قم بالتسجيل في النشرة العلمية الخاصة بـ CNN’s Wonder Theory. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
سي إن إن
–
أحدث نظام نجمي غير عادي مزيدًا من الإثارة ودويًا أقل عندما انفجر في مستعر أعظم.
أدى الانفجار الباهت ، المعروف باسم سوبر نوفا “فائق التجريد” ، بالباحثين 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 هو واحد من 10 فقط على حد سواء في مجرة درب التبانة.
كان الاكتشاف بطيئًا.
في عام 2016 ، اكتشف مرصد نيل جيريلز سويفت التابع لوكالة ناسا وميضًا كبيرًا من الأشعة السينية ، والتي جاءت من نفس المنطقة من السماء حيث كان هناك نجم حار ومشرق من نوع Be.
كان علماء الفلك فضوليين فيما إذا كان من الممكن ربط الاثنين ، لذلك تم التقاط البيانات باستخدام التلسكوب البالغ طوله 1.5 متر في مرصد سيرو تولولو المشترك بين أمريكا في شمال تشيلي.
كان أحد الأشخاص المهتمين باستخدام هذه البيانات لمعرفة المزيد عن النجم هو الدكتور نويل دي ريتشاردسون ، وهو الآن أستاذ مساعد في الفيزياء وعلم الفلك في جامعة إمبري ريدل للطيران.
في عام 2019 ، اتصلت كلاريسا بافاو ، وهي طالبة جامعية في الجامعة ، بريتشاردسون بينما كان يأخذ فصل علم الفلك ليسأل عما إذا كان لديه أي مشاريع يمكنها العمل عليها لاكتساب الخبرة في العلوم وأبحاث علم الفلك. شارك بيانات التلسكوب معها وطوال فترة الوباء ، تعلم بافاو العمل مع بيانات التلسكوب في تشيلي وتنظيفها لتقليل التشوه.
قال بافاو: “ينظر التلسكوب إلى نجم ويلتقط كل الضوء حتى تتمكن من رؤية العناصر التي يتكون منها هذا النجم – لكن تميل نجوم Be إلى امتلاك أقراص من المواد حولها”. “من الصعب أن ترى من خلال كل ذلك مباشرة.”
لقد أرسلت نتائجها الأولى – التي بدت وكأنها حبكة مبعثرة – إلى ريتشاردسون ، التي اعترفت بأنها قامت بتثبيت مدار لنظام النجم المزدوج. ساعدتهم ملاحظات المتابعة على التحقق من مدار نظام النجم الثنائي ، المسمى CPD-29 2176.
لكن هذا المدار لم يكن كما توقعوا. عادةً ما 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. وبمرور الوقت ، بدأ النجم الأكبر في إطلاق الهيدروجين الخاص به ، مُطلقًا المواد على النجم الأصغر ، الذي انتقل من 8 أو 9 أضعاف كتلة شمسنا إلى 18 أو 19 ضعف كتلة شمسنا ، على حد قول ريتشاردسون. للمقارنة ، تبلغ كتلة شمسنا 333000 ضعف كتلة الأرض.
أصبح النجم الأساسي أصغر وأصغر مع بناء النجم الثانوي – وبحلول الوقت الذي استنفد فيه كل وقوده ، لم يكن هناك ما يكفي لإنشاء سوبر نوفا هائل وحيوي لإطلاق مادته المتبقية في الفضاء.
بدلاً من ذلك ، كان الانفجار أشبه بإشعال لعبة نارية فاشلة.
قال ريتشاردسون: “كان النجم مرهقًا لدرجة أن الانفجار لم يكن لديه طاقة كافية لإطلاق مداره إلى الشكل الإهليلجي النموذجي الذي شوهد في ثنائيات مماثلة”.
ما تبقى بعد المستعر الأعظم الفائق التجريد كان بقايا كثيفة تعرف باسم النجم النيوتروني ، والذي يدور الآن حول النجم الهائل الذي يدور بسرعة. سيبقى الزوج النجمي في تكوين مستقر لحوالي 5-7 ملايين سنة. نظرًا لأنه تم نقل الكتلة والزخم الزاوي إلى Be star ، فإنه يطلق قرصًا من الغاز للحفاظ على التوازن وضمان عدم تمزقه.
في النهاية ، سيحرق النجم الثانوي وقوده أيضًا ، ويتمدد ، ويطلق المواد كما فعل الأول. ولكن لا يمكن تكديس هذه المادة بسهولة على النجم النيوتروني ، لذا بدلاً من ذلك ، يقوم النظام النجمي بإطلاق المادة عبر الفضاء. من المحتمل أن يتعرض النجم الثانوي إلى مستعر أعظم باهت مماثل ويتحول إلى نجم نيوتروني.
بمرور الوقت – أي ربما بضعة مليارات من السنين – سوف يندمج النجمان النيوترونيان وينفجران في النهاية في نطاق كيلونوفاإطلاق عناصر ثقيلة مثل الذهب في الكون.
“هذه العناصر الثقيلة تسمح لنا بالعيش كما نعيش. 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 في الوقت المناسب”. “نحن نتعلم المزيد عن أصول 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 الطبيعة.
عمل ريتشاردسون وبافاو أيضًا مع الفيزيائي جان جيه إلدريدج من جامعة أوكلاند في نيوزيلندا ، وهو خبير في أنظمة النجوم الثنائية وتطورها. نظر إلدريدج إلى آلاف الأنماط النجمية الثنائية وقدّر أنه ربما كان هناك 10 فقط في مجرة درب التبانة بأكملها مماثلة لتلك الموجودة في دراستهم.
بعد ذلك ، يريد الباحثون معرفة المزيد عن Be Star نفسه ويأملون في إجراء ملاحظات متابعة باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. تخطط بافاو أيضًا للتخرج ومواصلة العمل على أبحاث فيزياء الفضاء باستخدام المهارات الجديدة التي تعلمتها.
قال بافاو: “لم أعتقد أبدًا أنني سأعمل على التاريخ التطوري لأنظمة النجوم الثنائية والمستعرات الأعظمية”. “لقد كان مشروعًا رائعًا”.