نجم ألمع المستعر الأعظم على الإطلاق عن طريق قزم أبيض يتصاعد إلى عملاق أحمر

Send

المستعرات الأعظمية فائقة الإضاءة هي ألمع الانفجارات في الكون. في غضون بضعة أشهر فقط ، يمكن للمستعر الأعظم فائق الإضاءة أن يطلق قدرًا كبيرًا من الطاقة التي ستطلقها شمسنا طوال حياتها. وفي ذروتها ، يمكن أن تكون مشرقة مثل المجرة بأكملها.

واحدة من أكثر النجوم المستعرة فائقة الإضاءة (SLSN) التي تمت دراستها تسمى SN 2006gy. أصله غير مؤكد ، ولكن الآن يقول الباحثون السويديون واليابانيون أنهم ربما اكتشفوا سبب ذلك: تفاعل كارثي بين قزم أبيض وشريكه الضخم.

تقع SN 2006gy على بعد حوالي 238 مليون سنة ضوئية ، في كوكبة بيرسيوس. إنه في المجرة الحلزونية NGC 1260. تم اكتشافه في عام 2006 كما يظهر اسمه ، وقد تمت دراسته من قبل فرق من علماء الفلك باستخدام مرصد تشاندرا للأشعة السينية ومرصد كيك وغيرها.

"كان هذا انفجارًا وحشيًا حقًا ، أكثر نشاطًا بمائة مرة من المستعر الأعظم النموذجي."
ناثان سميث ، جامعة كاليفورنيا في بيركلي

عندما تم اكتشاف SN 2006gy ، كان ناثان سميث من جامعة كاليفورنيا في بيركلي يقود فريقًا من علماء الفلك من جامعة كاليفورنيا وجامعة تكساس في أوستن. قال سميث: "كان هذا انفجارًا وحشيًا بحق ، أكثر نشاطًا بمائة مرة من المستعر الأعظم النموذجي". "هذا يعني أن النجم الذي انفجر ربما يكون بأكبر حجم يمكن أن يحصل عليه النجم ، حوالي 150 مرة من نجم الشمس. لم نر ذلك من قبل ".

يعتقد علماء الفلك في ذلك الوقت أن هذه الأنواع من النجوم كانت موجودة في الغالب في أوائل الكون. لذا فإن مشاهدة هذا الإنفجار أعطى الفلكيين نظرة نادرة على أحد جوانب الكون المبكر.

لم يكن فقط ناتج الطاقة من SN 2006gy هو الذي جذب الانتباه. يعرض SLSN بعض خطوط الانبعاثات الغريبة التي حيرت الفلكيين. يعتقد فريق من الباحثين الآن أنهم اكتشفوا ما وراء SN 2006gy. ورقتهم تحمل عنوان "مستعر أعظم من النوع Ia في قلب SN 2006gy فائقة السطوع العابر". نشر في مجلة ساينس.

ويضم الفريق باحثين من جامعة ستوكهولم في السويد وزملاء في جامعة كيوتو وجامعة طوكيو وجامعة هيروشيما. رأى الفريق خطوط انبعاث الحديد التي ظهرت فقط بعد عام واحد من السوبرنوفا. اكتشفوا عدة نماذج لشرح الظاهرة ، واستقروا على واحدة.

"لم يختبر أحد لمقارنة الأطياف من الحديد المحايد ، أي الحديد الذي تحتفظ به جميع الإلكترونات ، مع خطوط الانبعاث غير المحددة في SN 2006gy ، لأن الحديد يتأين عادةً (يتم إزالة إلكترون واحد أو أكثر). لقد جربناها ورأيناها بإثارة كيف يصطف الخط تلو الآخر كما هو الحال في الطيف المرصود ، كما يقول أندرس جيركستراند ، قسم علم الفلك ، جامعة ستوكهولم.

"أصبح الأمر أكثر إثارة عندما اتضح بسرعة أن هناك حاجة إلى كميات كبيرة جدًا من الحديد لصنع الخطوط - على الأقل ثلث كتلة الشمس - التي استبعدت مباشرةً بعض السيناريوهات القديمة وبدلاً من ذلك كشفت سيناريو جديد".

تضمنت النجم الجديد نجمًا يتحول إلى مستعر أعظم ويتفاعل مع قشرة كثيفة موجودة مسبقًا من مادة نجمية.

وفقًا لنتائج الفريق ، بدأ SN 2006gy كنجم مزدوج. كان أحد النجوم قزمًا أبيض مشابهًا لحجم الأرض. والنجم الثاني كان نجمًا ضخمًا وغنيًا بالهيدروجين بحجم كبير مثل مجموعتنا الشمسية. كان الزوجان في مدار ضيق.

كان النجم الأكبر في المراحل الأخيرة من التطور ، وكان يتوسع مع إشعال وقود جديد. مع توسع غلافه ، تم سحب القزم الأبيض إلى النجم الأكبر ، متصاعدًا نحو المركز.

خلال دوامة القزم الأبيض ، طرد النجم الأكثر ضخامة بعضًا من غلافه. حدث ذلك قبل أقل من قرن من حدوث المستعر الأعظم. في نهاية المطاف ، وصل القزم الأبيض إلى المركز وأصبح غير مستقر. ثم انفجرت على أنها مستعر أعظم من النوع Ia. عندما انفجرت المستعر الأعظم ، اندلعت المادة في الظرف المطرود. أنتج هذا التصادم العملاق ناتج الضوء الشديد SN 2006gy وخطوط الانبعاث الغريبة.

يقول أندرس جيركستراند: "يبدو أن المستعر الأعظم من النوع Ia وراء SN 2006gy ينقلب رأساً على عقب ما اعتقد معظم الباحثين".

"إن وجود قزم أبيض يمكن أن يكون في مدار قريب مع نجم ضخم غني بالهيدروجين ، وينفجر بسرعة عند السقوط إلى المركز ، يقدم معلومات جديدة مهمة لنظرية تطور النجم المزدوج والظروف اللازمة لانفجار قزم أبيض."

كانت SN 2006gy مشرقة للغاية ، ولكن البعض الآخر اقترب.

مستعر أعظم آخر ، SN 2005ap ، كان أكثر سطوعًا من SN 2006gy ، ولكن فقط في ذروته. استمر ذروة سطوع SN 2005ap لبضعة أيام فقط. ثم هناك SN 2015L (وتسمى أيضًا ASASSN-15lh) التي كانت أكثر إشراقًا. على الرغم من أنها تبدو مستعرًا فائقًا للغاية ، إلا أن طبيعتها لا تزال محل نزاع. في ذروة السطوع ، كان SN 2015L أكثر سطوعًا بمقدار 570 مليار مرة من الشمس ، وأكثر سطوعًا 20 مرة من الضوء المجمع المنبعث من درب التبانة.