ربما اكتشف العلماء كيف أن المستعر الأعظم الذي يقع قريبًا نسبيًا من الأرض قد تم تزيينه بتكوين “سلسلة من اللؤلؤ” الرائع.
يمثل المستعر الأعظم 1987A (SN 1987A) بقايا انفجار كوني ضخم مزق نجمًا ضخمًا وترك وراءه نجمًا نيوترونيًا محاطًا بمواد نجمية. وهي تقع في مجرة تابعة لمجرة درب التبانة تسمى سحابة ماجلان الكبرى، أو LMC. وتقع هذه المنطقة على بعد حوالي 160 ألف سنة ضوئية منا.
ما يلفت النظر بشكل خاص حول SN 1987A هو حقيقة أنه محاط بكتل من بلازما الهيدروجين المتوهجة، وهو هيكل تحول إلى لغز طويل الأمد في الفيزياء الفلكية. غالبًا ما تُستخدم ظاهرة تسمى عدم استقرار رايلي-تايلور لتفسير تكوين هياكل السوائل في البلازما مثل ما نراه حول SN 1987A، لكن هذا المفهوم وحده لا يمكنه تفسير المجوهرات الكونية لبقايا المستعر الأعظم بشكل كامل.
لكن الآن، قد يفهم الباحثون من جامعة ميشيغان أخيراً كيف تم تشكيل “عقد اللآلئ” هذا. ويعتقدون أن الهيكل قد يكون مرتبطًا بالطريقة التي يتم بها إنشاء النفاثات. تلك هي الخطوط البيضاء الرقيقة التي تتركها الطائرات في السماء أثناء تحليقها فوق سطح الأرض.
متعلق ب: يرصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي نجمًا نيوترونيًا مختبئًا في حطام المستعر الأعظم
وقال مايكل واداس، عضو الفريق والباحث في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، في بيان: “إن نفس الآلية التي تفكك استيقاظ الطائرة يمكن أن تكون موجودة هنا”.
مع هذه الطائرة الموازية، يقترح الفريق أن تشكيل كتل الهيدروجين في SN1987A يمكن أن يكون نتيجة لآلية تسمى “عدم استقرار الغراب”. وبالقرب من المنزل، تحدث هذه الظاهرة عندما يتدفق الهواء من كل جناح من أجنحة الطائرة، المعروفة باسم دوامات قمة الجناح، إلى بعضها البعض. يؤدي هذا إلى خلق فجوات فيما يمكن أن يكون خطوطًا سحابية ناعمة، يمكن رؤيتها بسبب بخار الماء الموجود في عادم الطائرة.
يمكن لعدم استقرار الغراب أيضًا أن يفعل شيئًا لا يستطيع رايلي-تايلور القيام به: ساعد الباحثين على التنبؤ بعدد الكتل التي يجب رؤيتها حول بقايا المستعر الأعظم.
وقال واداس: “قد يخبرك عدم الاستقرار في رايلي-تايلور أنه قد تكون هناك كتل، ولكن سيكون من الصعب للغاية سحب عدد منها”.
خلع الملابس مثل سوبر ستار سوبر نوفا
إن قرب SN 1987A من الأرض هو مجرد جزء مما يجعله واحدًا من أشهر المستعرات الأعظمية وأكثرها دراسة.
بالإضافة إلى ذلك، فقد حدث هذا الانفجار الكوني في وقت كان ضوءه قادرًا على الوصول إلى الأرض، في فترة كانت فيها البشرية مجهزة بالأدوات اللازمة لمراقبة تطورها. في الواقع، أصبح SN 1987A أول مستعر أعظم يمكن رؤيته بالعين المجردة منذ رؤية مستعر أعظم كبلر في عام 1604. كل هذا يجعل من SN 1987A حدثًا فيزيائيًا فلكيًا نادرًا للغاية، وكان له تأثير هائل على فهمنا لتطور النجوم وموتها في نهاية المطاف.
تحدث المستعرات الأعظم مثل SN 1987A عندما تستنفد النجوم الضخمة إمدادات الوقود اللازمة للاندماج النووي داخل قلوبها. يؤدي هذا إلى تقلص قلب النجم بسرعة، مما يؤدي إلى حدوث موجة صادمة تولد انفجارًا قويًا، أو سوبر نوفا، يطرد الطبقات الخارجية للنجم المحتضر. ويتحول هذا اللب النجمي إما إلى نجم نيوتروني أو ثقب أسود حسب كتلته.
