عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
مصدر الصورة: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration, CXC/SAO/JPL-Caltech/Steward/O. كراوس وآخرون، وNRAO/AUI
لقد وصل مرفق زويكي العابر إلى مرحلة لا تصدق: فقد صنف أكثر من 10000 انفجار كوني يمثل موت النجوم الضخمة وجنون التغذية لبقايا النجوم مصاصي الدماء. هذه الأحداث، التي تسمى المستعرات الأعظم، هي بلا شك من أكثر الأحداث المخيفة والأقوى في الكون.
منذ عام 2012، اكتشفت البشرية ما يقرب من 16000 مستعر أعظم. ويعد مرفق زويكي العابر (ZTF)، الذي بدأ عملياته في عام 2017 باستخدام التلسكوب مقاس 48 بوصة في مرصد بالومار، مسؤولاً عن ما يقرب من ثلثي هذه الاكتشافات. وهذا يجعله أكبر مساح للمستعرات الأعظم وأكثره نجاحًا حتى الآن.
وقال كريستوفر فريملنغ، عالم الفلك بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، في بيان: “هناك تريليونات من النجوم في الكون، وفي كل ثانية تقريبًا، ينفجر أحدها”. “إن الوصول إلى 10000 تصنيف أمر مذهل، ولكن ما يجب أن نحتفل به حقًا هو التقدم المذهل الذي أحرزناه في قدرتنا على تصفح الكون بحثًا عن العابرين، أو الأشياء التي تتغير في السماء، والعلوم التي ستمكننا بياناتنا الغنية من تحقيقها.”
فريملنج هو قائد المسح العابر الساطع، وهو مسعى يستخدم ZTF لاكتشاف وتصنيف المستعرات الأعظم الجديدة.
ينفجر الجرم السماوي البرتقالي في وميض أزرق متوسع
ربما لا ينبغي أن يكون مفاجئًا أن يكون ZTF ثوريًا جدًا في علم المستعرات الأعظم لأنه له نسب حتى في اسمه. تم تسمية المشروع على اسم عالم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا فريتز زويكي.
في ثلاثينيات القرن العشرين، بدأ زويكي في رصد الانفجارات الكونية باستخدام تلسكوب صغير من المرتفعات المتجمدة لجبل بالومار بالقرب من سان دييغو. بحلول الأربعينيات من القرن الماضي، نقل زويكي بحثه عن المستعرات الأعظم إلى تلسكوب صامويل أوشين مقاس 48 بوصة في مرصد بالومار، جنبًا إلى جنب مع مساعده والتر بادي.
اكتشف زويكي وبادي معًا عددًا كبيرًا من هذه الانفجارات، وصاغوا مصطلح “المستعر الأعظم” لوصفها. بعد اكتشافه أكثر من 120 مستعرًا أعظم خلال حياته المهنية، احتفظ زويكي، الذي توفي عام 1974، بالرقم القياسي لصيد هذه الانفجارات النجمية حتى عام 2009. والآن، تواصل منشأة صيد المستعرات الأعظم التي تحمل اسم زويكي عمله في تسجيل الأرقام القياسية.
لماذا يهم تصنيف المستعرات الأعظم
لا يقوم ZTF بمطاردة المستعرات الأعظم فحسب. وهذا المشروع قادر على الكشف عن مجموعة من الأحداث الفلكية العابرة، وهي أحداث تحدث ثم تتلاشى من السماء.
تشمل الأحداث العابرة التي يتتبعها ZTF الكويكبات سريعة الحركة في النظام الشمسي، والثقوب السوداء التي تمزق النجوم وتلتهمها فيما يسمى بأحداث اضطراب المد والجزر (TDEs)، والنجوم المتصادمة التي تندمج في النهاية.
يكتشف ZTF مئات الآلاف من هذه الأحداث العابرة كل ليلة. بمجرد التحقق منها، يتم إرسال هذه الاكتشافات إلى قاعدة بيانات فلكية تسمى “Transient Name Server”. ومن هناك، أصبحت متاحة للمجتمع الفلكي ككل. ويتيح ذلك لعلماء الفلك متابعة اكتشاف المستعرات الأعظم باستخدام مجموعة من التلسكوبات حول العالم.
يقول مانسي كاسليوال، الباحث الرئيسي في ZTF وعالم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، إن “اسم اللعبة” بالنسبة لـ ZTF الذي يدرس المستعرات الأعظم هو الحصول على الأطياف.
وقالت: “الاكتشاف ليس سوى الخطوة الأولى”. “إن الأطياف هي العملة الأكثر قيمة في هذا المجال. فأنت لا تعرف فيزياء وكيمياء الجسم بدون ذلك.”
