معالم في الكون

"بعد وقت قصير من الحدث، تكون انفجارات المستعرات الأعظم نشطة للغاية بحيث لا يمكن جمع المعلومات الأكثر أهمية إلا عند أطوال موجية قصيرة، والتي لا يمكن رؤيتها إلا باستخدام تلسكوب فضائي، لأن الغلاف الجوي للأرض يقوم بتصفية الأطوال الموجية فوق البنفسجية." يقول البروفيسور افيشاي جال يام

يستخدم علماء الفيزياء الفلكية المستعرات الأعظم من النوع Ia (النجوم المتفجرة) لقياس المسافات في الكون. ولكن كيف يمكن للمرء أن يميز الاختلافات بين كل تلك الانفجارات البعيدة؟ للإجابة على هذا السؤال، يجب على المرء أن يفهم ما الذي يسبب انفجار النجم. وقد أسفرت دراسة مشتركة أجراها علماء من معهد وايزمان للعلوم وعلماء من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، ونشرت نتائجها مؤخرا في المجلة العلمية نيتشر، عن رؤى جديدة في هذا المجال.

يقوم نظام تلسكوب آلي، يقع في جنوب كاليفورنيا، بمسح السماء ليلاً بحثًا عن التغيرات في الكون. وعلى الجانب الآخر من العالم، في معهد وايزمان للعلوم، أدرك الدكتور إيلان شجيب، أن أحد الأضواء الوامضة الجديدة التي اكتشفها التلسكوب الكاليفورني هو بالفعل مستعر أعظم، وذلك بعد حوالي أربعة أيام من انفجاره. وأصدر الدكتور شاغيف تحذيرا فوريا بشأن الاكتشاف، وعلى إثره تم توجيه قمر المراقبة "سويفت" التابع لناسا، حتى يكون من الممكن مشاهدة الانفجار. يلتقط التلسكوب الموجود على هذا القمر الصناعي الإشعاع في نطاق الأشعة فوق البنفسجية، وهو غير مرئي للعين البشرية.

يقول البروفيسور أفيشاي جال يام، من قسم فيزياء الجسيمات والفيزياء الفلكية في معهد وايزمان للعلوم: "إن استخدام الأشعة فوق البنفسجية ضروري". "بعد وقت قصير من الحدث، تكون انفجارات المستعرات الأعظم نشطة للغاية بحيث لا يمكن جمع المعلومات الأكثر أهمية إلا عند أطوال موجية قصيرة، والتي لا يمكن رؤيتها إلا باستخدام تلسكوب فضائي، لأن الغلاف الجوي للأرض يقوم بتصفية الأطوال الموجية فوق البنفسجية."

وكجزء من المشروع المشترك، جمع العلماء بيانات عن الأشعة السينية النشطة والأشعة فوق البنفسجية وموجات الراديو - بقيادة الدكتور عساف حوريش من معهد وايزمان للعلوم. قام الطالب الباحث يي كاو، من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، الذي قاد الدراسة، والبروفيسور شري كولكارني، الذي أشرف عليها، بمقارنة البيانات المجمعة في الملاحظات بنماذج مختلفة، للعثور على نموذج قادر على تفسير الظاهرة . ورغم أن هناك اتفاقا واسعا بين علماء الفيزياء الفلكية، على أن النجوم المتفجرة، التي تقاس بها المسافات، هي في الواقع نجوم قديمة مدمجة تسمى الأقزام البيضاء، إلا أن العلماء حتى الآن لم يتفقوا على النموذج المناسب لتفسير أسباب انفجار تلك النجوم.

سمحت عمليات رصد الأشعة فوق البنفسجية للعلماء بمشاهدة مشهد لم يروه من قبل: زيادة حادة وقصيرة للغاية في الإشعاع عالي الطاقة في مرحلة مبكرة جدًا. يقول البروفيسور جال يام: «هذه الزيادة تناسب نموذجًا يكون فيه النجم القزم رفيقًا عملاقًا يدور حوله. يمكن مقارنة القزم الأبيض (المستعر الأعظم المستقبلي) بكتلة الشمس المضغوطة في كرة بحجم الأرض، في حين أن "رفيقه" أكبر بحوالي 50 إلى 100 مرة من الشمس. تنتقل المادة من النجم الكبير إلى النجم الصغير المضغوط، إلى أن يؤدي ضغط الكتلة المضافة في مرحلة ما إلى انفجار النجم الصغير. والزيادة الحادة في مستوى الإشعاع ناجمة عن اصطدام المادة التي انفجرت في الانفجار بنجم «ملوا».

يوضح البروفيسور جال يام أن هذه النتائج توضح، من بين أمور أخرى، أهمية الملاحظات في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. ويأمل أن يتمكن القمر الصناعي الصغير ULTRASAT - الذي تم تصميمه من قبل فريق في معهد وايزمان للعلوم بقيادة البروفيسور إيلي واكسمان، بالتعاون مع وكالة الفضاء الإسرائيلية ووكالة ناسا وعلماء آخرين، والذي تم تصميمه لرصد الأشعة فوق البنفسجية الإشعاع - سيساعد على فهم ما إذا كانت هذه العملية شائعة في المستعرات الأعظم التي تستخدم لقياس المسافات في الكون.