المستعر الأعظم “الحلقة المفقودة” يربط بين موت النجم وولادة ثقب أسود أو نجم نيوتروني

اكتشف علماء الفلك “الحلقة المفقودة” النجمية التي تربط مباشرة بين موت نجم ضخم وولادة ثقب أسود أو نجم نيوتروني.

توصل فريقان من العلماء إلى هذا الاكتشاف باستخدام التلسكوب الكبير جدًا (VLT) والتلسكوب التكنولوجي الجديد (NTT) للنظر في حطام المستعر الأعظم المعين SN 2022jli، والذي تم اكتشافه في مايو 2022. يكمن في الذراع الحلزوني للمجرة القريبة نسبيًا NGC 157، الذي يقع على بعد 75 مليون سنة ضوئية من الأرض، أظهر المستعر الأعظم 2022jli سمات غريبة تميزه عن المستعرات الأعظم الأخرى.

في حين أن معظم المستعرات الأعظمية تتلاشى ببساطة في سطوعها بعد الانفجار الأولي الذي يشير إلى موت النجم الذي نفد الوقود اللازم للاندماج النووي في قلبه، فإن سطوع SN 2022jli يتناقص بانتظام، ولكن ليس بسلاسة، وبدلاً من ذلك “يقفز” لأعلى ولأسفل كل 12 دقيقة. أيام الأرض أو نحو ذلك.

يبدو أن هذا التذبذب الضوئي هو نتيجة لثقب أسود أو نجم نيوتروني يخترق الغلاف الجوي المنتفخ لنجم على قيد الحياة بين حطام المستعر الأعظم من سحابة الغاز، ويسرق المادة أثناء قيامه بذلك.

متعلق ب: يمكن للمجرات التي تولد النجوم أن تخفي ثقوبًا سوداء هائلة الحجم خلف جدران من الغبار

وقال توماس مور، قائد الدراسة والعالم بجامعة كوينز في بلفاست، في بيان: “في بيانات SN 2022jli، نرى تسلسلًا متكررًا من السطوع والتلاشي”. “هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف تذبذبات دورية متكررة، على مدار العديد من الدورات، في منحنى ضوء المستعر الأعظم.”

ورصد علماء الفلك في السابق أدلة غير مباشرة على العلاقة بين النجوم الضخمة المدمرة والبقايا النجمية فائقة الكثافة مثل النجوم النيوترونية والثقوب السوداء. أحد الأمثلة على ذلك هو وجود نجم نيوتروني في قلب حطام المستعر الأعظم الذي يسمى سديم السرطان، والذي نشأ عندما انفجر نجم منذ ما يقرب من ألف عام.

ومع ذلك، فإن هذا البحث الجديد هو أول دليل مباشر على وجود صلة بين المستعرات الأعظم والثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية.

تم تقديم هذا الاكتشاف في الاجتماع الـ 243 للجمعية الفلكية الأمريكية في نيو أورليانز يوم الثلاثاء 9 يناير، من قبل قائد أحد فرق علماء الفلك، الباحث في معهد وايزمان للعلوم، بينج تشين.

النجم المرافق هو شاهد على لغز جريمة قتل نجم ضخم

يعتقد كلا الفريقين من العلماء الذين قاموا بمراقبة SN 2022jli أن سلوك السطوع المتذبذب الغريب لهذا المستعر الأعظم يحدث نتيجة لوجود نجم مرافق بجانب النجم الضخم المنفجر، مما يجعل هذا نظامًا نجميًا ثنائيًا.

في حين أن الأنظمة النجمية الثنائية ليست استثنائية، خاصة بالنسبة للنجوم الضخمة، فإن ما يجعل هذا النظام مميزًا حقًا هو حقيقة أن موت المستعر الأعظم للنجم الضخم في النظام لم يطرد أو يدمر النجم المرافق له وأن الجسمين يظلان في مدار حولهما بعضها البعض.

باستخدام أداة X-shooter الموجودة على VLT ومجموعة متنوعة من الأدوات الفلكية الأخرى، قام الفريق بقيادة تشين بإجراء ملاحظات إضافية بالإضافة إلى اكتشاف التقلبات المنتظمة في السطوع المرئي لـ SN 2022jli. وقد أدى ذلك إلى رؤيتهم أيضًا لحركات دورية في غاز الهيدروجين في النظام وانفجارات قوية من الضوء عالي الطاقة تسمى أشعة جاما.

عندما تم الجمع بين كل هذه الأدلة، اقترحت على فريقي البحث أنه عندما تفاعل النجم المرافق للنظام مع المادة التي انفجرت بسبب موت المستعر الأعظم لأخوته النجمية، فإن الغلاف الهيدروجيني للنجم الباقي “ينتفخ”.

ويمر الثقب الأسود أو النجم النيوتروني في SN 2022jli عبر هذه الطبقة المنتفخة، ويسحب المواد بعيدًا بتأثير جاذبيته. شكلت هذه المادة قرصًا من المادة حول البقايا النجمية المدمجة، وتقوم عملية الخطف بإطلاق الطاقة المسؤولة عن الومضات الدورية في السطوع التي لاحظها الفريقان.

وبالنسبة للباحثين، فإن سرقة المادة والطاقة من النجم المرافق تؤكد وجود نجم نيوتروني أو ثقب أسود يجذب المادة إلى نفسه، على الرغم من أن هذه البقايا النجمية الكثيفة لا يمكن رؤيتها مباشرة.

واختتم تشين حديثه قائلاً: “إن بحثنا يشبه حل اللغز من خلال جمع كل الأدلة الممكنة. وكل هذه القطع المصطفة تؤدي إلى الحقيقة”.

قصص ذات الصلة:

– قد يكمن دخيل “خارج المجرة” بين النجوم التي تدور حول الثقب الأسود في درب التبانة

– هل يمكن للنجوم أن تتشكل حول الثقوب السوداء؟

– هل يوجد ثقب أسود عالق داخل الشمس؟ لا، ولكن هذا هو سبب تساؤل العلماء

حتى لو كان من الممكن تأكيد وجود نجم نيوتروني أو ثقب أسود في حطام المستعر الأعظم هذا، فإن نظام SN 2022jli لا يزال فريدًا من نوعه. وهذا يعني أنه يحمل المزيد من الألغاز التي يتعين على علماء الفلك التحقيق فيها باستخدام الجيل التالي من التلسكوبات، مثل التلسكوب الكبير جدًا قيد الإنشاء حاليًا في شمال تشيلي.

نُشرت أبحاث المستعرات الأعظم ذات الحلقة المفقودة في ورقتين بحثيتين ظهرتا في مجلة Nature ومجلة الفيزياء الفلكية Astrophysical Journal Letters.