لفك شفرة الطاقة المظلمة، سيجد مرصد روبين ملايين النجوم مصاصة الدماء المتفجرة

لفك شفرة الطاقة المظلمة، سيجد مرصد روبين ملايين النجوم مصاصة الدماء المتفجرة

لفك شفرة الطاقة المظلمة، سيجد مرصد روبين ملايين النجوم مصاصة الدماء المتفجرة

سيفتح مرصد فيرا سي روبين عينيه قريباً على الكون، ويتوقع العلماء أنه سيتمكن من اكتشاف ملايين النجوم مصاصة الدماء التي تنفجر أثناء تغذيتها على رفاقها النجميين.

من المتوقع أن يبدأ مرصد روبين، الذي يجري بناؤه حاليًا على جبل سيررو باتشون في تشيلي، في تنفيذ مسح إرثي مدته عشر سنوات للفضاء والزمان (LSST) في وقت لاحق من هذا العام.

الطاقة المظلمة، القوة المجهولة التي تدفع تسارع توسع الكون.

إن الضوء المنبعث من النجوم القزمة البيضاء المتفجرة، والتي هي الجثث النجمية للنجوم التي تقارب كتلتها كتلة الشمس، موحد إلى الحد الذي يجعل علماء الفلك قادرين على استخدامه لقياس المسافات. وهذا التجانس يعني أن المستعرات العظمى من النوع الأول أ يشار إليها عادة باسم "الشموع القياسية"، وهي بمثابة درجة حيوية على "سلم المسافة الكونية".

قد يعجبك

عادة، من الصعب معرفة ما إذا كان الجسم الفلكي، مثل النجم، ساطعًا لأنه يصدر قدرًا كبيرًا من الضوء أو لأنه يقع أقرب إلى الأرض. ومع ذلك، فإن حقيقة أن المستعرات العظمى من النوع Ia تصدر كمية قياسية من الضوء تعني أن علماء الفلك يمكنهم النظر في سطوعها وألوانها ودمج ذلك مع المعلومات حول المجرات المضيفة لها لحساب مسافاتها الحقيقية.

وهذا بدوره يمكن أن يكشف عن مدى توسع الكون، لأن العلماء قادرون على إنشاء معالم لمسافات معينة في الكون.

وقال أناييس مولر، أحد أعضاء فريق تعاون علوم الطاقة المظلمة بين روبين/LSST، في بيان: "إن الحجم الكبير من البيانات من روبين سيعطينا عينة من جميع أنواع المستعرات الأعظمية من النوع Ia على مدى مسافات مختلفة وفي العديد من أنواع المجرات المختلفة".

لماذا تنفجر الأقزام البيضاء في قممها؟

تولد الأقزام البيضاء عندما تستنفد النجوم ذات الكتلة الشبيهة بكتلة الشمس إمدادات الوقود اللازمة لتفاعلات الاندماج النووي داخل نواتها وبالتالي تنهار تحت تأثير جاذبيتها الخاصة.

تفقد هذه النوى النجمية الميتة قدرًا كبيرًا من كتلتها مع تساقط طبقاتها الخارجية، وتنتهي إلى ما يسمى بحد شاندراسيخار الذي يبلغ حوالي 1.4 كتلة شمسية. وهذا يعني أنها لا يمكن أن تتحول إلى مستعر أعظم.

وستخضع الشمس لهذه العملية بعد حوالي 5 مليارات سنة، لتنتهي حياتها كجمرة نجمية وحيدة وباردة.

ومع ذلك، إذا كان النجم السلف للقزم الأبيض موجودًا في ثنائي مع نجم آخر، فيمكن لهذه الجثة النجمية أن تبدأ في انتزاع المواد من رفيقها بشكل مصاص للدماء. ستستمر هذه العملية حتى يجمع القزم الأبيض ما يكفي من المادة المسروقة للتسلل عبر حد شاندراسيخار.

عند الوصول إلى هذه الكتلة الحرجة، تنفجر الأقزام البيضاء في مستعرات أعظم من النوع Ia، والتي عادة ما تدمرها، على الرغم من أن هذه الانفجارات يمكن، في حالات نادرة، أن تخلف بقايا "نجم زومبي" محطمة.

رسم توضيحي لنجم قزم أبيض ينزع المادة النجمية من نجم مرافق ويبدأ في "التحول إلى نجم جديد". (حقوق الصورة: روبرت ليا (تم إنشاؤها باستخدام كانفا))

لقد رصد علماء الفلك الآلاف من هذه الأحداث الانفجارية. لكن المشكلة هي أن رؤية مستعر أعظم من النوع الأول مرة أو حتى مرتين لا تكفي لبناء صورة عن كيفية تغير ضوءه بمرور الوقت. ومع ذلك، فإن تكرار المشاهدة أمر صعب لأن هذه الانفجارات تظهر دون سابق إنذار في السماء ثم تتلاشى.