لا يزال العلماء في حالة جهل إلى حد ما بشأن النجم الذي مات ليترك وراءه حطامًا يسميه العلماء SN 1987A. في الواقع، في هذا العام فقط، وبفضل عمليات الرصد التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، تمكنا من تحديد وجود نجم نيوتروني بالفعل في قلب SN 1987A.
ومع ذلك، يرى العلماء أن حلقة الغاز المحيطة بالنجم التي انفجرت لتكوين SN 1987A، تم إنشاؤها عن طريق اندماج نجمين. كان من الممكن أن يؤدي هذا الاصطدام إلى انتزاع الهيدروجين بعيدًا عن النجمين، مع هروب العنصر إلى الفضاء حيث أدى الاندماج إلى تحفيز نجم أزرق عملاق.
وكان من الممكن أن يحدث هذا قبل عشرات الآلاف من السنين من ظهور المستعر الأعظم نفسه. وفي الفترة الفاصلة قبل ذلك الانفجار النجمي، كانت الرياح النجمية القوية المكونة من جسيمات مشحونة عالية السرعة تنبعث من النجم قد ضربت هذا الغاز. من الممكن أن يكون ذلك قد شكّل كتل الهيدروجين حول النجم قبل أن يتحول إلى مستعر أعظم، مما يعني أن سلسلة اللؤلؤ التي تزين SN 1987A ربما كانت موجودة قبل حدوث المستعر الأعظم.
لتأكيد قصة الأصل هذه، أنشأ فريق جامعة ميشيغان محاكاة متطورة للسحابة التي يتم دفعها للخارج بواسطة الرياح النجمية حيث يمارس تيار الجسيمات نوعًا من قوة السحب على السحابة.
وأدى ذلك إلى دفع الجزء العلوي والسفلي من سحابة الغاز إلى الخارج بشكل أكبر وأسرع من المنطقة الوسطى. انقلبت السحابة على نفسها، وأدى هذا السلوك إلى ما يسمى بعدم استقرار الغراب. وهذا بدوره أدى إلى تفكك السحابة إلى كتل متساوية، وهي اللآلئ التي يرتديها الآن SN 1987A.
تنبأت محاكاة الفريق على وجه التحديد أن SN 1987A يجب أن يكون مزينًا بـ 32 لؤلؤة، وهو ما يقترب بشكل رائع من 30 كتلة من الهيدروجين التي شوهدت حول حطام المستعر الأعظم هذا من خلال الملاحظات الفعلية.
وقال إريك جونسن، المؤلف الرئيسي للبحث والعالم بجامعة ميشيغان، في البيان: “هذا جزء كبير من سبب اعتقادنا أن هذا هو عدم استقرار كرو”.
وتوقعت محاكاة الفريق أيضًا أن عدم استقرار كرو قد يكون قد أدى في الواقع إلى خلق المزيد من سلاسل لآلئ الهيدروجين حول SN 1987A والتي تكون أكثر خفوتًا من القلادة الكونية الأولى.
يبدو أن هذا شيء يتجلى في صورة JWST لحطام المستعر الأعظم الذي تم التقاطه في أغسطس من عام 2023. ويشير هذا إلى أن المستعر الأعظم الشهير يمكن أن يكون مزينًا بزخارف كونية أكثر مما يستطيع علماء الفلك رؤيته حاليًا.
قصص ذات الصلة:
– يلتقط تلسكوب جيمس ويب الفضائي منظرًا مذهلاً لبقايا المستعر الأعظم المتوسع (صور)
– يبحث SETI عن إشارات غريبة متزامنة مع المستعر الأعظم 1987A
– يمكن أن يكشف مستعر أعظم قريب عن الحياة السرية للنيوترينوات الشبحية. إليك الطريقة.
يمكن أن تساعد دراسة حبات الهيدروجين هذه العلماء أيضًا على تحديد ما إذا كان عدم استقرار كرو يحدث عندما تتشكل الكواكب في سحب الغاز والغبار المنهارة الموجودة حول النجوم الناشئة.
نُشر بحث الفريق في 13 مارس في مجلة Physical Review Letters.