الملخص:
تمثل بقايا نجم انفجر قبل حوالي 850 عامًا تحديًا للفهم التقليدي لدى الناس لانفجارات المستعرات الأعظم. استخدم فريق بحث دولي تلسكوب جيميني نورث للحصول على أوضح الصور الرصدية حتى الآن، واكتشف أن هناك عددًا كبيرًا من هياكل الغاز التي لم يتم حلها سابقًا مخبأة داخل بقايا المستعر الأعظم الشهير Pa 30. والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أن النجم الذي تسبب في الانفجار لم يتم تدميره بالكامل، ولكنه بقي على قيد الحياة حتى يومنا هذا.
يبعد Pa 30 حوالي 7500 سنة ضوئية عن الأرض. يُظهر محيطه الخارجي شكلاً شعاعيًا مشابهًا لزهرة الهندباء، لذا فقد جذب انتباه علماء الفلك منذ فترة طويلة. تم اكتشاف هذا الهدف في الأصل من قبل عالم مواطن في عام 2013. وفي وقت لاحق، قرر علماء الفلك أنه مرتبط بانفجار سوبر نوفا تم تسجيله في عام 1181 م. وتم تسجيل هذا الحدث الفلكي بشكل مستقل من قبل علماء الفلك من الصين واليابان والمنطقة العربية. وبهذا التأكيد، يصبح Pa 30 واحدًا من خمسة مستعرات عظمى تاريخية فقط تم توثيقها بوضوح قبل اختراع التلسكوبات والتي تم العثور على بقايا نظير لها في النهاية.
شارك في قيادة البحث تيم كننغهام من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية وإيلاريا كايازو، الأستاذة المساعدة في معهد العلوم والتكنولوجيا في النمسا (ISTA)، وتم نشر النتائج في مجلة الفيزياء الفلكية.
استخدم فريق البحث تلسكوب جيميني نورث في مونا كيا بهاواي لإجراء عمليات رصد عالية الدقة لـ Pa 30. ومن خلال تحليل الأطوال الموجية المحددة للضوء المنبعث من الكبريت المتأين والأكسجين المتأين بشكل مضاعف، تمكن الباحثون من مراقبة البنية الداخلية للآثار بدقة غير مسبوقة.
تظهر النتائج أن الصورة الجديدة تكشف حوالي عشرة أضعاف عدد هياكل الغاز الشبيهة بالخيوط عما تم رصده سابقًا. وبدلاً من التدفق السلس والمستمر، تتكون هذه الهياكل من عقد كبيرة من الغازات المتراصة بإحكام، مثل اللآلئ الموجودة في خيط.
وقال كايازو إنه نظرًا لأن Pa 30 قريب نسبيًا من الأرض، فيمكن للعلماء رؤية مثل هذه التفاصيل الغنية. وأشارت إلى أن حجم كل عقدة غازية كبير للغاية، وحتى مساحة النظام الشمسي الممتدة من الشمس إلى مدار نبتون يمكن أن تستوعب بسهولة أكثر من عشرة منها. إن الاتساق في شكل وحجم عقد الغاز هذه مثير للدهشة بشكل خاص. ويأمل الفريق البحثي في تفسير آلية تكوينها من خلال النماذج النظرية في المستقبل.
وأكد البحث أيضًا أن النجم الموجود في وسط الأثر هو "نجم زومبي" نجا من انفجار مستعر أعظم من النوع Iax.
المستعر الأعظم من النوع Iax هو حدث انفجار غير مكتمل نادر للغاية. على عكس المستعرات الأعظمية التقليدية التي تدمر النجم تمامًا، فإن هذا النوع من الانفجارات يترك وراءه نواة متبقية. يُعد Pa 30 حاليًا بقايا المستعر الأعظم من النوع Iax الوحيد في درب التبانة. على الرغم من أن العلماء قد وجدوا أجسامًا مماثلة في مجرات أخرى، إلا أن Pa 30 هي الحالة الوحيدة التي تم فيها ملاحظة نجم على قيد الحياة بشكل مباشر.
