المستعر الأعظم الوحيد في الكون

اصطدام نجم نيوتروني منفجر ورفيقه القزم الأبيض من مجرتهما في أعماق الكون بين المجرات

يزعم باحثون من جامعة وارويك أنهم تمكنوا من تفسير لغز أندر المستعرات الأعظم في الكون. ربما تكونت نتيجة لأنظمة نجمية مزدوجة مدمجة تم رميها بعيدًا عن المجرة المضيفة لها، عندما يتعرض أحد النجوم في الزوج الذي أصبح نجمًا نيوترونيًا لصدمة ثانية عندما ينجذب إلى شريكه - القزم الأبيض.

من الصعب أن نفهم كيف نكتشف أحيانًا في الفراغ الشاسع للفضاء بصمات إشعاعية غريبة، تشير إلى انفجارات مضيئة، على الرغم من أنها ليست مشرقة ولا طويلة الأمد مثل المستعرات الأعظم التقليدية، والتي تنشأ في الفراغ السحيق بين المجرات.

بدأ فريق من علماء الفلك من جامعة وارويك في المملكة المتحدة في فهم طبيعة هذه الأحداث العشوائية التي يشار إليها غالبًا باسم المستعرات العظمى الأكثر وحدة في الكون. ويفترضون أن هذه الأحداث نشأت عن طريق تصادمات بين الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية، وكلاهما تم طردهما من مجرتهما.

"أحد أغرب الجوانب هو أن الانفجار لوحظ في أماكن غير عادية. إذا نظرت إلى مجرة ​​ما، فإنك تتوقع أن تحدث جميع الانفجارات تقريبًا بما يتماشى مع مستوى النجوم." قال المؤلف الرئيسي جوزيف ليمان من جامعة وارويك. "ومع ذلك، فإن نسبة كبيرة منها تنفجر على مسافات شاسعة من مجراتها، في مناطق يكون فيها عدد الأنظمة النجمية صغيرا".

في البداية، توقع الفريق احتمال وجود مجرات قزمة صغيرة مختبئة تحت حد الاكتشاف، لكنهم لم يعثروا على شيء حتى عندما استخدموا أفضل التلسكوبات في العالم - التلسكوب الكبير جدًا في تشيلي وتلسكوب هابل الفضائي.

"لذا فإن السؤال هو كيف وصلوا إلى هناك؟" متأمل المواطن العادي. حوالي ثلث هذه الأحداث تحدث على بعد 65 ألف سنة ضوئية على الأقل من مجرة ​​مضيفة محتملة.

"لقد اكتشفنا العشرات من النجوم فائقة السرعة - نجوم منفردة تهرب من مجرتها الأصلية، وتطير بسرعة عبر الفضاء بين المجرات - وحتى عنقود كروي هارب واحد. الطبيعة لديها طريقة "لطرد" الأنظمة من المجرة، على الأرجح من خلال التفاعل مع الثقب الأسود الهائل الموجود في مركز كل مجرة.

ومن المنطقي أن تنتج مثل هذه النجوم أيضًا مستعرات عظمى حتى بعد طردها من المجرة المضيفة، ولكن هذا نوع نادر من المستعرات الأعظم يتم فيه قذف كميات هائلة من الكالسيوم إلى الفضاء. تظهر الدراسات السابقة أن الكالسيوم يشكل ما يصل إلى نصف المادة المقذوفة في هذه الأحداث مقارنة بكمية ضئيلة جدًا من الكالسيوم المقذوفة في المستعرات الأعظم العادية. ليس من الواضح بعد كيف يمكن تفسير هذا النظام الغني بالكالسيوم.

وقارن أعضاء فريق البحث بياناتهم مع انفجارات قصيرة من أشعة جاما، والتي رأوا أيضًا أنها تنفجر في أماكن بعيدة من بعض المجرات. "نعتقد أن هذه الانفجارات الغامضة تحدث عندما يصطدم نجمان نيوترونيان، أو عندما يندمج نجم نيوتروني مع ثقب أسود."

واكتشف فريق البحث أنه إذا اصطدم نجم نيوتروني بقزم أبيض، فإن الانفجار لا يمكن أن يوفر طاقة كافية فقط لخلق لمعان منخفض للانفجار، بل يمكن أن يتسبب أيضًا في إخراج الكثير من الكالسيوم.

وقال ليمان: "نحن نفترض أن هذه الأنظمة تم طردها من مجرتها". "المرشح الجيد في هذا السيناريو هو قزم أبيض ونجم نيوتروني في نظام ثنائي. يتشكل النجم النيوتروني عندما ينهي نجم ضخم حياته في حدث مستعر أعظم. تتسبب آلية انفجار المستعر الأعظم في قذف النجم النيوتروني إلى سرعات عالية جدًا (مئات الكيلومترات في الثانية). هذه السرعة العالية يمكن أن تتسبب في هروبه من مجرته، وإذا نجا نظام نجمي مزدوج من الركلة، فسوف يندمج القزم الأبيض والنجم النيوتروني في انفجار.

يجب أن ينتج عن كل عملية اندماج أيضًا انفجارات أشعة جاما عالية الطاقة، لذلك يجب معايرة أنظمة مراقبة انفجارات أشعة جاما للتعرف على المزيد من هذه الأحداث.

تم نشر المقال بتاريخ 7/8/14 في المجلة الشهرية للجمعية الفلكية الملكية وهي متاحة على الانترنت.

للحصول على الأخبار في الكون اليوم