مع استمرار الظواهر الفلكية ، تعد المستعرات الأعظمية من بين أكثر الظواهر روعة وإثارة. تحدث هذه العملية عندما تصل أنواع معينة من النجوم إلى نهاية عمرها ، حيث تنفجر وتتخلص من طبقاتها الخارجية. بفضل أجيال الدراسة ، تمكن الفلكيون من تصنيف معظم المستعرات الأعظمية المرصودة في إحدى الفئتين (النوع الأول والنوع الثاني) وتحديد أنواع النجوم التي تكون الأسلاف لكل منها.
ومع ذلك ، حتى الآن ، لم يتمكن الفلكيون من تحديد أي نوع من النجوم يؤدي في النهاية إلى مستعر أعظم من النوع Ic - وهو فئة خاصة حيث يتعرض النجم لانهيار اللب بعد تجريده من الهيدروجين والهليوم. ولكن بفضل جهود فريقين من علماء الفلك الذين تفحصوا بيانات أرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي وجد العلماء الآن النجم الذي طال انتظاره والذي يسبب هذا النوع من المستعر الأعظم.
بشكل أساسي ، يُعتقد أن المستعرات الأعظمية من النوع الأول ناتجة عن أنظمة ثنائية تتكون من قزم أبيض ونجم مصاحب يدوران حولًا بشكل وثيق. بمرور الوقت ، سيبدأ القزم الأبيض في سحب المواد من الرفيق حتى يتم الوصول إلى الكتلة الحرجة. بعد ذلك ، يعاني القزم الأبيض المكتظ من الانهيار من الانهيار الأساسي وينفجر في نوبة ساطعة بشكل لا يصدق من المواد والطاقة.
في حالة المستعرات الأعظمية من النوع Ic ، والتي تمثل حوالي 20 ٪ من النجوم الضخمة التي تنفجر من انهيار القلب ، فقد النجم طبقته الخارجية من الهيدروجين ومعظم الهليوم. يعتقد أن هذه النجوم هي من بين أكثر النجوم شهرة - مع ما لا يقل عن 30 كتلة شمسية - وتبقى مشرقة حتى بعد التخلص من طبقاتها الخارجية. لذلك كان من الغموض لماذا لم يتمكن الفلكيون من اكتشاف واحد قبل أن يصبح مستعر أعظم.
لحسن الحظ ، في عام 2017 ، شوهدت مستعر أعظم من النوع Ic داخل مجموعة من النجوم الفتية في المجرة الحلزونية NGC 3938 ، التي تقع على بعد 65 مليون سنة ضوئية تقريبًا. تم الاكتشاف الأولي من قبل علماء الفلك في مراصد تيناغرا في أريزونا ، لكن الفريقين من علماء الفلك تحولوا إلى هابل لتحديد الموقع الدقيق للمصدر.
قام الفريق الأول بقيادة Schuyler D. Van Dyk - أحد كبار الباحثين في مركز المعالجة والتحليل بالأشعة تحت الحمراء (IPAC) من Caltech - بتصوير المستعر الأعظم الصغير في يونيو 2017 مع هابل كاميرا مجال واسع 3 (WFC 3). ثم استخدموا هذه الصورة لتحديد موقع السلف المرشح في الأرشيف هابل الصور التي تم التقاطها من NGC 3938 في ديسمبر 2007.
لاحظ الفريق الثاني ، بقيادة تشارلز كيلباتريك من جامعة كاليفورنيا سانتا كروز ، السوبرنوفا في يونيو 2017 في صور بالأشعة تحت الحمراء باستخدام أحد التلسكوبات التي يبلغ طولها 10 أمتار في دبليو إم. مرصد كيك في هاواي. ثم قام الفريق بتحليل الأرشيف نفسه هابل الصور كفريق فان ديك للكشف عن المصدر المحتمل.
نشر كلا الفريقين دراسات أشارت إلى أن السلف كان عملاقًا أزرقًا على الأرجح يقع في أحد الأذرع الحلزونية لـ NGC 3938. كما أشار فان ديك في بيان صحفي صدر مؤخرا عن وكالة ناسا, "إن العثور على سلف حسن نية من مستعر أعظم Ic هو جائزة كبيرة للبحث السلف. لدينا الآن لأول مرة كائن مرشح تم اكتشافه بوضوح ".
حقيقة أن المستعر الأعظم (المُسمى SN 2017ein) تم اكتشافه في المقام الأول كان أيضًا محظوظًا جدًا ، كما أوضح كيلباتريك:
"لقد كنا محظوظين لأن المستعر الأعظم كان قريبًا وساطعًا جدًا ، أكثر سطوعًا من 5 إلى 10 مرات مقارنة بالمستعرات العظمى من النوع Ic ، والتي ربما جعلت العثور على السلف أسهل. لاحظ علماء الفلك العديد من المستعرات الأعظمية من النوع Ic ، لكنها بعيدة جدًا بحيث لا يستطيع هابل حلها. تحتاج إلى أحد هذه النجوم الضخمة والمشرقة في مجرة قريبة للانطلاق. يبدو أن معظم المستعرات الفائقة من النوع Ic أقل كتلة وبالتالي أقل سطوعًا ، وهذا هو السبب في أننا لم نتمكن من العثور عليها ".
