لقد اكتشف العلماء أدلة قوية على أن البعض نجوم ضخمة أنهوا وجودهم بأنين، وليس بضجة، ويغرقون في الثقب الأسود من صنعهم دون ضوء وغضب أ سوبر نوفا.
لكي نفهم سبب أهمية ذلك، يجب أن نبدأ بدورة مكثفة حول تطور النجوم. النجوم تولد الطاقة من خلال الاندماج النووي العمليات التي تجري في قلبها والتي من خلالها تحول الهيدروجين إلى هيليوم. عندما النجوم مع ما لا يقل عن ثمانية أضعاف كتلة شمسنا عند نفاد إمدادات الهيدروجين، تبدأ تفاعلات الاندماج التي تتضمن عناصر أخرى بدلاً من ذلك – الهيليوم والكربون والأكسجين وما إلى ذلك، حتى ينتهي بهم الأمر إلى نواة خاملة من الحديد تتطلب طاقة أكبر من الطاقة التي يمكن وضعها في تفاعل الاندماج ينتج. في هذه المرحلة، تتوقف تفاعلات الاندماج، ويتبخر إنتاج الطاقة التي تحمل النجم. وفجأة، أصبح للجاذبية حرية التصرف وتسببت في انهيار النواة، في حين ارتدت الطبقات الخارجية للنجم عن النواة المنكمشة وانفجرت نحو الخارج، مما أدى إلى ظهور مستعر أعظم يمكن أن يلمع أحيانًا أكثر سطوعًا من نجم كامل لبضعة أسابيع. galaxy.
وفي الوقت نفسه، يشكل القلب المنهار جسمًا مضغوطًا. غالبًا ما يكون هذا الكائن يدور النجم النيوتروني يسمى ب النجم النابض – ولكن في ظل ظروف معينة، يمكن أن يكون ثقبًا أسودًا ذا كتلة نجمية. هذه هي القصة القياسية للجداول الزمنية النجمية. ومع ذلك، بدأ علماء الفلك الآن في التوصل إلى فكرة أن بعض النجوم التي تنتج ثقوبًا سوداء قد تفعل ذلك بدون انفجار سوبر نوفا.
متعلق ب: عاد أحد أكثر النجوم الميتة “تطرفًا” في الكون إلى الحياة بشكل غير متوقع
وقد لاحظ الباحثون في بعض الأحيان حدوث المستعرات الأعظم الفاشلة – النجوم التي تبدأ في السطوع كما لو كانت على وشك الانفجار، لكنها تتعثر وتموت. في مكان آخر، دراسات لوحات التصوير الفوتوغرافي القديمة كجزء من التلاشي وظهور الأجسام خلال قرن من الملاحظات عثر مشروع (VASCO)، بقيادة بياتريس فيلارويل، على عشرات النجوم على تلك اللوحات القديمة التي لم تعد تُرى بعد الآن؛ يبدو الأمر كما لو أنهم اختفوا دون أن يتركوا أثرا.
هل يمكن لهذه المستعرات الأعظمية الفاشلة والنجوم المتلاشية أن تكون دليلاً على أن النجوم تنجذب بالكامل تقريبًا إلى الثقب الأسود الذي تشكله قبل أن تتاح لها فرصة الانفجار؟ حسنًا، ربما يعتقد بعض العلماء.
وقال أليخاندرو فيجنا جوميز من معهد ماكس بلانك: “إذا وقف أحدهم محدقًا في نجم مرئي يمر بانهيار كامل، فقد يكون الأمر، في الوقت المناسب، مثل مشاهدة نجم ينطفئ فجأة ويختفي من السماء”. للفيزياء الفلكية في ألمانيا في أ إفادة. “لقد لاحظ علماء الفلك في الواقع الاختفاء المفاجئ للنجوم الساطعة في الآونة الأخيرة.”
على الرغم من أن الفكرة لا تزال مجرد نظرية، إلا أنها تمتلك الآن أدلة داعمة قوية في شكل نظام ثنائي غريب درسه فيجنا غوميز وفريقه. كان النظام المعين VFTS 243 تم اكتشافه في عام 2022 ويتواجد في سديم الرتيلاء الذي يقع في سحابة ماجلان الكبرى; فهو يحتوي على نجم كتلته 25 كتلة شمسية، وثقب أسود كتلته 10 كتل شمسية، لا بد أن يكون قد أنتجها نجم ضخم وصل إلى نهاية حياته مؤخرًا نسبيًا، من الناحية الكونية.