إن الحصول على طيف الضوء من هذه المستعرات الأعظمية يسمح للعلماء بتحديد مجموعة من الخصائص. يتضمن ذلك بعدها عن الأرض، والتركيبة الكيميائية للنجوم التي انفجرت منها، والأهم من ذلك، نوع المستعر الأعظم الذي شهده ZTF.
تم استخدام خوارزمية التعلم الآلي لتصنيف 1000 مستعر أعظم من البيانات التي جمعها مرصد بالومار التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
يشار إلى المستعرات الأعظم التي ترتبط بموت النجوم الضخمة باسم المستعرات الأعظم المنهارة. وتحدث عندما ينفد وقود النجوم الضخمة من أجل الاندماج النووي، ويتوقف التدفق الخارجي للطاقة الذي يدعمها ضد دفع الجاذبية إلى الداخل.
ينهار قلب النجم الضخم لتكوين نجم نيوتروني أو ثقب أسود. يرسل هذا الانهيار موجات صادمة تموج في الطبقات الخارجية للنجم، مما يتسبب في انهيار مستعر أعظم.
يُظهر الرسم التوضيحي نجمًا برتقاليًا ساطعًا يتغذى على نجم مصاحب قريب من اللون الأبيض.
يحدث نوع آخر من المستعرات الأعظم عندما تقوم بقايا نجم ميت بالفعل، وهو قزم أبيض، بتجريد المواد بعيدًا عن النجم المرافق. تتراكم هذه المادة على سطح القزم الأبيض، مما يؤدي إلى انفجار نووي حراري، والذي يُنظر إليه على أنه مستعر أعظم من النوع Ia.
عادة ما تؤدي هذه العملية إلى محو القزم الأبيض، ولكن هناك أحداث نادرة تسمى المستعرات الأعظم من النوع Iax حيث تعيش البقايا النجمية على شكل “نجم زومبي” مدمر.
من المهم للغاية تحديد المستعرات الأعظم من النوع Ia لأنها أداة فلكية حاسمة. نظرًا لأن ناتج الضوء الناتج عن الانفجارات من النوع Ia موحد جدًا، فإنها تُعرف باسم “الشموع القياسية”، ويمكن استخدامها كمعالم رئيسية على عصا قياس كونية عملاقة.
نجم منفجر بعيد مشوه إلى أربع نقاط حمراء
ومع ذلك، فإن ZTF لا يقوم فقط بمطاردة المستعرات الأعظم لمنشآت أخرى للتعرف عليها. باستخدام اثنين من أجهزة قياس الطيف في مرصد بالومار، يمكن لمشروع ZTF أيضًا تصنيف المستعرات الأعظم الخاصة به والمستعرات الأعظم التي تم اكتشافها بواسطة منشآت أخرى.
وقال فريملنج: “عندما بدأنا هذا المشروع، لم نكن نعرف عدد علماء الفلك الذين سيتابعون اكتشافاتنا”. “إن رؤية هذا العدد الكبير من الأشخاص هي شهادة على سبب قيامنا ببناء ZTF: مسح السماء بأكملها بحثًا عن الأجسام المتغيرة ومشاركة تلك البيانات في أسرع وقت ممكن مع علماء الفلك حول العالم.”
كان أحد أكبر إنجازات المشروع هو اكتشاف المستعر الأعظم زويكي (SN Zwicky)، وهو انفجار كوني مشوه بتأثير يسمى “عدسة الجاذبية”، مما سمح له بالظهور أربع مرات في نفس الصورة.
“كنت أراقب تلك الليلة وأذهلت تمامًا عندما رأيت الصورة المُعدسة لـ SN Zwicky” ، أوضح فريملنج في قصة إخبارية لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا العام الماضي. “نحن نلتقط ونصنف الآلاف من العابرين باستخدام مسح Bright Transient Survey، وهذا يمنحنا قدرة فريدة على العثور على ظواهر نادرة جدًا مثل SN Zwicky.”
قصص ذات صلة:
– قد يظهر “نجم جديد” في السماء في أي ليلة الآن. وإليك كيفية رؤية Blaze Star يشتعل
— مستعر نادر يشعل “نجمًا جديدًا” في السماء هذا العام. وإليك كيفية رؤيتها
– دليل على “المستعر المتكرر” الغامض الذي يمكن أن يظهر مرة أخرى في عام 2024، الموجود في مخطوطة من العصور الوسطى تعود إلى عام 1217
للمضي قدمًا بعد هذا الإنجاز، ستستمر البيانات الصادرة عن ZTF في مساعدة علماء الفلك في الإجابة على الأسئلة حول حياة النجوم وموتها، وقد تساعد أيضًا في حل لغز الطاقة المظلمة، وهي القوة المجهولة التي تحرك تسارع توسع الكون.
إن إرث زويكي في علم المستعرات الأعظم في أيدٍ أمينة.