اعتقدت الأبحاث السابقة أن Pa 30 ربما تكون قد تشكل نتيجة اصطدام نجمين قزمين أبيضين. الأقزام البيضاء هي بقايا النجوم عالية الكثافة التي تطورت، بحجم قريب من حجم الأرض ولكن كتلتها كبيرة للغاية. عندما يصطدم قزمان أبيضان، يمكن أن يؤديا إلى انفجار مستعر أعظم نادر من النوع Iax.
في العديد من أحداث المستعرات الأعظم، نظرًا لأن الانفجار ليس متماثلًا تمامًا، فإن الأجسام الباقية عادة ما تكتسب سرعة تشبه سرعة "الارتداد" ويتم دفعها بعنف بعيدًا عن مركز الانفجار. ومع ذلك، وجد فريق البحث أن النجوم الباقية في Pa 30 تقع بالضبط تقريبًا في مركز السديم، وأن سرعات حركتها الجانبية بطيئة للغاية.
أوضح كايازو أن الحفاظ على الزخم في الفيزياء يعني أنه إذا كانت عملية الانفجار متناظرة للغاية، فيجب أن تحافظ المادة المقذوفة أيضًا على توزيع متماثل، ولن يكتسب النجم المتبقي سرعة ارتداد كبيرة. أظهرت قياسات الفريق أن الحد الأعلى للسرعة الجانبية للنجم كان صغيرًا جدًا لدرجة أنه بالكاد يمكن رؤيته وهو يغادر موقع الانفجار.
يوفر هذا الاكتشاف أدلة مهمة لفهم كيفية تشكل المستعرات الأعظم من النوع Iax.
على الرغم من ندرة المستعرات الأعظم من النوع Iax، يعتقد الباحثون أنه قد يكون هناك العديد من هذه الآثار المخبأة في درب التبانة. وأشار كانينغهام إلى أن تاريخ تسجيل البشر بشكل موثوق لأحداث الانفجارات النجمية لا يتجاوز نحو ألف عام، لذلك لا يمكن استبعاد أن هناك عددا كبيرا من الأهداف المماثلة التي لم يتم اكتشافها بعد، ولكنها فقط مختبئة في المناطق المظلمة في أعماق درب التبانة.
وقال إن العلماء محظوظون للغاية لأنهم قادرون على دراسة مثل هذا الجرم السماوي الخاص الآن، لأن هذا الانفجار لم يحدث في فترة تاريخية فحسب، بل ترك أيضًا سجلات مراقبة مستقلة من حضارات متعددة، مما يوفر إحداثيات زمنية قيمة لعلم الفلك الحديث.
يعتقد فريق البحث أنه مع استمرار استخدام جيل جديد من التلسكوبات الكبيرة، من المتوقع أن يكتشف البشر أنظمة "نجم الزومبي" المماثلة. وفي الوقت نفسه، سيصبح Pa 30 أيضًا عينة مرجعية مهمة لتحديد مثل هذه الأشياء.
في الوقت الحاضر، لا يزال هناك العديد من الألغاز التي لم يتم حلها في Pa 30، مثل كيفية تشكيل عقد الغاز ذات الهياكل الموحدة للغاية. ويأمل الباحثون في استخدام المزيد من الملاحظات المتعمقة وتحليل البيانات الضخمة في المستقبل لفحص الأهداف المرشحة في درب التبانة والمجرات القريبة.
وقال كانينغهام إن علم الفلك الحديث دخل عصر البيانات الضخمة، وستساعد الخصائص الفريدة التي يعرضها Pa 30 الباحثين في العثور على المزيد من الآثار المشابهة من بيانات المراقبة الضخمة.
وأشار كايازو إلى أنه مع زيادة مسافة المراقبة، ستصبح الإشارات السماوية أضعف وأكثر صعوبة في حلها. على الرغم من أنه يمكن اكتشاف المستعرات الأعظم من النوع Iax في المجرات البعيدة، إلا أن بقاياها غالبًا ما تكون غير محددة. ولذلك، فإن الهدف القريب نسبيًا والمحفوظ جيدًا مثل Pa 30 له قيمة خاصة. وفي المستقبل، يخطط فريق البحث لاستخدام الخصائص الفريدة لـ Pa 30 لمواصلة البحث عن المزيد من النجوم التي انفجرت لكنها نجت في مجرة درب التبانة والمجرات المحيطة بها.
التعليقات