كيف غيّر المستعر الأعظم الذي تم رصده منذ أكثر من ثمانية قرون فهمنا

شوهد المستعر الأعظم SN 1181 بالعين المجردة في اليابان والصين منذ 843 عامًا في عام 1181 م. ومع ذلك، لم يكن من الممكن التعرف على بقاياه لفترة طويلة. في عام 2021، تم التعرف على السديم Pa 30 الواقع باتجاه كوكبة ذات الكرسي مع المستعر الأعظم SN 1181. النجم القزم الأبيض الموجود في مركز سديم Pa 30، والذي يسمى الآن نجم باركر، هو من بقايا حدث المستعر الأعظم الذي كان نتيجة اندماج النجمين. اثنين من الأقزام البيضاء. كان حدث المستعر الأعظم هذا نادرًا وتم تصنيفه على أنه SN Type Iax. تشير دراسة حديثة إلى أن بقايا هذا المستعر الأعظم تخضع لعملية اندماج مرة أخرى والتي بدأت مؤخرًا حوالي عام 1990.  

لن تبقى الأرض والشمس على حالهما إلى الأبد. ستظل الأرض صالحة للسكن لمدة 4 مليارات سنة أخرى حتى تدخل الشمس مرحلتها النهائية (باستثناء الكوارث التي من صنع الإنسان أو الكوارث الطبيعية مثل الحرب النووية، أو التأثير مع تأثير الكويكب، ثوران بركاني هائل، الخ).  

الشمس نجم عادي وشاب نسبيًا في مجرتنا الأم. مثل كل النجوم، للشمس أيضًا دورة حياة، فقد ولدت منذ حوالي 4.6 مليار سنة وستموت في المستقبل. وفي غضون حوالي 4 مليارات سنة من الآن، سوف ينفد الهيدروجين الذي يغذي الاندماج النووي في قلبه لتوليد الطاقة عندما يبدأ الانهيار الجاذبي. سيؤدي الضغط المتزايد الناتج عن انهيار النواة إلى اندماج نووي للعناصر الأثقل في القلب. ونتيجة لذلك، سترتفع درجة حرارة الشمس، وسوف تتوسع الطبقة الخارجية للغلاف الجوي الشمسي بعيدًا في الفضاء وتبتلع الكواكب القريبة بما في ذلك الأرض. وستستمر مرحلة العملاق الأحمر هذه لنحو مليار سنة. في نهاية المطاف، سوف تنهار الشمس لتصبح قزمًا أبيض.  

على عكس الطريقة التي ستموت بها الشمس في المستقبل، فإن المرحلة النهائية لنجم ضخم هي حدث فلكي. عندما ينفد وقود النجوم الأثقل من 8 كتل شمسية من أجل الاندماج النووي وتكون غير قادرة على إنتاج طاقة كافية لمواجهة قوة الجاذبية الداخلية، فإن قلبها ينهار في فترة قصيرة من الزمن. ويخلق الانفجار الداخلي موجات صدمية هائلة ويطلق على الحدث العابر المضيء القوي اسم "الانفجار الداخلي". سوبر نوفا ونتيجة بقايا مستعر أعظم (بقايا المستعر الأعظم ستكون نجما نيوترونيا إذا كانت كتلة النجم الأصلي بين 8 إلى 20 كتلة شمسية. وإذا كانت كتلة النجم الأصلي أكثر من 20 كتلة شمسية، فإن بقايا المستعر الأعظم ستكون عبارة عن بقايا مستعر أعظم) الثقب الأسود).  

المستعرات قد ينجم أيضًا عن إعادة الاشتعال المفاجئ للاندماج النووي في قزم أبيض عندما ترتفع درجة حرارته بما يكفي لتحفيز الاندماج النووي الجامح. يحدث هذا بسبب الاندماج مع قزم أبيض آخر أو بسبب تراكم المواد من رفيق ثنائي.  

المستعر الأعظم SN 1181  

في الألفي سنة الأخيرة، تمت ملاحظة تسعة أحداث فلكية مضيئة وعابرة (المستعر الأعظم) في مجرتنا درب التبانة. وقد تمت ملاحظة أحد هذه الأحداث القوية وتأريخها في اليابان والصين منذ حوالي 843 عامًا في عام 1181 م. كان "النجم الضيف" مرئيًا لمدة 185 يومًا من 6 أغسطس 1181 إلى 6 فبراير 1182. وقد أُطلق عليه اسم المستعر الأعظم 1181 (SN1181)، ومع ذلك، لم يتم تأكيد تحديد بقاياه حتى وقت قريب.  

