عادل الشهراني 
لعقود من الزمن، ظل علماء الفيزياء الفلكية في حيرة بشأن لغز مخفي على مرأى من الجميع: معظم المستعرات الأعظم تأتي من النجوم الأكثر ضخامة، ويعتقد أن معظم النجوم الأكبر في مجرتنا موجودة في أنظمة متعددة النجوم. لكن لم يعثر أحد على اثنين من المستعرات الأعظم التي تحدث في نظام متعدد النجوم، حتى الآن.
يتكون هذا النظام المكتشف حديثًا من واحدة من بقايا المستعر الأعظم الأكثر دراسة في مجرتنا، IC 443 (سديم قنديل البحر)، وبقايا ثانية أكثر خفوتا، تسمى G189.6+3.3، تكمن في مكان قريب. يتألق IC 443 بشكل ساطع لدرجة أنه يطغى على البقية الثانية، وهو ما تم تأكيده فقط من خلال كميات كبيرة من البيانات القديمة والملاحظات الجديدة من التلسكوبات الفضائية الجديدة شديدة الحساسية.
عادةً ما يبحث علماء الفلك عن بقايا المستعرات الأعظم – النجوم النيوترونية والثقب الأسود العرضي، بالإضافة إلى بيئتهم المستنفدة للطاقة – من خلال موجات الصدمة التي خلفتها ولادتهم الكارثية. تحدث موجات الصدمة هذه عندما ينفد الوقود من قلب نجم ضخم، وينفجر ويتسبب في تفجير بقية النجم. للكشف عن موجات الصدمة الصادرة عن هذا المستعر الأعظم الثنائي، اعتمد علماء الفلك على علامتين دقيقتين: بنية قذيفة كروية من الحطام وشعاع من المواد النجمية المقذوفة التي تضرب الغاز البينجمي المحيط.
دعماً للصحافة العلمية
إذا استمتعت بهذا المقال، فكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال يشترك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد في ضمان مستقبل القصص ذات المغزى حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.
في عام 2023، وجد فريق يستخدم eROSITA، وهو تلسكوب للأشعة السينية تم إطلاقه في عام 2019، دليلاً على وجود هيكل غلاف بلازما تم تسخينه إلى أكثر من ثمانية ملايين درجة مئوية، لكن الضوء الساطع ظل بعيد المنال. غالبًا ما يُرى الضوء في إشارات الراديو؛ لكن G189.6+3.3 لا تحتوي على إشارة راديوية تتوافق مع هيكل القشرة بالكامل. الأدلة ليست واضحة بما يكفي لتكون بمثابة “دليل دامغ” على بقايا المستعر الأعظم الثاني.
حدث الاختراق عندما بحث علماء الفلك بدلاً من ذلك عن أشعة جاما (شكل من الضوء ذو طاقة أعلى من موجات الراديو). باستخدام 16 عامًا من البيانات المستقاة من تلسكوب فيرمي لأشعة غاما الفضائي التابع لناسا، وجد فريق بقيادة ميلتياديس ميكايليديس، عالم الفلك في جامعة ستانفورد والمؤلف الرئيسي للدراسة، توهجًا معقدًا لأشعة جاما يتتبع غلاف الأشعة السينية، مما يشير إلى أن G189.6 + 3.3، في الواقع، هي بقايا مستعر أعظم. التفاصيل تنشر في التواصل في الطبيعة.
ومع ذلك، فهذه ليست مجرد بقايا مستعر أعظم. وبالنظر بشكل أعمق إلى بيانات أشعة جاما، وجد الفريق أن الجزء الشمالي من البقايا يصدر إشارة مختلفة عن بقية المنطقة. ويقولون إن هذا الاختلاف يعني أن نوعين مختلفين من الجسيمات يصدرون أشعة جاما ضمن موجات الصدمة المتوسعة. ويرى الباحثون أن هذه الرؤية توفر أدلة قوية حول كيفية تشكل هذين المستعرين الأعظم.
يبدو أن معظم G189.6 + 3.3 موجود في حجم صغير نسبيًا من الفضاء، لذا فإن توهج أشعة جاما هناك يأتي من الإلكترونات المعجلة بموجة الصدمة المتدفقة عبر تلك المنطقة. ومع ذلك، يتوهج الجزء الشمالي من البقايا بأشعة جاما الصادرة عن البروتونات المتسارعة، مما يشير إلى أن الصدمة تتفاعل مع سحابة كثيفة من غاز الهيدروجين المتأين تسمى منطقة S249 H II. لقد حدث أن هذه السحابة هي الوحيدة التي يعرفها علماء الفلك والتي تتفاعل مع سديم قنديل البحر، مما يشير بقوة إلى أن هاتين البقايا هما في الواقع جيران وليسا كائنين منفصلين بعيدين عن بعضهما البعض ولا يظهران إلا بالقرب من بعضهما البعض في سماء الأرض.
