في دراسة جديدة، تمكن علماء الفلك من رصد اللحظة التي انفجرت فيها موجة صدمية عبر سطح نجم، مما يوفر رؤى جديدة حول هذه الظواهر الكونية.
لحظة انفجار موجة صدمية قاتلة عبر سطح نجم
تعتبر السوبرنوفا، الانفجارات الكارثية التي تتبع انهيار نجم، أساسية لفهمنا للكون. فهي تعمل كمعيار نقيس به المسافات الشاسعة عبر الفضاء. وقد سمحت الملاحظات التي أجريت على السوبرنوفا في عام 1998 لعلماء الفلك بالكشف عن أن الكون يتوسع بمعدل متسارع.
لكن لا يزال الكثير عن هذه الظواهر غامضًا. نظرًا لأنها تحدث في لحظة، كان من الصعب رؤية اللحظة الفعلية للانفجار.
الآن، في دراسة جديدة نُشرت في مجلة Science Advances، يقول فريق دولي من علماء الفلك إنهم حصلوا على أول نظرة مبكرة وأدق حتى الآن على واحدة من هذه الانفجارات النجمية في الوقت الذي كانت تحدث فيه.
من خلال الملاحظات التي أجريت باستخدام التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي، تمكن العلماء من توثيق الموجة الصدمية القوية الناتجة عن انهيار النجم بينما كانت تمزق سطح النجم، كاشفة، للمرة الأولى، الشكل الفعلي لهذه الانفجارات.
قال يي يانغ، المؤلف الرئيسي وأستاذ مساعد في جامعة تسينغوا في بكين، الصين: “توفر هندسة انفجار السوبرنوفا معلومات أساسية عن تطور النجوم والعمليات الفيزيائية التي تؤدي إلى هذه الألعاب النارية الكونية”.
تعتبر النجوم التي تفوق كتلتها كتلة شمسنا بكثير قنابل موقوتة. تدفع التفاعلات الاندماجية القوية في مركزها ضد قوة جاذبيتها الخاصة، مما يحافظ عليها في حالة توازن غير مريحة يمكن أن تستمر لملايين السنين أو أكثر. ولكن عندما تحرق كل وقودها في النهاية، تنهار الطبقات الخارجية على الفور، مما يصطدم بالنواة المستنفدة وينعكس عنها. وهذا يخلق موجة صدمية شرسة تمزق سطح النجم، مما يؤدي إلى تدميره تمامًا. والنتيجة هي سوبرنوفا: واحدة من أكثر الانفجارات سطوعًا وقوة في الكون.
هذه هي النظرية، على أي حال. لا تزال النقاط الدقيقة حول كيفية تشكيل موجة صدمية للسوبرنوفا غامضة إلى حد ما، حيث إنه من شبه المستحيل ملاحظتها أثناء حدوثها. من بين تريليونات النجوم في السماء، يجب على علماء الفلك أن يكونوا قد قاموا بالفعل بتصوير نجم في اللحظة التي انفجر فيها، قبل أن يصبح موقع الكارثة محجوبًا بالغاز، مما يجعل من المستحيل رؤيته. كما يجب أن يكون النجم المحظوظ قريبًا بما يكفي لفحصه بالتفصيل.
مع هذه الانفجار الأخير، الذي تم تحديده بـ SN 2024ggi، توافقت النجوم – إذا جاز التعبير. يقع على بعد 22 مليون سنة ضوئية، قام علماء الفلك بتصويره خلال 26 ساعة بعد اكتشافه لأول مرة في 10 أبريل من العام الماضي، وقد أثمرت جهودهم.
استخدموا تقنية تسمى الطيف القطبي لاستخراج هندسة الانفجار، كاشفين أن الموجة الصدمية توسعت بشكل متناظر، لكنها كانت ممدودة الشكل مثل الزيتون، بدلاً من أن تكون كروية. عندما اصطدم الانفجار بالمواد المحيطة بالنجم، انخفض شكلها، لكنها استمرت في التوسع بشكل متناظر.
قال يانغ لـ ScienceNews: “لا تطلق الجسيمات الأولى من الضوء والمادة بشكل كروي من سطح النجم. علميًا، هذا مهم جدًا، لأن الشكل الجوهري لانفجار الموجة الصدمية يخبرنا بالكثير عن كيفية تحفيزه في قلب النجم في المقام الأول”.
تعتبر النتائج مثيرة بشكل خاص بسبب نوع النجم الذي انفجر: نجم عملاق أحمر يزن بين 12 إلى 15 مرة كتلة الشمس. تعد النجوم العملاقة الحمراء من أكبر النجوم في الكون، حيث يصل قطرها إلى آلاف المرات أكبر من نجمنا. وذلك لأنها استنفدت احتياطياتها الرئيسية من الهيدروجين وبدأت في التبريد، مما أدى إلى انتفاخها للخارج.
من المثير للدهشة أننا يجب أن نتوقع رؤية العديد من هذه النجوم الضخمة تنفجر في سوبرنوفا، لكن نادرًا ما تم ملاحظة انفجار النجوم العملاقة الحمراء. ومع ذلك، اقترحت الملاحظات الأخيرة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن النجوم العملاقة الحمراء تنفجر بشكل متكرر ولكنها مخفية ببساطة عن الأنظار، والآن يبدو أن انفجاراتها عادية جدًا أيضًا.
قال يانغ في البيان: “تشير هذه النتائج إلى آلية فيزيائية شائعة تدفع انفجار العديد من النجوم الضخمة، والتي تظهر تناظرًا محوريًا محددًا جيدًا وتعمل على نطاقات كبيرة”.
المزيد عن الفضاء: العلماء يكتشفون أن الكون يزداد سوءًا يومًا بعد يوم
تفتح هذه الاكتشافات آفاقًا جديدة لفهم كيفية تطور النجوم العملاقة وآلية انفجارها، مما يعزز معرفتنا بالكون.