سيقوم روبين بمسح السماء فوق نصف الكرة الجنوبي كل ليلة لمدة 10 سنوات، ويغطي نصف الكرة بالكامل كل بضع ليالٍ تقريبًا بحثًا عن الأجسام ذات السطوع المتغير. ستجعل هذه القدرة السريعة على الاكتشاف روبين ماهرًا في اكتشاف المستعرات العظمى من النوع Ia والسماح لعلماء الفلك بفحصها قبل أن تتلاشى.

إن الحصول على بيانات بشأن المزيد من المستعرات العظمى من النوع Ia الواقعة على مسافات مختلفة من الأرض سوف يسمح للعلماء ببناء نموذج أفضل لكيفية تأثير الطاقة المظلمة على الكون.

روبين يلقي الضوء على الطاقة المظلمة

لقد كانت المستعرات الأعظمية من النوع Ia جزءًا لا يتجزأ من مفهوم الطاقة المظلمة منذ عام 1998 عندما استخدم فريقان منفصلان من الباحثين ثورات الأقزام البيضاء هذه لتحديد أن الكون يتوسع بمعدل متسارع.

منذ ذلك الحين، قرر العلماء أن الطاقة المظلمة تهيمن على الكون، حيث تمثل حوالي 68% من ميزانية الطاقة والمادة الكونية. ومع ذلك، لم يكن هذا هو الحال دائمًا.

أياً كانت الطاقة المظلمة، فيبدو أنها لم تبدأ في الظهور إلا عندما كان عمر الكون يتراوح بين 9 و10 مليارات سنة. وقبل ذلك كان الكون خاضعاً لسيطرة المادة ـ وقبل ذلك كان الكون خاضعاً لسيطرة طاقة الانفجار العظيم.

رسم بياني يوضح تاريخ وتطور الكون وفقًا لنموذج المادة المظلمة الباردة السائد. (حقوق الصورة: وكالة ناسا/ أرشيف لامبدا/ فريق علوم WMAP)

إن أقوى نموذج لدينا لتطور الكون، وهو نموذج لامدا للمادة المظلمة الباردة (LCDM)، يشير إلى أن الطاقة المظلمة ثابتة. ومع ذلك، فقد أشارت النتائج الأخيرة من جهاز التحليل الطيفي للطاقة المظلمة (DESI) إلى أن هذا ليس هو الحال، مما يشير إلى أن قوة الطاقة المظلمة تتغير.

قد يساعد روبين وLSST في حل هذه المشكلة من خلال توفير عينة أكبر من المستعرات العظمى من النوع Ia على مسافات متفاوتة مما كان في متناول العلماء من قبل.

"إن تمدد الكون يشبه تمدد شريط مطاطي. وإذا لم تكن الطاقة المظلمة ثابتة، فسيكون ذلك بمثابة تمدد الشريط المطاطي بمقادير مختلفة عند نقاط مختلفة"، كما تابع مولر. "أعتقد أنه في العقد المقبل، سنكون قادرين على تحديد ما إذا كانت الطاقة المظلمة ثابتة أو تتطور مع الزمن الكوني.

"سوف يسمح لنا روبين بالقيام بذلك مع المستعرات العظمى من النوع Ia."

قصص ذات صلة:

وسوف يحتاج علماء الفلك إلى الاستعداد لطوفان من البيانات عندما يبدأ روبين في مسح السماء فوق الأفق الجنوبي. ومن المتوقع أن يولد روبين ما يصل إلى 10 ملايين تنبيه مدمج في 20 تيرابايت من البيانات كل ليلة.

وستقوم أنظمة البرمجيات بمعالجة هذه التنبيهات قبل إرسالها إلى علماء الفلك في مختلف أنحاء العالم. ومن بين المستعرات الأعظمية في البيانات أحداث عابرة أخرى مثل النجوم المتغيرة والكيلونوفا، وهو الاصطدام العنيف بين بقايا النجوم الكثيفة للغاية والتي تسمى النجوم النيوترونية.

واختتم مولر حديثه قائلاً: "نظرًا للكميات الكبيرة من البيانات، لم نعد قادرين على ممارسة العلوم بنفس الطريقة التي كنا نفعلها من قبل". "إن روبين يمثل تحولاً جيلياً. ومسؤوليتنا هي تطوير الأساليب التي سيستخدمها الجيل القادم."


تابعونا على أخبار جوجل


شارك الخبر