اجرامی که راز لحظات اولیهی مرگ ستارگان را فاش میکنند!
مجله علمی ایلیاد - گروهی بینالمللی از دانشمندان شامل ستارهشناسانی از دانشگاه لیکستر، بث و وارویک شواهدی یافتند که وجود پدیدهی «پیلهی داغ» را به اثبات میکند. بر اساس تئوری پیلهی داغ، مقداری ماده به صورت پیچیده شده درون یک جت نسبی، از ستارهی در حال مرگ به بیرون پرتاب میشود. نتایج این یافتهها در مجلهی Nature به چاپ رسیده است.
جت نسبی یک پدیدهی فوقالعاده قدرتمند است و جت پلاسمایی را شامل میشود که با سرعتی نزدیک به سرعت نور از سیاهچالهها به بیرون پرتاب میشود و میتواند مسیری به اندازهی میلیونها سال نوری را طی کند. رصدهای انجام شده از ابرنواختر SN2017iuk نشان داده است که این ابرنواختر با سرعتی برابر یکسوم سرعت نور در حال منبسط شدن است. این سریعترین انبساط کشف شدهی ابرنواخترها است. پایش جریانهای خروجی طی چندین هفتهی متوالی، نشاندهندهی تفاوت آشکار بین ترکیبات شیمیایی اولیه و ترکیبات شیمیایی جریانهای خروجی در دیگر زمانها است.
اینها همه نشان دهندهی وجود پیلههای داغ هستند و کمبود دانش ما دربارهی چگونگی فعل و انفعال بین مواد خارج شده از یک ستاره با پوشش ستارهای حول آنرا، کامل کرده و رابطهی بالقوهای بین دو نوع کاملاً مجزای ابرنواخترها ایجاد میکند. ابرنواختر در واقع نشان دهندهی مراحل نهایی مرگ یک ستارهی بزرگ است. در این مرحله، هستهی ستاره شکافته شده و لایههای بیرونی آن به سرعت به اطراف پراکنده میشوند. SN2017iuk به دستهای از ابرنواخترهای بزرگ تعلق دارد که در برخی موارد آنها را «فرانواختر» نیز مینامند. از آنجا که در برخی موارد این ابرنواخترها به همراه خود انفجار اشعهی گاما دارند، «GRB-SNe» نیز نامیده میشوند.
در زمان مرگ یک ستاره، پرتوی باریکی از مواد میتواند از قطبهای ستاره خارج شود که در ابتدا با پرتوی گاما به شدت میدرخشد و سپس در همهی طیف الکترومغناطیسی میدرخشد. این پدیده به نام GRB شناخته میشود. تا کنون، ستارهشناسان از مطالعهی لحظات اولیهی توسعهی ابرنواخترهای اینچنینی ناتوان بودند، ولی با وجود ابرنواختر SN2017iuk در فاصلهی ۵۰۰ میلیون سال نوری از زمین، میتوان این لحظات را تشخیص داده و مطالعات خود را روی آن انجام دهند.
دکتر «رانا استارلینگ» از بخش فیزیک و نجوم دانشگاه لیکستر، میگوید: «این رخداد در واقع چیزی است که ارزش پیگیری را دارد، زیرا در یک کهکشان مارپیچی که در مقیاس کهکشانی در فاصلهی نزدیکی از ما قرار دارد، رخ میدهد. وقتی که اولین مجموعهی دادهها بهدست آمدند، مشخص شد که مولفهی نوری غیرمعمولی نیز وجود دارد که رنگ آن آبی است و باعث شد بررسیهای بیشتری برای پیدا کردن منشاء آن با استفاده از پیدا کردن نحوهی تکامل آن و همچنین طیفسنجی جزئی انجام شود. انفجار اشعهی گاما به خودی خود ضعیف است و باعث میشود ما بتوانیم دیگر فرآیندهای اطراف جت تشکیل شده را مشاهده کنیم. ایدهی تشکیل پیلهای از گازهای گرم شده که توسط جتهای اینشتین در هنگام خارج شدن از ستارهها ایجاد میشوند، در موارد دیگر نیز پیشنهاد شده است، ولی در اینجا شواهدی که برای اثبات وجود این پدیده نیاز بود را بهدست آوردیم.»
از رصدهای انجام شده توسط رصدخانههای روی زمین و ایستگاههای فضایی در طولموجهای مختلف برای پایش ابرنواختر در ۳۰ روز گذشته، استفاده شده است. این پدیده برای اولین بار توسط رصدخانهی نیل گارل سویفت مشاهده شد. سویفت در واقع یکی از ماموریتهای ناسا بوده که در آن دانشگاه لیکستر یکی از سه همکار ماموریت محسوب شده و میزبان این ماموریت در مرکز دادهی بریتانیا است.
دادههای بهدست آمده از رصدخانهی GOTO به ردیابی نور ابرنواختر کمک کرده است. طیفسنجی انجام شده توسط گروهی از محققین به سرپرستی پروفسور «نیال تنویر» از دانشگاه لیکستر نیز به این پروژه کرده است. این گروه محققین از تلسکوپهای ۸ میلیمتری که در رصدخانهی اروپای جنوبی قرار دارند، استفاده کرده است. پروفسور تنویر میگوید: «جت نسبی مانند تیری که از درون یک سیب به بیرون پرتاب میشود، از ستاره خارج میشود. چیزی که ما برای اولین بار دیدیم، بقایای حاصل از انفجار تیر در سیب بود.»
سرعتهایی در حد ۱۱۵،۰۰۰ کیلومتر بر ساعت برای انبساط ابرنواختر اندازهگیری شده است. تفاوت ترکیبات شیمیایی بین انبساط اولیهی ابرنواختر در مقایسه با پرتابههای بعدی که غنی از آهن هستند، مشاهده شده است. گروه محققین به این نتیجهگیری رسیده است که فقط چند ساعت پس از شروع فرآیند، پرتاب پیلهی داغ به بیرون رخ داده است.
مدلهای ایجاد ابرنواخترهای کنونی برای پیشبینی میزان بسیار زیاد و پُرسرعت مواد خروجی ناکافی به نظر میرسند. این گروه محققین مدل جدیدی برای ایجاد ابرنواخترها پیشنهاد دادهاند که با واقعیتهای مشاهده شده، همخوانی مناسبی دارد. ابرنواختر SN2017iuk پنجرهای جدید به مراحل اولیهی تشکیل این نوع ابرنواخترها باز کرده است و مشاهدهی ساختارهای پیلهمانند را ممکن کرده است.
نوشته: ScienceDaily
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد