علماء الفلك يتتبعون انفجارًا غامضًا من الأشعة السينية إلى نجم "داي هارد" الذي يرفض الفناء (فيديو)
علماء الفلك يتتبعون انفجارًا غامضًا من الأشعة السينية إلى نجم "داي هارد" الذي يرفض الفناء (فيديو)
اكتشف علماء الفلك انفجارًا غامضًا وقويًا من الأشعة السينية، وهو ما يعادل في الكون جون ماكلين من سلسلة أفلام "داي هارد": نجم ضخم لا يمكن حتى لانفجار المستعر الأعظم أن يقتله.
يشير هذا البحث الجديد أيضًا إلى أن ما يسمى بالانفجار السريع للأشعة السينية (FXT) هو انفجار "فاشل" من الإشعاع ذي الطاقة الأعلى، وهو انفجار أشعة جاما (GRB).
قد يؤدي هذا الاكتشاف إلى إحداث ثورة في فهمنا لكيفية انفجار النجوم الأكبر بكثير من الشمس وتركها وراءها بقايا نجمية غريبة مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية.
وقال روب آيلز فيريس عضو الفريق والباحث بجامعة ليستر في بيان: "إن موت النجوم الضخمة والحاجة إلى تحقيقات أعمق في المشهد الكامل لتطور النجوم".
نجم قوي يُقيم حفلًا كبيرًا… ولكن لا توجد أشعة جاما
أُطلق مسبار أينشتاين في يناير 2024 لدراسة الأشعة السينية العابرة، وكان من المقرر أن يُسلّط الضوء على هذه الأشعة. بعد عام من إطلاقه في يناير 2025، اكتشف مسبار أينشتاين أقرب جسيم FXT تم رصده على الإطلاق، والمعروف باسم EP 250108a، والذي انبعث من مجرة تبعد 2.8 مليار سنة.
أتاح القرب النسبي لهذا النجم FXT لعلماء الفلك فرصةً فريدةً لدراسة تطور إحدى هذه الانفجارات بالأشعة السينية. وبعد رصده الأولي، قام علماء الفلك بدراسة EP 250108a باستخدام مجموعة من التلسكوبات، بما في ذلك تلسكوبا جيميني الشمالي والجنوبي.
وبتتبع أصل النجم EP 250108a، اكتشف فريق علماء الفلك ارتباطه بحطام نجم ضخم دُمر في انفجار مستعر أعظم، وتم تحديد إشارته البصرية بـ SN 2025kg.
وبمراقبة تطور EP 250108a على مدى ستة أيام، لاحظ الفريق أنه يشبه "انفجار أشعة جاما الفاشل".
تعتبر انفجارات أشعة غاما أقوى الانفجارات في الكون المعروف، ومن المعروف أنها تسبق المستعرات العظمى.
يُعتقد أن انفجارات أشعة غاما تنطلق من نجوم ضخمة تحتضر في المراحل الأولى من المستعر الأعظم، حيث تتمزق طبقاتها الخارجية بفعل تدفقات الجسيمات عالية الطاقة المنطلقة. تنطلق هذه الجسيمات عبر الكون بسرعة تقارب سرعة الضوء، وتُصدر أشعة غاما التي تُمكّن من رصدها.
يشبه EP 250108a انفجارًا مدفوعًا بالنفاثات، لكن عدم وجود أشعة جاما يعني أن المادة فشلت في الانفجار عبر الطبقات الخارجية للنجم السلف.
وتفاعلت هذه النفاثات المختومة مع الطبقات الخارجية للنجم، مما أدى إلى فقدان الطاقة وإطلاق الأشعة السينية التي تم رصدها بواسطة مسبار أينشتاين.
قال آيلز-فيريس: "هذا المستعر الأعظم FXT يُشبه إلى حد كبير المستعرات العظمى السابقة التي تلت انفجارات أشعة غاما. تُظهر ملاحظاتنا للمراحل المبكرة من تطور EP 250108a أن انفجارات النجوم الضخمة يُمكن أن تُسبب كلتا الظاهرتين".
مرحبًا بك في الحفلة يا صديقي! SOAR يحقق في مستعر أعظم FXT أيضًا
لفهم هذا الانفجار الغريب والآليات التي أطلقته فهمًا كاملًا، كان على الفريق تجاوز المرحلة المبكرة من رصد الأشعة السينية. فمع رصدهم لـ EP 250108a بعد الأيام الستة الأولى، تضاءل انبعاث الأشعة السينية، وبدأ الضوء البصري منخفض الطاقة يهيمن على الانفجار.
قالت جيليان راستينجاد، عضوة الفريق والباحثة في جامعة نورث وسترن: "لا تكفي بيانات الأشعة السينية وحدها لتوضيح الظاهرة التي أدت إلى تشكل FXT. لقد كانت حملة الرصد البصري التي أجريناها لـ EP 250108a أساسية في تحديد آثار FXT وجمع الأدلة على أصله".
استمر ارتفاع السطوع البصري لـ EP 250108a لعدة أسابيع، مما أظهر خصائص تشير إلى أن مستعره الأعظم السابق كان نوعًا محددًا من الانفجار الكوني يسمى المستعر الأعظم ذو الخطوط العريضة من النوع Ic.
المستعرات العظمى من النوع الأول (Ic) هي نوع مميز من المستعرات العظمى المنهارة، وهي انفجارات تحدث عندما ينفد الوقود النووي من النجوم الضخمة ولا تستطيع دعم نفسها ضد جاذبيتها.
وهي تختلف عن غيرها من المستعرات العظمى المنهارة من النواة لأنها يُعتقد أنها تنشأ من نجوم فقدت غلافها الخارجي من الهيدروجين والهيليوم.
استخدم الفريق تلسكوب أبحاث الفيزياء الفلكية الجنوبية (SOAR) في مرصد سيرو تولولو الأمريكي (CTIO) في تشيلي لمواصلة دراسة EP 250108a. وقد قادهم ذلك إلى استنتاج أن النجم الذي أطلق هذا التلسكوب FXT كانت كتلته تتراوح بين 15 و30 ضعف كتلة الشمس.
وأضاف راستينجاد: "يُظهر تحليلنا بشكل قاطع أن انفجارات المستعرات العظمى الناتجة عن انفجار أشعة غاما (GRB) قد تنشأ من موت نجم ضخم. كما يدعم وجود علاقة سببية بين انفجارات المستعرات العظمى الناتجة عن انفجار أشعة غاما (GRB) وانفجارات المستعرات العظمى الناتجة عن انفجار أشعة غاما (FXT)، حيث تُنتج انفجارات المستعرات العظمى الناتجة عن انفجار أشعة غاما (GRB) بواسطة نفاثات ناجحة، بينما تُنتج انفجارات المستعرات العظمى الناتجة عن انفجار أشعة غاما (FXT) بواسطة نفاثات محصورة أو ضعيفة".
قصص ذات صلة:
منذ إطلاقه، رصد مسبار أينشتاين عدة انفجارات FXT شهريًا، بينما لا تُرصد انفجارات أشعة غاما إلا مرة واحدة تقريبًا سنويًا. هذا يشير إلى أن "الانفجارات الفاشلة" قد تكون أكثر شيوعًا من "الانفجارات الناجحة".
يأمل العلماء أن يتم حل الألغاز الأعمق المحيطة بتطور النجوم مثل هذا عندما يبدأ مرصد فيرا سي روبين مسحه الذي يستمر لعقد من الزمان، وهو مسح تراث الفضاء والزمان (LSST).
تم تقديم بحث الفريق في ورقتين، والتي توفر معًا البيانات الأكثر تفصيلاً حول FXT والمستعر الأعظم المرتبط به.