تحديد المستعر الأعظم المتبقي SNR 1181 

تم العثور على سديم انبعاث الأشعة تحت الحمراء الدائري في أرشيف بيانات ناسا في عام 2013 من قبل عالمة الفلك الهواة دانا باتشيك التي أطلقت عليه اسم السديم Pa 30. لاحظ علماء الفلك المحترفون رقعة باهتة من الانبعاث المنتشر لكنهم لم يعثروا على انبعاث الهيدروجين. أ قزم ضخم تم اكتشاف نجم (WD) داخل غلاف الأشعة تحت الحمراء بعد بضع سنوات في عام 2019 والذي أظهر خصائص فريدة ويعتقد أنه تشكل بسبب اندماج القزم الأبيض الكربون والأكسجين (CO WD) والقزم الأبيض الأكسجين والنيون (ONE WD). أدى اندماج القزمين الأبيضين إلى حدوث حدث سوبر نوفا. لاحقًا، في عام 2021، وجد أن السديم Pa 30 أظهر خطوط انبعاث كبريت وسرعة تمدد تبلغ 1100 كم/ثانية. وقد قُدر عمره بحوالي 1000 عام، ووُجد أنه يقع حول النقطة التي شوهد فيها "النجم الضيف" عام 1181 م. أدت هذه النتائج إلى التعرف على سديم Pa 30 الواقع باتجاه كوكبة ذات الكرسي مع المستعر الأعظم الذي شوهد منذ أكثر من ثمانية قرون. النجم القزم الأبيض الموجود في مركز سديم Pa 30، والذي يسمى الآن نجم باركر، هو من بقايا حدث المستعر الأعظم SN1181 ويتم تصنيف الحدث على أنه SN Type Iax. الأدلة من دراسة لاحقة نشرت في عام 2023 تدعم النتائج المذكورة أعلاه.   

بدأت الرياح النجمية عالية السرعة تهب مؤخرًا بعد عام 1990 

تم إنشاء ما تبقى من SNR 1181 عن طريق اندماج اثنين من الأقزام البيضاء. عادة، عندما يندمج قزمان أبيضان، ينفجران ويختفيان. ومع ذلك، أدى هذا الاندماج إلى خلق نوع نادر من المستعرات الأعظم يسمى النوع Iax وترك وراءه قزمًا أبيض واحدًا سريع الدوران. تطلق الأقزام البيضاء الدوارة تيارات سريعة التدفق من الجسيمات (تسمى الرياح النجمية) مباشرة بعد تكوينها. في هذه الحالة، يُظهر النجم المركزي لسديم P 30 العديد من الخيوط المتقاربة بالقرب من النجم المركزي بسبب الرياح النجمية السريعة التي تهب فوق قشرة مقذوفات المستعر الأعظم. لاحظ علماء الفلك منطقة صدمة خارجية ومنطقة صدمة داخلية في SNR 1181.  

وفي دراسة حديثة، قام الباحثون بتحليل أحدث بيانات الأشعة السينية وطوروا نموذجًا أظهر أن الحجم المرصود لمنطقة الصدمة الداخلية لا يتناسب مع الحجم المتوقع لو أن الرياح النجمية بدأت تهب بعد وقت قصير من تكوين البقايا. وفقًا لنموذج الكمبيوتر الخاص بهم، يشير الحجم الفعلي المرصود لمنطقة الصدمة الداخلية إلى أن الرياح النجمية عالية السرعة بدأت تهب مؤخرًا بعد عام 1990. وهذا أمر مذهل للغاية. ربما حدث هذا لأن بعض مقذوفات المستعر الأعظم سقطت مرة أخرى على سطح القزم الأبيض لاحقًا مما أدى إلى زيادة درجة الحرارة والضغط إلى ما بعد العتبة للسماح ببدء التفاعل النووي الحراري واستئناف الاحتراق. ويعمل الباحثون الآن على التحقق من صحة النموذج.  

*** 

المراجع:  

1. ريتر أ.، وآخرون 2021. بقايا وأصل المستعر الأعظم التاريخي 1181 م. رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. 918 (2): ل33. أرخايف: 2105.12384. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac2253  

2. Schaefer BE، 2023. المسار من الملاحظات الصينية واليابانية للمستعر الأعظم 1181 م، إلى المستعر الأعظم من النوع Iax، إلى اندماج الأقزام البيضاء CO وONE. الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، المجلد 523، العدد 3، أغسطس 2023، الصفحات 3885-3904. معرف الهوية الرقمي:  https://doi.org/10.1093/mnras/stad717 . نسخة ما قبل الطباعة أرخايف: 2301.04807 

3. تاكاتوشي كو, وآخرون 2024. "نموذج ديناميكي لـ IRAS 00500+6713: بقايا مستعر أعظم من النوع Iax SN 1181 يستضيف منتج اندماج مزدوج منحل WD J005311"، مجلة الفيزياء الفلكية: 5 يوليو 2024، DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad4d99 

4. جامعة طوكيو. بيان صحفي - تهب رياح جديدة من المستعر الأعظم التاريخي. تم النشر في 5 يوليو 2024. متاح على https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00361.html 

***