في عمليات المحاكاة الحاسوبية اللاحقة، أنشأ الفريق تسلسلاً معقولاً للأحداث: بدأ الجسمان كزوج، كل منهما نجم ضخم قصير العمر مرتبط بالآخر بواسطة جاذبيته. وعندما انفجر النجم الأول، أدت قوة الانفجار إلى إرسال النجم الثاني إلى الفضاء. لقد سافر مسافة كافية لدرجة أنه عندما انفجر النجم الثاني، لم يندمج هذا المستعر الأعظم الثاني مع بقايا الأول. بالإضافة إلى ذلك، “حدث انفجارا المستعر الأعظم على نطاق زمني فلكي قصير” في غضون بضعة آلاف أو عشرات الآلاف من السنين من بعضها البعض، كما يقول ميكاكو ماتسورا، عالم الفلك في جامعة كارديف في ويلز، والذي لم يشارك في الدراسة.
من خلال الربط التام بين هذين المستعرين الأعظم، يمكن للعلماء الآن قياس التوقيت والمسافة بينهما – واستخدام ذلك لحساب مباشر، لأول مرة، ليس فقط طاقة المستعر الأعظم ولكن كيفية انتشار تلك الطاقة حوله وإرسال قطع من الشظايا النجمية عبر الفضاء السحيق. وهذا بدوره يساعد على تحسين فهمنا للصورة الأكبر لكيفية تشكل النجوم والمجرات.
الدراسة لها آثار كبيرة على دراسة أنظمة النجوم الثنائية أيضًا. وقال ميشيليديس: “لدينا نماذج نظرية لتطور الثنائيات والمراحل المختلفة لتطور النجوم”. الآن يمكن التحقق من النماذج مقابل الملاحظات المادية الفعلية.
بالإضافة إلى ذلك، قال ماتسورا، إن بقايا المستعر الأعظم الثنائي هذه “يمكن أن تحاكي الظروف (التي كانت موجودة) في العصور المبكرة للكون”، عندما كان الكون لا يزال صغيرًا ومليئًا بالعديد من النجوم الضخمة المتفاعلة باستمرار وقصيرة العمر. ولذلك، فإن الفحص الدقيق لهذا النظام المكتشف حديثًا سيكشف المزيد عن حياة ووفيات هذه النجوم المبكرة المنقرضة.
وكخطوة تالية، يخطط الفريق الآن للبحث عن بقايا مستعر أعظم ثنائي آخر. ومع توفر المزيد من الأمثلة، يأملون في تحسين نماذجهم النظرية للتنبؤ بشكل أفضل بكيفية ومكان ظهور هذه الأنظمة الغريبة وتطورها في مجرة درب التبانة وفي جميع أنحاء الكون.
حان الوقت للدفاع عن العلم
إذا استمتعت بهذا المقال، أود أن أطلب دعمكم. العلمية الأمريكية لقد كانت بمثابة حافز للعلم والصناعة لمدة 180 عامًا، وربما تكون الآن اللحظة الأكثر أهمية في تاريخ القرنين.
أصبحت أ العلمية الأمريكية لقد اشتركت فيها منذ أن كان عمري 12 عامًا، وقد ساعدت في تشكيل الطريقة التي أرى بها العالم. SciAm لقد علمتني وأمتعتني دائمًا، وألهمت شعورًا بالرهبة تجاه عالمنا الواسع الجميل. وآمل أن يفعل الشيء نفسه بالنسبة لك.
إذا كنت الاشتراك في العلمية الأمريكيةأنت تساعد في ضمان تركيز تغطيتنا على البحث والاكتشاف الهادف؛ وأن لدينا الموارد اللازمة للإبلاغ عن القرارات التي تهدد المختبرات في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ وأننا ندعم العلماء الناشئين والعاملين في وقت حيث غالبًا ما لا يتم الاعتراف بقيمة العلم نفسه.
وفي المقابل ستصلك أخبار مهمة، ملفات بودكاست آسرة، ورسوم بيانية رائعة، نشرات إخبارية لا تُنسى، ومقاطع فيديو يجب مشاهدتها، ألعاب التحدي، وأفضل الكتابة والتقرير في عالم العلوم. يمكنك حتى إهداء شخص ما الاشتراك.
لم يكن هناك وقت أكثر أهمية بالنسبة لنا للوقوف وإظهار أهمية العلم. وآمل أن تدعمونا في هذه المهمة.
