التقط العلماء اللحظة التي تندلع فيها موجة الصدمة لانفجار المستعر الأعظم عبر سطح نجم محكوم عليه بالفشل للمرة الأولى، مما يكشف عما يبدو أنه تفجير متماثل بشكل مدهش.
لقد كانت رؤية هذه اللحظة بالتفصيل أمرًا بعيد المنال في السابق لأنه أمر نادر الحدوث سوبر نوفا ليتم رصدها في وقت مبكر بما فيه الكفاية وتدريب التلسكوبات عليها – وعندما يحدث ذلك، ينفجر نجم لقد كان بعيدا جدا.
وسرعان ما طلب هو وفريقه الدولي من زملائه من الصين وأوروبا والشرق الأوسط والولايات المتحدة بعض الوقت للعمل تلسكوب كبير جداً (VLT) في المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) في تشيلي لمشاهدة المستعر الأعظم. بعد ستة وعشرين ساعة من اكتشاف المستعر الأعظم بواسطة كاميرات النظام العالمي للإنذار الأخير بتأثيرات الكويكبات الأرضية (ATLAS)، كان VLT يوفر البيانات.
وقال أحد هؤلاء الزملاء، ديتريش بادي، من المرصد الأوروبي الجنوبي: “لقد التقطت عمليات رصد VLT الأولى المرحلة التي تسارعت خلالها المادة بسبب الانفجار بالقرب من مركز النجم الذي انطلق عبر سطح النجم”. إفادة. “لبضع ساعات، يمكن ملاحظة هندسة النجم وانفجاره معًا.”
كان النجم الذي تحول إلى مستعر أعظم عملاقًا أحمر ضخمًا يتراوح حجمه بين 12 و 15 مرة كتلة شمسنا. تموت مثل هذه النجوم عندما لا تعود قادرة على الإنتاج الاندماج النووي ردود الفعل في قلبها، مما يدفع القلب إلى الانهيار بفعل الجاذبية ليشكل أ نجم نيوتروني. وتتساقط عليه طبقات النجم المحيطة بالنجم، ثم ترتد إلى الخارج، مما يؤدي إلى انفجار يؤدي إلى تمزق النجم. بدأ النجم، الذي تمزق من الداخل إلى الخارج، في السطوع بشكل كبير، ولكن نظرًا لأن العملاق الأحمر العملاق ضخم جدًا، حيث يبلغ نصف قطره 250 مليون كيلومتر (217 مليون ميل) أو 500 مرة نصف قطر الشمس، فقد استغرق الأمر حوالي يوم واحد حتى تندلع موجة الصدمة هذه عبر سطحه المرئي.
كانت هذه هي اللحظة التي كان ينتظرها يانغ وبادي وزملاؤهما. ولو أنهم وصلوا إليه في اليوم التالي، لكانوا قد فاتتهم. إن رؤية لحظة اندلاع الصدمة أمر حيوي لفهم كيفية تفجير النجم لنفسه.
على الرغم من أن المستعر الأعظم نفسه لا يمكن حله كنقطة ضوء، إلا أن استقطاب ذلك الضوء يحمل أدلة حول هندسة الاختراق.
وقال يانغ: “إن هندسة انفجار المستعر الأعظم توفر معلومات أساسية عن التطور النجمي والعمليات الفيزيائية التي تؤدي إلى هذه الألعاب النارية الكونية”.
وباستخدام مطياف FORS2 الخاص بـ VLT، استخدم الفريق تقنية مراقبة تسمى قياس الاستقطاب الطيفي لقياس هذا الاستقطاب.
قال عضو آخر في الفريق، ليفان وانغ Lifan Wang من جامعة تكساس إيه آند إم: “يقدم القياس الطيفي معلومات حول هندسة الانفجار التي لا تستطيع أنواع المراقبة الأخرى تقديمها لأن المقاييس الزاوية صغيرة جدًا”.
وأظهر القياس أن شكل انفجار الاختراق كان مسطحا مثل الزيتون أو العنب. لكن الأمر المهم هو أن الانفجار انتشر بشكل متناظر، واستمر في ذلك حتى عندما اصطدم بحلقة من المواد المحيطة بالنجم.
وقال يانغ: “تشير هذه النتائج إلى آلية فيزيائية مشتركة تدفع إلى انفجار العديد من النجوم الضخمة، والتي تظهر تناظرًا محوريًا محددًا جيدًا وتعمل على نطاقات واسعة”.
ستسمح النتائج لعلماء الفلك باستبعاد بعض النماذج وتعزيز نماذج أخرى تصف ما يحرك موجة الصدمة في انفجار المستعر الأعظم.
على وجه الخصوص، تشير بعض النماذج إلى أن موجة الصدمة يمكن أن تكتسب الطاقة عن طريق امتصاص جسيمات غريبة تسمى النيوترينوات وهي تشق طريقها للخروج من قلب النجم إلى سطح النجم. ومع ذلك، فإن امتصاص النيوترينو يجب أن يؤدي إلى انفجارات غير متماثلة إلى حد كبير، وهو ما لا يبدو أنه هو الحال هنا. وفي المناسبات التي يُنظر فيها، في مرحلة لاحقة، إلى انفجارات المستعرات الأعظم على أنها غير متماثلة، يقترح فريق يانغ أنه يمكن أن تكون مجالات مغناطيسية قوية تشكل عدم التماثل بدلاً من النيوترينوات.
نُشرت نتائج SN 2024ggi في 12 نوفمبر في مجلة Science Advances، والمقالة متاحة على موقع Science Advances. موقع إسو.
التعليقات