“هذه هي المرة الأولى التي رأينا فيها نجمة تم تجريدها بشكل أساسي إلى العظم”

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

استخدم علماء الفلك نوعًا جديدًا من الفائقة المتطرفة التي تم فيها تجريد نجم ضخم “وصولاً إلى العظم” لفهم عملية الحياة والموت بشكل أفضل.

عندما تموت النجوم الضخمة الأخرى في انفجارات Supernova ، يكتشف علماء الفلك إشارات قوية لعناصر الضوء مثل الهيدروجين والهيليوم التي كانت موجودة على سطح النجم. ومع ذلك ، في هذا supernova ، SN2021YFJ المعينة وتحديد 2.2 مليار سنة ضوئية من الأرض ، وجد هذا الفريق توقيع كيميائي مختلف. يحتوي هذا على آثار لعناصر أثقل مثل السيليكون والكبريت والأرجون التي تنشأ من أعمق داخل النجم السلف.

إذا كانت النجوم التي تموت لها هياكل تشبه البصل مع عناصر أخف على أسطحها وعناصرها أثقل تجاه نوىهم الحديدية كطبيعة فيزياء الفلكية ، فيجب أن يكون هذا النجم قد فقد طبقاته الخارجية بطريقة أو بأخرى ، وبالتالي كشف السيليكون الداخلي والطبقات الغنية بالكبريت قبل انها “ذهب نوفا.” هذا لن يؤكد فقط الهيكل الطبقات للنجوم الضخمة ، ولكنه يمنح العلماء النجميين لمحة نادرة في الجزء الداخلي من النجم قبل أن ينفجر في supernova.

وقال ستيف شولز ، العالم في جامعة نورث وسترن في بيان “هذه هي المرة الأولى التي رأينا فيها نجمًا تم تجريده بشكل أساسي إلى العظام”. “إنه يوضح لنا كيف يتم تنظيم النجوم ويثبت أن النجوم يمكن أن تفقد الكثير من المواد قبل أن تنفجر. لا يمكنهم فقط فقدان طبقاتها الخارجية ، ولكن يمكن تجريدها تمامًا على طول الطريق ولا تزال تنتج انفجارًا رائعًا يمكن أن نلاحظه من مسافات بعيدة جدًا.”

يقترح SN2021YFJ ، الذي شوهد لأول مرة في سبتمبر 2021 من قبل منشأة Zwicky Transient (ZTF) ، أنه على الرغم من أن نماذجنا من الحياة النجمية والموت والبنية النجمية قد تكون صحيحة ، فقد لا تصف تمامًا مخاضات الموت المتفجرة لجميع النجوم.

وقال آدم ميلر ، باحث في جامعة نورث وسترن وعضو الفريق آدم ميلر: “هذا الحدث يبدو حرفيًا أنه لا شيء لم يسبق له مثيل من قبل”. “لقد كان من الغريب تقريبًا أننا اعتقدنا أننا ربما لم نلاحظ الكائن الصحيح. هذا النجم يخبرنا أن أفكارنا ونظرياتنا حول كيفية تطور النجوم ضيقة للغاية. ليس من غير الصحيح أن كتبنا غير صحيحة ، لكن من الواضح أنها لا تلتقط كل شيء يتم إنتاجه في الطبيعة بالكامل.

“يجب أن يكون هناك المزيد من المسارات الغريبة لنجم ضخم لإنهاء حياته التي لم نفكر فيها.”

تم نشر بحث الفريق يوم الأربعاء (20 أغسطس) في مجلة Nature.

بصل محترق في الفضاء

تتراوح النجوم السلف في Supernovas بين 10 و 100 مرة من أشعة الشمس ، ولكن لا تزال تولد طاقتها عبر الانصهار النووي للعناصر الأخف على العناصر الثقيلة في نوىهم.

في حين أن الشمس سوف تموت عندما تنتهي من دمج الهيدروجين الأساسي للهيليوم منذ حوالي 5 مليارات سنة ، فإن النجوم الأكثر ضخامة لديها ضغوط ودرجات حرارة في نوىهم لدمج عناصر أثقل وأثقل تدريجياً حتى الحديد. مع تطور هذه العملية ، تستمر العناصر الأخف في الخضوع للحرق النووي في الأصداف الخارجية للنجوم الضخمة.

عندما تكون نوى النجوم الضخمة هي قلوب من الحديد الخالص ، فإنها تنهار ، ويتم تشغيل supernova ، وتمزيق الطبقات الخارجية. يصبح جوهر الحديد المنهار في نهاية المطاف نجمًا نيوترونيًا ، أو في حالة النجوم الأكثر ضخامة ، وهو ثقب أسود.

