منذ ما يقرب من قرن ، كان علماء الفلك يدرسون المستعرات الأعظمية باهتمام كبير. هذه الأحداث المعجزة هي ما يحدث عندما يدخل النجم المرحلة الأخيرة من عمره وينهار ، أو يتم تجريده من قبل نجم مصاحب لطبقاته الخارجية إلى النقطة التي يتعرض فيها لانهيار لب. في كلتا الحالتين ، يؤدي هذا الحدث عادة إلى إطلاق مادة ضخمة بضع مرات كتلة شمسنا.
ومع ذلك ، شهد فريق دولي من العلماء مؤخرًا مستعر أعظم كان خافتًا ومختصرًا بشكل مدهش. تشير ملاحظاتهم إلى أن المستعر الأعظم سببه رفيق غير مرئي ، من المحتمل أن يكون نجمًا نيوترونيًا جرد رفيقه من المواد ، مما تسبب في انهياره وسير مستعر أعظم. هذه هي المرة الأولى التي يشهد فيها العلماء ولادة نظام ثنائي نجمي نيوتروني مضغوط.
ظهرت الدراسة في المجلة مؤخرًا بعنوان "مستعر فائق سريع وسريع التجريد من المحتمل أن يشكل ثنائيًا نجميًا نيوترونيًا صغيرًا". علم. قاد الدراسة Kishalay De ، وهو طالب دراسات عليا من قسم الفيزياء الفلكية في Caltech ، وتضمن أعضاء من مركز ناسا جودارد لرحلات الفضاء ومختبر الدفع النفاث ، ومعهد وايزمان للعلوم ، ومعهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية ، ومختبر لورانس بيركلي الوطني والجامعات والمراصد المتعددة.
تم إجراء بحث الفريق بشكل أساسي في مختبر منسي كاسليوال ، وهو أستاذ مساعد في علم الفلك في كالتيك ومؤلف مشارك في الدراسة. وهي أيضًا باحث رئيسي في مشروع التتابع العالمي للمراصد الذي يشرف على التحولات العابرة (GROWTH) بقيادة Caltech ، وهو تعاون فلكي دولي يركز على دراسة فيزياء الأحداث العابرة (قصيرة العمر) - أي المستعرات الأعظمية والنجوم النيوترونية والأسود عمليات اندماج الحفرة والكويكبات القريبة من الأرض.
من أجل دراستهم ، لاحظ الفريق حدث السوبرنوفا المعروف باسم iPTF 14gqr ، والذي ظهر في ضواحي مجرة حلزونية على بعد 920 مليون سنة ضوئية من الأرض. في سياق ملاحظاتهم ، لاحظوا أن المستعر الأعظم أدى إلى إطلاق كمية متواضعة من المادة - حوالي خمس كتلة الشمس. كانت هذه مفاجأة كبيرة ، كما أشار Kasliwali في بيان صحفي Caltech الأخير:
"رأينا الانهيار الجوهري لهذا النجم الضخم ، لكننا رأينا كتلة صغيرة ملحوظة. نحن نسمي هذا مستعرًا فائقًا للمغلف وقد تم توقع وجوده منذ فترة طويلة. هذه هي المرة الأولى التي نرى فيها بشكل مقنع انهيارًا جوهريًا لنجم هائل خالٍ من المادة ".
كان هذا الحدث غير معتاد لأنه ، لكي تنهار النجوم ، يجب أن تكون نوىها محاطة بكميات هائلة من المواد مسبقًا. أثار هذا السؤال إلى أين يمكن أن تذهب النجوم المفقودة للكتلة. بناءً على ملاحظاتهم ، قرروا أن رفيقًا مضغوطًا (إما قزمًا أبيض أو نجمًا نيوترونيًا) يجب أن يكون قد سحبه بمرور الوقت.
هذا السيناريو هو ما يؤدي إلى المستعرات الأعظمية من النوع الأول ، والتي تحدث في نظام ثنائي يتكون من نجم نيوتروني وعملاق أحمر. في هذه الحالة ، لم يتمكن الفريق من تحديد رفيق النجم النيوتروني ، لكنه يعتقد أنه يجب أن يكون قد شكل في مدار مع النجم الآخر ، وبالتالي تشكيل النظام الثنائي الأصلي. في الواقع ، هذا يعني أنه من خلال مراقبة iPTF 14gqr ، شهد الفريق ولادة نظام ثنائي يتكون من نجمين نيوترونيين مدمجين.
ما هو أكثر من ذلك ، حقيقة أن هذين النجمين النيوترونيين قريبان جدًا من بعضهما البعض يعني أنهما سوف يندمجان في نهاية المطاف في حدث مشابه للحدث الذي وقع في عام 2017. كان هذا الاندماج ، المعروف باسم "حدث كيلونوفا" ، أول حدث كوني ينظر إليها في كل من موجات الجاذبية والكهرومغناطيسية. كما أشارت ملاحظات المتابعة إلى أن الاندماج من المحتمل أن يؤدي إلى تكوين ثقب أسود.
وهذا يخلق فرصًا للاستطلاعات المستقبلية ، والتي ستشاهد iPTF 14gqr لمعرفة ما إذا كان حدث كيلونوفا آخر ينتج ويخلق ثقبًا أسود آخر. علاوة على ذلك ، كانت حقيقة أن الفريق كان قادرًا على مراقبة الحدث على الإطلاق محظوظة تمامًا ، نظرًا لأن هذه الظواهر نادرة (تمثل 1 ٪ فقط من أحداث المستعر الأعظم) وقصيرة العمر. كما أوضح دي:
"أنت بحاجة إلى استطلاعات عابرة سريعة وشبكة منسقة جيدًا من علماء الفلك في جميع أنحاء العالم لالتقاط المرحلة المبكرة من السوبرنوفا. بدون بيانات في طفولتها ، لم يكن باستطاعتنا استنتاج أن الانفجار يجب أن يكون قد نشأ في قلب انهيار نجم ضخم مع مظروف حوالي 500 ضعف نصف قطر الشمس ”.
تم اكتشاف هذا الحدث لأول مرة بواسطة مرصد بالومار كجزء من مصنع بالومار العابر الوسيط (iPTF) - وهو تعاون علمي حيث تقوم المراصد حول العالم برصد الكون بحثًا عن أحداث كونية قصيرة العمر مثل المستعرات الأعظمية. بفضل إجراء iPTF استطلاعات ليلية ، تمكن تلسكوب Palomar من اكتشاف iPTF 14gqr بعد فترة وجيزة من تحوله إلى مستعر أعظم.
تضمن التعاون أيضًا أنه بمجرد أن لم يعد تلسكوب Palomar قادرًا على رؤيته (بسبب دوران الأرض) ، تمكنت المراصد الأخرى من مواصلة مراقبته وتتبع تطوره. واستشرافا للمستقبل ، ستقوم منشأة زويكي العابرة (التي خلفت مرصد بالومار لـ iPTF) بإجراء مسوحات أكثر تواترا وواسعة النطاق للسماء ، على أمل اكتشاف المزيد من هذه الأحداث النادرة.
ستسمح هذه الاستطلاعات ، بالتنسيق مع جهود المتابعة التي تبذلها شبكات مثل GROWTH ، لعلماء الفلك بدراسة كيفية تطور النظم الثنائية المدمجة. سيؤدي هذا إلى فهم أكبر ليس فقط لكيفية تفاعل هذه الأجسام ، ولكن يوفر المزيد من التبصر في كيفية تشكيل موجات الجاذبية وأنواع معينة من الثقوب السوداء.