بناءً على تقييمهم للسلف ، قدم كلا الفريقين احتمالين لهوية المصدر. من ناحية ، اقترحوا أنه يمكن أن يكون نجمًا ضخمًا واحدًا يتراوح بين 45 و 55 كتلة شمسية تحترق ساطعة وساخنة جدًا ، مما يتسبب في حرق طبقاتها الخارجية من الهيدروجين والهيليوم قبل خضوعها لانهيار الجاذبية.
الاحتمال الثاني هو أن السلف كان نظامًا ثنائيًا ضخمًا يتكون من نجم يتراوح بين 60 و 80 كتلة شمسية ورفيقًا كان 48 كتلة شمسية. في هذا السيناريو ، تم تجريد النجم الأكثر ضخامة من طبقات الهيدروجين والهيليوم من قبل رفيقه قبل أن ينفجر على أنه مستعر أعظم.
كان الاحتمال الثاني مفاجئًا بعض الشيء ، لأنه ليس ما يتوقعه الفلكيون بناءً على النماذج الحالية. عندما يتعلق الأمر بالمستعرات الأعظمية من النوع الأول ، يتوقع الفلكيون أن تتكون الأنظمة الثنائية من نجوم ذات كتلة أقل ، وعادة ما يكون نجمًا نيوترونيًا مع رفيق ترك تسلسله الرئيسي وتوسع ليصبح عملاقًا أحمر.
لذا فإن اكتشاف هذا السلف قد حل شيئًا غامضًا بالنسبة لعلماء الفلك. لبعض الوقت ، عرفوا أن المستعرات الأعظمية من النوع Ic كانت ناقصة في الهيدروجين والهليوم ولم يكونوا متأكدين من السبب. أحد التفسيرات المحتملة هو أنها جردتها الرياح القوية من الجسيمات المشحونة. ولكن لم يتم العثور على أي دليل على ذلك.
ينطوي الاحتمال الآخر على أزواج ثنائية قريبة من المدار حيث تم تجريد نجم واحد من طبقاته الخارجية قبل أن ينفجر. ولكن في هذه الحالة ، وجدوا أن النجم الذي تم تجريده من المواد لا يزال ضخمًا بما يكفي بحيث انفجر في نهاية المطاف على أنه مستعر أعظم من النوع Ic.
كما أوضح أوري فوكس ، الباحث في معهد علوم تلسكوب الفضاء (STSI) في بالتيمور وعضو فريق فان ديك:
"إن الفصل بين هذين السيناريوهين لإنتاج المستعرات الفائقة من النوع Ic يؤثر على فهمنا للتطور النجمي وتكوين النجوم ، بما في ذلك كيفية توزيع كتل النجوم عند ولادتها ، وعدد النجوم التي تتشكل في الأنظمة الثنائية المتفاعلة. وهذه أسئلة لا يريد علماء الفلك الذين يدرسون المستعرات العظمى فقط معرفتها ، ولكن جميع الفلكيين يسعون وراءها ".
وأشار الفريقان أيضًا إلى أنهما لن يكونا قادرين على تأكيد هوية النجم السلف حتى تتلاشى المستعر الأعظم في غضون عامين تقريبًا. في هذا الوقت ، يأملون في استخدام وكالة ناسا تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) ، الذي من المقرر إطلاقه في عام 2021 ، لمعرفة ما إذا كان السلف لا يزال ساطعًا جدًا (كما هو متوقع) وإجراء قياسات أكثر دقة لسطوعه وكتلته.
هذا الاكتشاف الأخير لا يملأ فقط بعض الثقوب في معرفتنا حول كيفية تصرف بعض النجوم عندما تصل إلى نهاية مرحلة تسلسلها الرئيسية ، ولكنه يوفر أيضًا للفلكيين فرصة لمعرفة المزيد عن تكوين النجوم وتطورها في عالمنا . عندما يصبح التلسكوبات من الجيل التالي متاحة في السنوات القادمة ، يأمل الفلكيون في الحصول على رؤى حيوية لهذه الأسئلة.
ظهرت الدراسة التي قادها فان ديك بعنوان "SN 2017ein والتعرف الأول المحتمل لنوع Ic Supernova السلف" في المجلة الفيزيائية الفلكية فى يونيو. ظهرت الدراسة الثانية ، "سلف محتمل لسوبر نوفا من النوع Ic 2017ein" ، في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية في أكتوبر الماضي.