للحصول على معلومات حول supernovas ، يبحث علماء الفلك عن توقيعات العناصر الكيميائية باستخدام عملية تسمى التحليل الطيفي. تمكن الفريق من الحصول على صورة طيفية لـ SN2021YFJ باستخدام مرصد WM Keck في هاواي.

وقال ميلر “كنا نظن أننا فقدنا فرصتنا الكاملة للحصول على هذه الملاحظات”. “لذلك ، ذهبنا إلى السرير بخيبة أمل. لكن في صباح اليوم التالي ، قدم زميل في جامعة كاليفورنيا في بيركلي طيفًا بشكل غير متوقع. وبدون هذا الطيف ، ربما لم ندرك أبدًا أن هذا كان انفجارًا غريبًا وغير عادي”.

وكشف هذا أن SN2021YFJ يقف بعيدًا عن غيرها من المواطن الفائقة لأن الطبقات التي تمزق خلال نهايتها المتفجرة كانت أعمق مما شوهد في وفاة النجوم الضخمة الأخرى. لقد رأى علماء الفلك عناصر ثقيلة مثل الكربون أو الأكسجين خلال غيرها من الفواصل بسبب فقدان طبقات الهيدروجين الخارجي السابق للنجوم. ومع ذلك ، لم تُرى أي عناصر أثقل من هذا ، وبالتالي من أعمق داخل نجوم السلف.

وقال شولز “لقد رأينا انفجارًا مثيرًا للاهتمام ، لكن لم يكن لدينا أي فكرة عما كان عليه”. “على الفور تقريبًا ، أدركنا أنه شيء لم نره من قبل ، لذلك كنا بحاجة إلى دراسته مع جميع الموارد المتاحة.”

طيف SN2021YFJ لم يحتوي فقط على آثار للعناصر الثقيلة ؛ كان سيطر من خلال إشارات قوية للعناصر الثقيلة مثل السيليكون والكبريت والأرجون. وهكذا ، أصبح من الواضح في وقت مبكر جدًا في هذا التحقيق أن هناك شيئًا متطرفًا وعنفًا بشكل خاص حول SN2021YFJ.

“لقد فقد هذا النجم معظم المواد التي أنتجتها طوال حياتها” ، أوضح شولز. “لذلك ، لم نتمكن إلا من رؤية المواد التي تشكلت خلال الأشهر قبل انفجارها مباشرة. شيء عنيف للغاية يجب أن يحدث ذلك.”

القصص ذات الصلة:

– “هذا هو الكأس المقدسة للفيزياء النظرية.” هل مفتاح الجاذبية الكمومية يختبئ بهذه الطريقة الجديدة لصنع الثقوب السوداء؟

-يتتبع علماء الفلك انفجارًا غامضًا للأشعة السينية إلى نجمة “Die Hard” التي ترفض الهلاك (فيديو)

– هل عالمنا محاصر داخل ثقب أسود؟ قد يفجر اكتشاف Telescope للفضاء James Webb

ما الذي تسبب في أن يكون هذا السوبرنوفا المعينين هو غامض إلى حد ما ، مع العديد من السيناريوهات الممكنة بما في ذلك ثوران هائل قبل Supernova ، والرياح النجمية القوية بشكل غير عادي ، أو حتى نجمة مصاحبة تجريد المواد الخارجية بعيدًا عن هذا النجم المموه قبل وفاته المتفجرة.

ومع ذلك ، يعتقد الفريق أن التفسير الأكثر ترجيحًا هو حلقات متعددة لما يسمى “عدم استقرار الزوج” الذي يتم خلاله إعادة تشكيل الانصهار النووي ، مما يسبب رشقات قوية من الطاقة التي تهب القذائف الخارجية للنجمة. هذا يشبه النجم الضخم الذي تمزيق نفسه بشكل فعال قبل وفاة Supernova. إن الانبعاثات الساطعة التي سمحت بـ SN2021YFJ من قبل ZTF كان ناتج عن قذائف من المواد المطفأة التي تلحق بالركب والانتعاش في القذائف التي تم إخراجها مسبقًا.

وخلص ميلر إلى أن “بينما لدينا نظرية لكيفية خلق الطبيعة هذا الانفجار المعين”. “لن أراهن على حياتي أن هذا صحيح ، لأنه لا يزال لدينا مثال اكتشف واحد فقط.

“هذا النجم يؤكد حقًا على الحاجة إلى الكشف عن المزيد من هذه الطبقات الخارقة النادرة لفهم طبيعتها بشكل أفضل وكيف تتشكل”.