يمكن أن يساعد نظام “الإنذار المبكر” الجديد علماء الفلك على مشاهدة انفجار مستعر أعظم في الوقت الفعلي
اكتشف العلماء دليلًا واضحًا على أن نجمًا على وشك التحول إلى مستعر أعظم. توصلت دراسة جديدة إلى أن الاكتشاف الجديد يمكن أن يساعد علماء الفلك على تطوير “نظام إنذار مبكر” قبل حدوث أحد هذه الانفجارات الكونية والذي من شأنه أن يسمح للعلماء بمشاهدة أحدها في الوقت الفعلي.
قال كبير مؤلفي الدراسة بنيامين ديفيز: “من خلال نظام الإنذار المبكر هذا ، يمكننا الاستعداد لمراقبتها في الوقت الفعلي ، لتوجيه أفضل التلسكوبات في العالم نحو النجوم الأولية”. مع هذا التحذير المبكر ، يمكن للعلماء بعد ذلك “مشاهدتهم تتفرق حرفياً أمام أعيننا”.
نشرت في 13 أكتوبر في مجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية ، الدراسة تحاكي البيانات حول الشكل الذي ستبدو عليه النجوم العملاقة الحمراء في العام قبل ظهور المستعر الأعظم. تتضخم هذه النجوم في الحجم ويمكن أن تدمر نفسها في مستعر أعظم من النوع II-P ، أو انفجار عنيف يحدث في النجوم التي يتراوح حجمها بين ثمانية و 40 إلى 50 كتلة شمسية. تكشف عمليات المحاكاة أنه قبل حدوث هذا الانفجار ، تتراكم شرنقة من الغبار المحيط بالنجم.
“أظهرت الدراسات الحديثة للمستعرات الأعظمية أن النجم الذي انفجر كان متداخلًا داخل شرنقة سميكة من المواد ، يُفترض أنها طردت من النجم قبل موته بقليل” ، هذا ما قاله ديفيز ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ليفربول جون مورس في المملكة المتحدة. أخبر Live Science في رسالة بريد إلكتروني.
حددت الورقة أن النجوم التي تزيد كتلتها عن ثمانية إلى عشرين ضعف كتلة الشمس وفي المرحلة الأخيرة من العملاق الأحمر تخضع لتغيرات دراماتيكية في الأشهر القليلة الماضية.
وقال ديفيز: “ليس لدينا أي فكرة عن سبب قيام النجوم بهذا – لم يكن ذلك متوقعًا ، وصور النجوم التي التقطت قبل عام واحد تقريبًا من وفاتها لا تظهر شيئًا غير مرغوب فيه”.
تصبح هذه النجوم فجأة أكثر خفوتًا بحوالي 100 مرة في الضوء المرئي في الأشهر القليلة الأخيرة قبل أن تموت. قد يكون هذا التعتيم ناتجًا عن تراكم مفاجئ للمواد حول النجم ، مما يحجب ضوءه ، على الرغم من أن العلماء غير متأكدين من كيفية حدوث ذلك.
قال ديفيز: “أفضل رهان لدينا هو أن المراحل المتأخرة جدًا من الاحتراق النووي تؤدي إلى موجات الجاذبية / الضغط التي تنتشر على سطح” النجم المنهار. كان العلماء في السابق نظري (يفتح في علامة تبويب جديدة) أن هذا يحدث لأكثر المستعرات الأعظمية تطرفاً. وأضاف ديفيز “لكننا لن نعرف حتى نتمكن من مشاهدتها وهي تحدث”.
فرصة مشاهدة انفجار سوبرنوفا في الوقت الحقيقي قد استعصت حتى الآن على علماء الفلك. كانت الملاحظة الأقرب حتى الآن هي SN 2013fs ، وهو انفجار سوبرنوفا لنجم عملاق أحمر في المجرة الحلزونية NGC 7610 على بعد 160 مليون سنة ضوئية من أرض في كوكبة بيغاسوس. كانت لوحظ في أكتوبر 2013 ، بعد ثلاث ساعات فقط من وصول ضوءه إلى الأرض (يفتح في علامة تبويب جديدة).
وقال ديفيز: “عندما ترى المستعر الأعظم في وقت مبكر ، ترى الحافة الخارجية للشرنقة مضاءة من الداخل بالانفجار السريع”. “من خلال المراقبة المستمرة لها [the astronomers] كانت قادرة على تحديد الوقت الذي تجاوز فيه المستعر الأعظم الشرنقة ، ومن ثم تحديد المسافة التي امتدتها عن النجم “.
نظرًا لأن المادة الكثيفة تقريبًا تحجب النجم تمامًا قبل الانفجار مباشرة ، فإن علماء الفلك الذين يأملون في التقاط مستعر أعظم في الوقت الفعلي سيحتاجون إلى تلسكوبات يمكنها تنبيههم إلى نجم أصبح أكثر خفوتًا بمقدار 100 مرة في الجزء المرئي من الطيف ، وفقًا لذلك. على الورق.
سيكون ذلك ممكنًا مع مرصد Vera Rubin (VRO) القادم ، المقرر أن يبدأ تشغيله على الإنترنت في عام 2023 ، حيث سيبحث المسح الشامل الذي يعمل بكاميرا 3.2 جيجا بكسل عن تغييرات طفيفة في السماء المرئية بأكملها كل ثلاث ليال.
قال ديفيز: “سيكون VRO قادرًا على رؤية ما يقرب من نصف النجوم العملاقة الحمراء في غضون حوالي 10 ملايين سنة ضوئية ، مما يسمح لنا بمراقبتها كل بضعة أيام أو نحو ذلك”. “إذا رأينا أحدهم يبدأ فجأة في التعتيم بشكل كبير ، فقد يكون هذا مؤشرا على أن العد التنازلي للمستعر الأعظم قد بدأ.”
باستخدام هذه المعلومات ، سيتمكن علماء الفلك من توجيه التلسكوبات الأخرى إلى الهدف لدراسة الظروف الفيزيائية للغلاف الجوي للنجم أثناء قذفه وعندما يتحول إلى شرنقة حوله.
أقرب نجم عملاق أحمر إلى النظام الشمسي هو منكب الجوزاء في كوكبة الجبار ، والتي لوحظ أنها فقدت في فبراير 2020 ثلثي لمعانها الطبيعي بعد، بعدما طرد هائل من سطحه. ومع ذلك ، فإن هذا التعتيم لم يكن نتيجة اقتراب مستعر أعظم.
وقال ديفيز: “نجم عملاق أحمر في” العد التنازلي للمستعر الأعظم “سيكون مثل منكب الجوزاء على المنشطات”. “سيصبح أكثر خفوتًا ، وأسرع بكثير ، وربما يختفي عن الأنظار عند الأطوال الموجية المرئية تمامًا في غضون أسابيع.”
النجوم العملاقة الحمراء الأخرى في سماء الليل تشمل العقرب في كوكبة العقرب ، على بعد حوالي 555 سنة ضوئية ، وألدبران في كوكبة الثور ، على بعد حوالي 65 سنة ضوئية.