قال فيجنا-جوميز: “يعد VFTS 243 نظامًا استثنائيًا”. “على الرغم من حقيقة أن VFTS 243 يحتوي على نجم انهار إلى ثقب أسود، إلا أنه لم يتم العثور على آثار انفجار في أي مكان.”
على سبيل المثال، مدارات النجم والثقب الأسود في VFTS 243، حول مركز كتلتهما المشترك، لا تزال دائرية تقريبًا. ومع ذلك، فإن انفجارات المستعرات الأعظم غير متماثلة، حيث يتم إنتاج طاقة أكثر بقليل في اتجاه واحد أكثر من الاتجاه الآخر، مما يجب أن يعطي الجسم المضغوط الذي يشكل “ركلة الولادة”. مثل هذه الركلة ستؤدي إلى تسريع الجسم المضغوط، مما يؤدي إلى اتساع مداره واستطالته أكثر. عادة، تتراوح سرعة هذه الركلة بين 30 و100 كيلومتر (19 و62 ميلًا) في الثانية، ومع ذلك، تم ركل الثقب الأسود في VFTS 243، على الأكثر، بمقدار أربعة كيلومترات فقط (2.5 ميل) في الثانية.
وقد لوحظت عواقب ركلات الولادة من قبل في النجوم النابضة، ولكن لم يسبق لها مثيل في الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية. ومن المحتمل جدًا أن يخبرنا هذا شيئًا عن كيفية تشكل الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية، ويعد VFTS 243 أوضح نظرة حتى الآن على نتائج هذه العملية.
ركلات الولادة هي نتاج ثلاثة أشياء: طرد الحطام من النجم المنفجر، انفجار النيوترينوات من قلب النجم المنهار، و موجات الجاذبية. ومع ذلك، إذا لم يكن هناك مستعر أعظم، فلن يكون هناك حطام، ولم يتبق سوى النيوترينوات وموجات الجاذبية لتوفير ركلة أصغر بكثير – وهو بالضبط ما نراه في VFTS 243.
إذا كان هذا صحيحًا، فهذا يعني أن العديد من النجوم الأكثر ضخامة في الكون، والتي تتألق بشدة، تنتهي حياتها في ظلام صامت حيث يتم سحبها إلى غياهب النسيان في ثقب أسود. قد يكون هذا أيضًا هو المصير النهائي للنجم الباقي في VFTS 243 عندما يصل إلى نهاية حياته.
هناك أيضًا تداعيات أوسع نطاقًا. انفجار السوبرنوفا هو مصنع للعناصر. لا يقتصر الأمر على عناصر مثل الأكسجين والكربون والنيتروجين الموجودة في الطبقات الخارجية للنجم المحتضر فضاء حيث يمكن إعادة تدويرها إلى الجيل القادم من النجوم والكواكب، يمكن أن تؤدي الحرارة والطاقة الشديدة لموجة الصدمة للمستعر الأعظم إلى تكوين عناصر أثقل في حطام المستعر الأعظم. على سبيل المثال، أحد أسباب تألق المستعرات الأعظم لفترة طويلة هو أن التحلل الإشعاعي لنظائر النيكل الناتجة عن الانفجار يؤدي إلى تكوين الكوبالت والحديد.
قصص ذات الصلة:
– قد يساعد النهج الجديد العلماء على رؤية ما بداخل النجم النيوتروني
– “مواطن الخلل” في النجم الميت يمكن أن تكشف عن أصول رشقات الراديو السريعة
– أثقل نجم نيوتروني تم رصده على الإطلاق يقوم بتمزيق رفيقه
ومع ذلك، إذا كانت بعض النجوم الضخمة تنهار تمامًا إلى ثقوب سوداء دون حدوث انفجارات سوبر نوفا، فإنها لا تستطيع المساهمة في خلق العناصر وإعادة تدويرها. وبالتالي، سيحتاج الكيميائيون الكونيون إلى تحليل هذا المفهوم، إذا كان صحيحًا بالفعل، في نماذجهم حول كيفية تشكل العناصر وانتشارها عبر الفضاء. عندها فقط يمكنهم البدء في الفهم الكامل للتطور الكيميائي للمجرات، بما في ذلك مجرتنا، ومدى سرعة العناصر الضرورية لتكوين الكواكب مثل أرضوربما حتى مع وجود حياة خاصة بهم مكونة من عناصر تنتجها النجوم المنفجرة، يمكن أن تتراكم.
تم نشر نتائج VFTS 243 في 9 مايو في المجلة رسائل المراجعة البدنية.