجار مستعر أعظم.
يقول مايكل تاكر، وهو طالب دراسات عليا في معهد الفلك ومؤلف رئيسي في ورقة كيك: «إذا كان النجم المانح موجودًا، لرأينا ذلك، لكننا لا نرى أي شيء».
هذا يدعم فرضية حديثة طرحها ماكسيميليان ستريزينجر-أحد فلكيي «IFA» الزائر من جامعة (آرهوس-Aarhus)- بأنه قد يكون هناك نوعان مختلفان من المستعرات العظمى من النوع «LA» -تلك التي تُظهر الانبعاثات المبكرة وتلك التي لا تفعل ذلك- دون الحاجة إلى نجم قريب.
وبفضل «ASAS-SN» و«ATLAS» و«Pan-STARRS» وغيرها من الأرصاد، فإننا الآن نراقب السماء كل ليلة، لذلك سيجد الفلكيون المزيد من المستعرات العظمى الجديدة ويلتقطونها في لحظة الانفجار.
ومع اكتشاف المزيد من هذه الأحداث ودراستها، فإنهم سوف يتوصلون إلى حل اللغز الذي استمر طويلًا حول كيفية نشأة هذه الانفجارات النجمية.