عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
صور CHARA لـ Nova V1674 Herculis بعد 3.2 يومًا. | ائتمان: إلياس عايدي وآخرون.
تم حل الانفجارات النووية الحرارية القوية على سطحي نجمين قزمين أبيضين بالتفصيل للمرة الأولى، مما يكشف أن هذه الانفجارات أكثر تعقيدًا مما كان يُعتقد سابقًا.
هذه النتائج مقدمة من مركز علم الفلك عالي الدقة الزاوي (CHARA)، وهو عبارة عن مقياس تداخل بصري يجمع ضوء ستة تلسكوبات على جبل ويلسون في كاليفورنيا. استهدف CHARA حدثين من هذا النوع، وهو ما يسميه علماء الفلك انفجارات نوفا.
نوفا لا يدمر قزم أبيض مثلما يفعل المستعر الأعظم من النوع 1a، ولكنه يحدث عندما يسحب القزم الأبيض الكثير من المادة من رفيقه العملاق الأحمر نجم. تتراكم هذه المادة على سطح القزم الأبيض حتى ترتفع درجة الحرارة والضغط بشكل كبير بحيث ينفجر نووي حراري موضعي ويمتد عبر سطح القزم الأبيض مع ترك الجزء الداخلي للقزم الأبيض سليمًا. (يتحول القزم الأبيض إلى مستعر أعظم فقط عندما تأخذ المادة التي يسرقها من رفيقه العملاق الأحمر القزم الأبيض فوق الكتلة الحرجة البالغة 1.44 مرة كتلة شمسنا.)
من الأرض، نرى انفجار نوفا باعتباره سطوعًا رائعًا للنجم، غالبًا ما يكون مرئيًا بالعين المجردة، ولهذا السبب قال عالم الفلك في القرن السادس عشر تايكو براهي أطلق على هذا النوع من الأجسام اسم “نوفا”، وهي كلمة لاتينية تعني “نجم جديد”.
في السابق، لم يكن علماء الفلك قادرين على ملاحظة المستعر على أنه أي شيء سوى مصدر نقطة للضوء، وافترضوا أن المستعر هو انفجار واحد للمادة من نقطة واحدة على سطح القزم الأبيض. ومع ذلك، تلسكوب فيرمي الفضائي اكتشف في الماضي انبعاثات محيرة لأشعة جاما عالية الطاقة من مجموعة من انفجارات المستعرات، مما يعني أن هناك ما يحدث أكثر مما تراه العين.
استخدم علماء الفلك CHARA في عام 2021 لاستهداف انفجارين مستعرين خلال أيام من سطوعهما، وهما nova V1674 Herculis و nova V1405 Cassiopeia.
وقال جيل شيفر من جامعة ولاية جورجيا ومدير مصفوفة CHARA في بيان: “تعطينا الصور نظرة عن قرب لكيفية قذف المواد بعيدًا عن النجم أثناء الانفجار”.
كلاهما كانا مختلفين تمامًا عن بعضهما البعض. شهد V1674 Herculis واحدة من أسرع انفجارات المستعرات على الإطلاق، حيث بلغ سطوعه 6 درجات ثم تلاشت في غضون أيام. اكتشف CHARA تدفقين خارجيين ثنائي القطب متعامدين مع بعضهما البعض، بدلاً من انفجار بركاني عالمي عبر سطح القزم الأبيض. وفي الوقت نفسه، اكتشف تلسكوب فيرمي الفضائي أشعة جاما الناتجة عن الصدمات عندما اصطدمت مكونات متعددة في التدفقات الخارجية بعنف.
على اليسار وفي المنتصف توجد صور CHARA لـ Nova V1674 Herculis بعد 2.2 و 3.2 يوم على التوالي. تشير الأسهم إلى التدفقات المتعامدة. على اليمين تمثيل الفنان. | ائتمان: إلياس عايدي وآخرون.
بالمقارنة، كان بركان Nova V1405 Cassiopeiae عبارة عن ثوران بطيء إلى حد ما مع تدفقات خارجية متأخرة. أظهر CHARA أن الأمر استغرق خمسين يومًا بعد السطوع الأولي حتى يتم رفع المواد عن سطح القزم الأبيض في مركز الانفجار. عندما تم قذف المادة أخيرًا، أثارت صدمات جديدة عندما اصطدمت التدفقات الخارجية، وأصدرت أيضًا أشعة جاما، وسطعت إلى درجة 5.5، مما يجعلها مرئية بالعين المجردة من أحلك مواقع الرصد. بقي سطوعه على حاله تقريبًا لمدة سبعة أشهر قبل أن يتلاشى.
كما جاءت معلومات إضافية من مطياف الأجسام المتعددة الموجود على تلسكوب جيميني نورث الذي يبلغ قطره 8.1 متر في مونا كيا في هاواي. لقد تتبعت المادة المقذوفة من انفجارات المستعرين من خلال البصمات الطيفية لتركيبها الكيميائي، مثل الحديد المتأين، مما يوضح كيف تتماشى الميزات الموجودة في طيف كل مستعر مع هياكل التدفق الخارجي التي شاهدها CHARA.
وقالت لورا تشوميوك من جامعة ولاية ميشيغان: “من خلال رؤية كيف ومتى يتم إخراج المادة، يمكننا أخيرًا ربط النقاط بين التفاعلات النووية على سطح النجم، وهندسة المادة المقذوفة والإشعاع عالي الطاقة الذي نكتشفه من الفضاء”.
ونشرت النتائج في 5 ديسمبر في المجلة علم الفلك الطبيعة.