محاكاة عالية الدقة لمجرة تستضيف مستعر أعظم فائق الإضاءة وبيئتها الفوضوية في أوائل الكون. الائتمان: أدريان مالك وماري مارتيج (جامعة سوينبرن)
كانت بعض النجوم الأوائل ضخمة وقصيرة العمر ، مصيرها إنهاء حياتها في انفجارات ضخمة. اكتشف الفلكيون بعضًا من أقدم النجوم المتفجرة وأبعدها ، تسمى المستعرات الأعظمية "فائقة الإضاءة" - الانفجارات النجمية 10-100 مرة أكثر إشراقًا من أنواع المستعرات العظمى الأخرى. يسجل الثنائي رقمًا قياسيًا لأكبر مستعر أعظم يتم اكتشافه حتى الآن ، ويقدم أدلة حول الكون المبكر جدًا.
قال الدكتور جيفري كوك ، عالم الفيزياء الفلكية من "إن ضوء هذه المستعرات الأعظمية يحتوي على معلومات مفصلة عن طفولة الكون ، في الوقت الذي لا تزال فيه بعض النجوم الأولى تتكثف خارج الهيدروجين والهيليوم الذي شكله الانفجار الكبير". جامعة سوينبرن للتكنولوجيا في أستراليا ، والتي قام فريقها بالاكتشاف.
استخدم الفريق مجموعة من البيانات من تلسكوب كندا - فرنسا - هاواي وتلسكوب كيك 1 ، وكلاهما موجود في هاواي.
قال كوك "إن نوع المستعرات الأعظمية التي وجدناها نادر للغاية". "في الواقع ، تم اكتشاف واحد فقط قبل عملنا. ينتج هذا النوع الخاص من المستعرات الأعظمية عن موت نجم ضخم للغاية (حوالي 100 - 250 ضعف كتلة شمسنا) وينفجر بطريقة مختلفة تمامًا مقارنة بالمستعرات الأعظمية الأخرى. إن اكتشاف ودراسة هذه الأحداث يزودنا بأمثلة رصدية لفهمها بشكل أفضل والمواد الكيميائية التي تطلقها في الكون عندما يموت ".
تم اكتشاف المستعرات الأعظمية فائقة السطوع قبل بضع سنوات فقط ، وهي نادرة في الكون القريب. أصولها غير مفهومة جيدًا ، ولكن يُعتقد أن مجموعة فرعية صغيرة منها تحدث عندما تتعرض النجوم الضخمة للغاية ، أكبر بـ 150 إلى 250 مرة من شمسنا ، لانفجار نووي ناتج عن تحويل الفوتونات إلى أزواج إلكترون بوزيترون. هذه العملية مختلفة تمامًا مقارنة بجميع أنواع المستعرات الأعظمية الأخرى. من المتوقع أن تحدث مثل هذه الأحداث في كثير من الأحيان في وقت مبكر من الكون ، عندما كانت النجوم الضخمة أكثر شيوعًا.
هذا ، والسطوع الشديد لهذه الأحداث ، شجع كوك وزملائه على البحث عن المستعرات الأعظمية فائقة السطوع في الانزياحات الحمراء ، z ، أكبر من 2 ، عندما كان الكون أقل من ربع عمره الحالي.
قال كوك "استخدمنا LRIS (مطياف التصوير منخفض الدقة) على Keck I للحصول على التحليل الطيفي العميق لتأكيد الانزياحات الحمراء المضيفة وللبحث عن انبعاث في وقت متأخر من المستعرات الأعظمية". تم العثور على الاكتشافات الأولية في الحقول العميقة في المسح CFHT Legacy. وصل الضوء من المستعرات الأعظمية هنا على الأرض منذ 4 إلى 6 سنوات. لتأكيد مسافاتها ، نحتاج إلى الحصول على مجموعة من المجرات المضيفة التي تكون باهتة جدًا بسبب بعدها الشديد. جعلت الفتحة الكبيرة من Keck والحساسية العالية لـ LRIS هذا الأمر ممكنًا. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي بعض المستعرات الأعظمية على ميزات انبعاث مشرقة بما يكفي تستمر لسنوات بعد انفجارها. إن مطياف كيك العميق قادر على اكتشاف هذه الخطوط كوسيلة أخرى للتأكيد والدراسة. "
بحث Cooke وزملاؤه في حجم كبير من الكون عند z أكبر من أو يساوي 2 ، ووجدوا مستعرتين فائقتي السطوع فائق اللمعان ، في انزياحات حمراء تبلغ 2.05 و 3.90 - مما أدى إلى كسر الرقم القياسي السابق للانزياح الأحمر المستعر عند 2.36 ، مما يعني إنتاجًا معدل المستعرات الأعظمية فائقة الإضاءة في هذه الانزياحات الحمراء أعلى 10 مرات على الأقل مما هو عليه في الكون القريب. على الرغم من أن أطياف هذين الجسمين تجعل من غير المحتمل أن تكون أسلافهم من بين الجيل الأول من النجوم ، تشير النتائج الحالية إلى أن اكتشاف هذه النجوم قد لا يكون بعيدًا عن متناولنا.
وقال كوك إن اكتشاف النجوم الأولى يتيح لنا فهمًا أكبر للنجوم الأولى في الكون.
قال: "بعد وقت قصير من الانفجار العظيم ، لم يكن هناك سوى الهيدروجين والهليوم في الكون". "تم تصنيع جميع العناصر الأخرى التي نراها حولنا اليوم ، مثل الكربون والأكسجين والحديد والسيليكون ، في نوى النجوم أو أثناء انفجارات السوبرنوفا. أول النجوم التي تشكلت بعد الانفجار الكبير وضعت إطارًا للعملية الطويلة لإثراء الكون التي أنتجت في النهاية مجموعة متنوعة من المجرات والنجوم والكواكب التي نراها حولنا اليوم. تستكشف اكتشافاتنا وقتًا مبكرًا في الكون يتداخل مع الوقت الذي نتوقعه لرؤية النجوم الأولى. "
المصادر: مرصد كيك ، الطبيعة
