يكشف المستعر الأعظم Lackluster عن زوج نادر من النجوم في مجرة ​​درب التبانة

قم بالتسجيل في النشرة العلمية الخاصة بـ CNN’s Wonder Theory. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

سي إن إن
–

أحدث نظام نجمي غير عادي المزيد من الأزيز وأقل من الانفجار عندما انفجر في مستعر أعظم.

أدى الانفجار الباهت ، المعروف باسم سوبر نوفا “شديد التجريد” ، إلى اكتشاف النجمين على بعد 11000 سنة ضوئية من الأرض.

إنه أول اكتشاف مؤكد لنظام نجمي سيخلق ذات يوم كيلونوفا – عندما تصطدم النجوم النيوترونية وتنفجر ، مطلقة الذهب وعناصر ثقيلة أخرى في الفضاء. يُعتقد أن الزوج النجمي النادر واحد من حوالي 10 فقط مثله في مجرة ​​درب التبانة.

كان الاكتشاف قادمًا لفترة طويلة.

في عام 2016 ، اكتشف مرصد نيل جيريلز سويفت التابع لوكالة ناسا وميضًا كبيرًا من ضوء الأشعة السينية ، والذي نشأ من نفس المنطقة في السماء حيث يوجد نجم حار ومشرق من نوع Be.

كان علماء الفلك فضوليين فيما إذا كان من الممكن ربط الاثنين ، لذلك تم التقاط البيانات باستخدام تلسكوب مرصد Cerro Tololo Inter-American البالغ طوله 1.5 متر في شمال تشيلي.

كان الدكتور نويل ريتشاردسون أحد المهتمين باستخدام هذه البيانات لمعرفة المزيد عن النجم ، وهو الآن أستاذ مساعد في الفيزياء وعلم الفلك في جامعة إمبري ريدل للطيران.

في عام 2019 ، اتصلت كلاريسا بافاو ، طالبة جامعية في الجامعة ، بريتشاردسون أثناء حضور فصل علم الفلك للسؤال عما إذا كان لديه أي مشاريع يمكنها العمل عليها لاكتساب خبرة في أبحاث علم الفلك. شارك بيانات التلسكوب معها وطوال فترة الوباء ، تعلم بافاو كيفية العمل مع البيانات من التلسكوب في تشيلي وتنظيفها لتقليل التشوه.

قال بافاو: “ينظر التلسكوب إلى نجم ويستوعب كل الضوء حتى تتمكن من رؤية العناصر التي يتكون منها هذا النجم – لكن تميل نجوم Be إلى امتلاك أقراص من المادة حولها”. “من الصعب رؤية كل هذه الأشياء مباشرة.”

لقد أرسلت نتائجها الأولية – التي تشبه شيئًا مثل مخطط التشتت – إلى ريتشاردسون ، التي أدركت أنها قد حددت مدارًا لنظام النجوم المزدوجة. ساعدتهم ملاحظات المتابعة على التحقق من مدار نظام النجم الثنائي ، المسمى CPD-29 2176.

لكن هذا المدار لم يكن ما كانوا يتوقعونه. عادة ، تدور النجوم الثنائية حول بعضها البعض في مدار بيضاوي الشكل. في CPD-29 2176 ، يدور أحد النجوم حول الآخر في نمط دائري يتكرر كل 60 يومًا تقريبًا.

كان النجمان ، أحدهما أكبر والآخر أصغر ، يدوران حول بعضهما البعض في مدار قريب جدًا. قال ريتشاردسون إنه بمرور الوقت ، بدأ النجم الأكبر في إلقاء الهيدروجين الخاص به ، مطلقًا المواد على النجم الأصغر ، الذي ينمو من 8 أو 9 أضعاف كتلة شمسنا إلى 18 أو 19 ضعف كتلة شمسنا. وللمقارنة ، تبلغ كتلة الشمس 333000 ضعف كتلة الأرض.

