تحديد نوع جديد تماما من المستعر الأعظم المولود في اندماج نجمي عنيف!

كشف باحثون أن حطاما ناجما عن انفجار كوني هائل في مجرة ​​تبعد مئات الملايين من السنين الضوئية، ليس مستعرا أعظم عاديا.

ووفقا لتحليل جديد للحدث البعيد، فقد نشأ عن اندماج بين جسمين، أحدهما مضغوطا، إما ثقب أسود أو نجم نيوتروني. والدليل على هذا الحدث، المسمى VT J121001 + 495647، هو أول مستعر أعظم مرصود من نوعه.

وقال عالم الفلك ديلون دونغ، من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: “توقع المنظرون أن هذا قد يحدث، لكن هذه هي المرة الأولى التي نشاهد فيها بالفعل الحدث”.

واكتُشف المستعر الأعظم خلال مسح راديوي للسماء في عام 2017، يسمى مسح الصفيف الكبير جدا للسماء (VLASS). وخلال عملية المسح، التقط VLA مصدرا لاسلكيا متوهجا للغاية لم يظهر في مسح سابق أجري باستخدام التلسكوب نفسه.

وكشفت ملاحظات المتابعة أن مصدر الراديو موجود بالفعل، وكان متسقا مع بقايا مستعر أعظم متوسعة تتفاعل مع الغبار والغاز.

ومع توسع مادة المستعر الأعظم سريع الحركة إلى تلك المادة، تتولد الصدمات والحرارة، ما ينتج عنه إشعاع كهرومغناطيسي شديد السطوع بحيث يمكننا اكتشافه، حتى من المجرات الأخرى. وتتبع دونغ وفريقه VT J121001 + 4959647 إلى مجرة ​​قزمة تبعد 480 مليون سنة ضوئية.

كما درسوا البيانات الأرشيفية لتلك المنطقة من السماء، لتحديد متى يبدأ سطوع VT J121001 + 4959647. ووجدوا مجموعة من الأشعة السينية اللينة التقطت في عام 2014 بواسطة جهاز Monitor of All Sky X-ray Image (MAXI) في محطة الفضاء الدولية.

وساعدت كل هذه الملاحظات للباحثين على إعادة بناء تاريخ المستعر الأعظم. وكنصف نظام ثنائي، فقد يكون خسر جزءا من غازه بمرور الوقت.

ومثل هذه الخسارة الكبيرة في الكتلة المبكرة تكون أكثر اتساقا مع النجم الثنائي من النجم المفرد، حيث تميل الأنظمة الثنائية إلى نقل الكتلة من نجم إلى آخر عندما تقترب من الفناء. وذلك لأن المدار المتحلل للنظام يقربها تدريجيا من بعضها البعض.

واكتُشفت أيضا الأنظمة ذات الكتلة الأعلى، مثل النجوم النيوترونية الثنائية والثقوب السوداء (النوى المنهارة للنجوم تصل إلى أكثر من 30 ضعف كتلة الشمس، على التوالي) عن طريق علم فلك الموجات الثقالية. ولكن المستعر الأعظم الذي أنتج VT J121001 + 4959647 لم يكن هذا النوع من الأحداث.

وبدلا من ذلك، من المحتمل أن يكون النجمان ولدا كثنائي، مع ظهور أحدهما أكبر من الآخر. ونظرا لأن النجوم الأكثر ضخامة تميل إلى أن يكون لها عمر أقصر من النجوم الأصغر، فقد وصل النجم المتشعب إلى نهاية حياته أولا، حيث انهار إلى نجم نيوتروني أو ثقب أسود.

وعندما اقترب الجسمان تدريجيا من بعضهما البعض في مدارهما المتحلل، بدأ هذا النجم الميت المضغوط في التهام المواد من نظيره. ولكن هذه ليست عملية جيدة، حيث تُقذف المواد من النجم الأخف في كل اتجاه، مكونة طارة من مادة تدور حول كلا النجمين. ويعتقد الفريق أن هذه العملية بدأت منذ حوالي 300 عام، من وجهة نظرنا.

وفي نهاية المطاف، اندمج النجمان، ووصل الجسم الضخم المضغوط وعطل قلب نظيره، وقاطع عملية الاندماج التي توفر الضغط الخارجي، وتسبب في انهيار اللب – مستعر أعظم. ولكن، مع انهيار النواة، شكلت لفترة وجيزة قرصا تراكميا حول النجم الدخيل، وأطلقت أشعة نفاثة اخترقت الشق وخرجت إلى الفضاء.

وهذا هو ما أنتج الأشعة السينية النفاثة التي رصدها MAXI. وكان الوهج الراديوي الذي اكتشفه VLASS ناتجا عن مقذوفات من المستعر الأعظم، والتي انفجرت في الفضاء بسرعة أكبر بكثير من حدث فقدان الكتلة السابق. وعندما اصطدمت المستعرات العظمى بالمادة السابقة، سببت التوهج.

أما بالنسبة إلى النجم المتفجر، فربما كان موته بواسطة المستعر الأعظم مسألة وقت فقط – حيث إن التعرض للاصطدام بالجسم من قبل نواة نجمية ميتة أدى فقط إلى تسريع العملية، كما قال الباحثون.

وقال عالم الفلك غريغ هالينان من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: “كل قطع هذا اللغز تتلاءم معا لتخبرنا هذه القصة المذهلة”.

ونشر البحث في مجلة Science.

المصدر: ساينس ألرت