هل تساءلت يومًا عن سبب انفجار نجم ما في السماء دون سابق إنذار؟ لحسن الحظ، استطاع العلماء تحديد شكل النجم قبل انفجاره بلحظات.
تُظهر محاكاة جديدة خفتان ضوء النجوم العملاقة التي هي أصلًا مصدر النجوم النيوترونية في الأشهر الأخيرة قبل انفجارها. لذلك، عند اختفاء نجم عملاق كليًا إلى اللاشيء، فهذا مؤشر جيد أن انفجار المستعر الأعظم لنجم ما سيحدث قريبًا.
من أكثر المناظر المدهشة في الفضاء هي مشاهدة النجوم الحمراء العملاقة التي تفوق كتلتها كتلة الشمس من 8 إلى 20 مرة. تُشارف هذه النجوم على الزوال عندما تحمر، إذ تنخفض الموارد اللازمة لاستمرار عملية الانصهار النووي والموجودة في نواتها.
تُساعد طاقة الانصهار في توليد ضغط خارجي يساوي الضغط الداخلي الناتج عن الجاذبية. عند توقف هذه العملية، يدخل النجم في مرحلة حدوث المستعر الأعظم. والنتيجة النهائية طبعًا هي انفجار النجم وتلاشي أشلائه إلى الفراغ في الفضاء، وانهيار نواته في أغلب الأحيان.
تحديدًا، لاحظ الباحثون تحول نواة النجوم الحمراء العملاقة إلى نجم نيوتروني شديد الكثافة، تقريبًا أكثر من كثافة الشمس من 1.1 إلى 2.3 مرة، ويصبح شكله كرويًا بأبعاد تصل إلى 20 كيلومترًا.
يفقد النجم جزءًا كبيرًا من كتلته قبل حدوث المستعر الأعظم، وما زال العلم عاجزًا عن تفسير فقدان الكتلة هذا حتى من الناحية النظرية.
اكتشف العلماء أيضًا فقدان النجوم الحمراء الهائلة لكم كبير من الغازات والغبار خلال المرحلة المؤدية إلى حدوث المستعر الأعظم، وساعد في هذا الاكتشاف مشاهدة الضوء والغبار اللذين يظهران بعد الانفجار مباشرة. أما بالنسبة للوقت المستغرق لحدوث كل ما سبق، فلا توجد إجابة حتى الآن.
قد تستغرق حادثة المستعر الأعظم للنجوم عدة عقود، أو أقل من سنة كما تُشير دراسات أخرى.
استخدم فريق من الباحثين يترأسهم عالم الفيزياء الفلكية بنجامين ديفيس من جامعة ليفربول جون مورز في المملكة المتحدة، الأدلة المرئية وتقنيات المحاكاة لتتبع مراحل تطور نجم أحمر هائل شارف على الانفجار.
بعد دراسة نتائج المحاكاة، وجد الباحثون أن المواد التي تأخذ شكل غيمة وتحيط بالنجم تمنع وصول الضوء المرئي إليه 100 مرة أكثر، وأيضًا تمنع وصول الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء أكثر بـ 10 مرات. يحدث كل ذلك قبل حدوث المستعر الأعظم.
يشرح ديفيس ما يحدث قائلًا إن المواد الكثيفة تحجب النجم كليًا، ما يجعله شبه معدوم في نطاق الرؤية البشري. هذا يعني أنك لن ترى النجم في اليوم الذي يسبق حدوث المستعر الأعظم.
عزم الباحثون على إيجاد أدلة مرئية تُساعد في تحديد المدة الزمنية لتلاشي كتلة النجم. تبين أن المدة الزمنية لتلاشي كتلة النجم هي بحدود السنة، إذ قد التُقطت صور لنجوم أخرى قبل سنة من حدوث المستعر الأعظم.
تختلف هذه النتيجة عن نتيجة أخرى وصل إليها الباحثون عند دراسة تلاشي كتلة نجم منكب الجوزاء، لأن تلاشي كتلة نجم منكب الجوزاء الذي أدى إلى خفتان ضوئه حدث ببطء، وتُشير التقديرات الموضوعة إلى أن النجم سينفجر بعد 1.5 مليون سنة.
يقول ديفيس: «حتى الآن، لم نكن قادرين على إجراء دراسة تفصيلية لانفجار المستعر الأعظم لنجم ما إلا بعد ساعات من حدوثها. ستساعد النتائج الأخيرة التي جمعناها من هذه الدراسة على الاستعداد لمراقبة حدوث المستعر الأعظم للنجوم لحظة حدوثها».
نُشر هذا البحث مجلة Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
اقرأ أيضًا:
في حدث فلكي عظيم، رصد أول انفجار مستعر أعظم ماكرو (كيلونوفا)
كوكبنا قد يكون مسافرًا داخل حطام مستعر أعظم قديم
ترجمة: طاهر قوجة
تدقيق: باسل حميدي