أصبح النجم الرئيسي أصغر وأصغر أثناء بناء النجم الثانوي – وبحلول الوقت الذي استنفد فيه كل وقوده ، لم يكن هناك ما يكفي لإنشاء سوبر نوفا هائل وحيوي لإطلاق المواد المتبقية في الفضاء.

بدلاً من ذلك ، كان الانفجار أشبه بإشعال الألعاب النارية الفاشلة.

قال ريتشاردسون: “كان النجم مستنفدًا لدرجة أن الانفجار لم يكن لديه طاقة كافية لدفع مداره إلى الشكل الإهليلجي النموذجي الذي شوهد في الثنائيات المماثلة”.

ما تبقى بعد المستعر الأعظم الفائق التجريد كان بقايا كثيفة تُعرف بالنجم النيوتروني ، والتي تدور الآن حول النجم الهائل الذي يدور بسرعة. سيبقى الزوج النجمي في تكوين مستقر لحوالي 5 إلى 7 ملايين سنة. نظرًا لأنه تم نقل كل من الزخم الكتلي والزاوي إلى نجم Be ، فإنه يطلق قرصًا من الغاز للحفاظ على التوازن والتأكد من أنه لا يمزق نفسه.

في النهاية ، سيحترق النجم الثانوي أيضًا من خلال وقوده ، ويتمدد ويطلق المواد كما فعل النجم الأول. لكن هذه المادة لا يمكن أن تتراكم بسهولة على النجم النيوتروني ، لذا بدلاً من ذلك ، فإن النظام النجمي سيطلق المادة عبر الفضاء. من المحتمل أن يتعرض النجم الثانوي إلى مستعر أعظم باهت مماثل ويتحول إلى نجم نيوتروني.

بمرور الوقت – أي على الأرجح بضعة مليارات من السنين – سوف يندمج النجمان النيوترونيان وينفجران في النهاية في نطاق كيلونوفا، تطلق عناصر ثقيلة مثل الذهب في الكون.

“تلك العناصر الثقيلة تسمح لنا بأن نعيش بالطريقة التي نعيش بها. على سبيل المثال ، تم إنشاء معظم الذهب بواسطة نجوم تشبه بقايا المستعر الأعظم أو النجم النيوتروني في النظام الثنائي الذي درسناه. قال ريتشاردسون إن علم الفلك يعمق فهمنا للعالم ومكاننا فيه.

قال بافاو: “عندما ننظر إلى هذه الأشياء ، فإننا ننظر إلى الوراء عبر الزمن”. “نتعرف أكثر على نشأة الكون ، وهو ما سيخبرنا إلى أين يتجه نظامنا الشمسي. كبشر ، بدأنا بنفس العناصر مثل هذه النجوم “.

دراسة تفصيلية للنتائج التي توصلوا إليها ونشرت يوم الأربعاء في المجلة طبيعة سجية.

عمل ريتشاردسون وبافاو أيضًا مع الفيزيائي جان جيه إلدريدج في جامعة أوكلاند في نيوزيلندا ، وهو خبير في أنظمة النجوم الثنائية وتطورها. استعرض إلدريدج الآلاف من نماذج النجوم الثنائية ، وقدّر أنه من المحتمل أن يكون هناك 10 فقط في مجمل مجرة ​​درب التبانة مشابهة لتلك الموجودة في دراستهم.

بعد ذلك ، يريد الباحثون العمل على معرفة المزيد عن Be Star نفسه ، ويأملون في إجراء ملاحظات متابعة باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. تضع بافاو أنظارها أيضًا على التخرج – وتواصل العمل في أبحاث فيزياء الفضاء باستخدام المهارات الجديدة التي اكتسبتها.

قال بافاو: “لم أعتقد أبدًا أنني سأعمل على التاريخ التطوري لأنظمة النجوم الثنائية والمستعرات الأعظمية”. “لقد كان مشروعًا رائعًا.”