بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – يعد الموت الانفجاري لنجم – مستعر أعظم – من بين الأحداث الكونية الأكثر عنفاً، لكن كيف تبدو هذه الكارثة على وجه التحديد أثناء حدوثها ظلت غامضة. لاحظ العلماء الآن لأول مرة المراحل المبكرة جدًا من المستعر الأعظم، مع انفجار نجم ضخم على شكل زيتونة مميز.
واستخدم الباحثون التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي، ومقره تشيلي، لمراقبة المستعر الأعظم، الذي اشتمل على نجم تبلغ كتلته حوالي 15 مرة كتلة شمسنا، ويقيم في مجرة تسمى NGC 3621، على بعد حوالي 22 مليون سنة ضوئية من الأرض في اتجاه كوكبة هيدرا. السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة، وهي 5.9 تريليون ميل (9.5 تريليون كيلومتر).
لقد كان من الصعب تحديد شكل مثل هذه الانفجارات حتى الآن بسبب سرعة حدوثها، لذلك تم اتخاذ إجراء سريع مع هذا المستعر الأعظم. تم اكتشاف الانفجار في 10 أبريل 2024، في الوقت الذي هبط فيه عالم الفيزياء الفلكية يي يانغ من جامعة تسينغهوا في الصين في رحلة طويلة إلى سان فرانسيسكو. تمت الموافقة على طلب يانغ الرسمي بعد ساعات فقط لتوجيه VLT نحو المستعر الأعظم.
وهكذا تمكن الباحثون من ملاحظة الانفجار بعد 26 ساعة فقط من الاكتشاف الأولي وبعد 29 ساعة من اختراق المادة من داخل النجم لأول مرة عبر السطح النجمي.
ما رأوه هو النجم المنكوب المحاط عند خط الاستواء بقرص موجود مسبقًا من الغاز والغبار، حيث دفع الانفجار المواد إلى الخارج من قلب النجم لتشويه شكل النجم إلى شكل يشبه زيتونة واقفة رأسيًا. ومن الجدير بالذكر أن الانفجار لم يؤدي إلى تفجير النجم إلى أجزاء في شكل كروي. وبدلا من ذلك، اندفع الانفجار بعنف إلى الخارج في اتجاهين متقابلين من النجم.
وقال يانغ، المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت يوم الأربعاء في مجلة Science Advances: “توفر هندسة انفجار المستعر الأعظم معلومات أساسية عن التطور النجمي والعمليات الفيزيائية التي تؤدي إلى هذه الألعاب النارية الكونية”.
وقال يانغ: “إن الآليات الدقيقة وراء انفجارات المستعرات الأعظم للنجوم الضخمة، تلك التي تزيد كتلتها عن ثمانية أضعاف كتلة الشمس، لا تزال محل نقاش وهي واحدة من الأسئلة الأساسية التي يريد العلماء معالجتها”.
النجوم الكبار مثل هؤلاء يعيشون حياة قصيرة نسبيًا. وكان عمر هذا النوع، الذي يُطلق عليه اسم العملاق الأحمر الفائق، حوالي 25 مليون سنة وقت انقراضه. وبالمقارنة، يبلغ عمر الشمس أكثر من 4.5 مليار سنة، وأمامها بضعة مليارات أخرى من السنين.
وكان قطر هذا النجم وقت انفجاره أكبر من قطر الشمس بـ 600 مرة. انفجرت بعض كتلة النجم في الفضاء في الانفجار. ويُعتقد أن الباقي أصبح نجمًا نيوترونيًا، وهو بقايا نجمية مضغوطة للغاية، وفقًا للمؤلف المشارك في الدراسة ديتريش بادي، عالم الفيزياء الفلكية المقيم في ألمانيا في المرصد الجنوبي الأوروبي.
عندما يستنفد النجم وقود الهيدروجين من أجل الاندماج النووي الذي يحدث في مركزه، ينهار قلبه، مما يرسل بعد ذلك مواد تنفجر إلى الخارج، وتخترق السطح النجمي وفي الفضاء.
قال يانغ: “التقطت عمليات رصد VLT الأولى المرحلة التي تسارعت خلالها المادة بسبب الانفجار بالقرب من مركز النجم، عبر سطح النجم، الغلاف الضوئي”.
قال يانغ: “بمجرد اختراق الصدمة للسطح، فإنها تطلق العنان لكميات هائلة من الطاقة. ثم يضيء المستعر الأعظم بشكل كبير ويصبح قابلاً للملاحظة. خلال مرحلة قصيرة العمر، يمكن دراسة شكل “الاختراق” الأولي للمستعر الأعظم قبل أن يتفاعل الانفجار مع المادة المحيطة بالنجم المحتضر”.
وقال يانغ إن هذا الشكل يقدم أدلة حول كيفية حدوث الانفجار في قلب النجم. وقال يانغ إن الملاحظات الجديدة يبدو أنها تستبعد بعض النماذج العلمية الحالية لعملية الانفجار، حيث يقوم العلماء بتحسين فهمهم لوفاة النجوم الضخمة.
(تقرير بواسطة ويل دنهام، تحرير دانيال واليس)