أخيرًا ، مستعر أعظم يلتقط الإلكترون

منظر جانبي لمجرة ملونة مع عصابات غبار ، والمستعر الأعظم لالتقاط الإلكترون ، نقطة مضيئة كبيرة قريبة.

يظهر Supernova 2018zd كنقطة بيضاء كبيرة ومشرقة في هذه الصورة على يمين المجرة المضيفة ، NGC 2146.مستعر أعظم يلتقط الإلكترونيقول علماء الفلك. لمدة 40 عامًا ، اعتقد علماء الفلك أن هذا النوع من المستعرات الأعظمية يجب أن يكون موجودًا. الآن وجدوا هذا. الصورة عبر NASA / STScI / J. DePasquale /مرصد لاس كومبريس.

لأول مرة ، وجد علماء الفلك أدلة مقنعة لنوع جديد منسوبرنوفا- نوع جديد من الانفجار النجمي - مدعوم منالتقاط الإلكترون. أنهمأعلناكتشافهم في أواخر يونيو 2021. إنه نوع من المستعرات الأعظمية تم التنبؤ به قبل 40 عامًا ، ولكن لم يتم رصده حتى الآن. حدد علماء الفلك هذا المستعر الأعظم SN 2018zd. تقع في مجرة ​​بعيدة ، NGC 2146 ، 21 مليونسنوات ضوئيةبعيدا.

تحل النتائج لغزًا حول أحد أشهر الأشياء في السماء ، وهوسديم السلطعون. يعتقد علماء الفلك أن هذه السحابة في الفضاء قد تكون بقايا مستعر أعظم انفجر في عام 1054 بعد الميلاد.وقال هؤلاء العلماء إن السلطعون نشأ على الأرجح من مستعر أعظم يلتقط الإلكترون ، مثل SN 2018zd.

الفريقنشرتأبحاثهم فيمراجعة الأقرانمجلةطبيعة سجيةفي 28 يونيو 2021.

دايتشي هيراماتسوقال المؤلف الرئيسي للدراسة:

بدأنا بسؤال 'ما هذا غريب الأطوار؟' ثم درسنا كل جانب من جوانب SN 2018zd وأدركنا أنه يمكن شرحها جميعًا في سيناريو التقاط الإلكترون.

المستعرات الأعظمية من النوع الأول والنوع الثاني

الأسماء والاختلافات بينأنواع مختلفة من المستعرات الأعظميةقد يبدو محيرا. لكن من المفيد تذكر نوعين أساسيين من المستعرات الأعظمية التي تختلف آليات انفجارها الفيزيائية عن بعضها البعض (ومع ذلك ، تستند أسماء الأنواع إلى الاختلافات في ضوءهاالأطياف).



بعبارة أخرى ، تبدأ المستعرات الأعظمية من النوع الأول والنوع الثاني كأنواع مختلفة من الأجسام ، وتنفجر لأسباب مختلفة ، وتترك وراءها أشياء مختلفة.

اكتب المستعر الأعظم Iaيحدث عندما يوجد نجم قزم أبيض صغير كثيف في نظام مزدوج مع نجم آخر. قبل أن يصبح القزم الأبيض قزمًا أبيض ، كان نجمًا كتلته ثمانية أضعاف كتلة شمسنا. في هذا السيناريو ، يسحب القزم الأبيض المادة من رفيقه. عندما يسحب كتلة كافية للوصول إلى حد حرج ، فإنه يخضعالاندماج النووي الجامحوينفجر كنوع Iaسوبرنوفا. في هذه العملية ، من المرجح أن يتفكك القزم الأبيض تمامًا ، ولا يترك شيئًا وراءه.

المستعرات الأعظمية من النوع الثانييحدث عندما يصل نجم أكبر - أكثر من 10 أضعاف كتلة شمسنا - إلى نهاية حياته ووقوده. ثم ينفجر في ما يسمى بانهيار قلب الحديد. المنتج النهائي بعد هذا النوع من الانفجار كثيف وصغير للغايةالنجم النيوتروني، أو حتى أكثر كثافة وأصغرثقب أسود.

مستعر أعظم يلتقط الإلكترونهو النوع الثالث من المستعرات الأعظمية. يقال إنه 'رابط مفقود' بين النوع الأول أ والنوع الثاني. افترض علماء الفلك منذ أوائل الثمانينيات أن المستعرات الأعظمية التي تلتقط الإلكترون موجودة. أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة الجديدة ،كينيتشي نوموتو، كان من أوائل من توقع هذا الاحتمال.

ولكن حتى الآن ، لم يكن هناك دليل واضح على أن أي شخص قد رأى مستعر أعظم يلتقط الإلكترون.

تولد نجوم Super-AGB سوبر نوفا لالتقاط الإلكترون

وقد يكون ذلك بسبب وجود القليل من الأدلة على النجوم السلفية التي من شأنها أن تتسبب في التقاط مستعر أعظم للإلكترون. يسمي علماء الفلك هذا النوع من النجومسوبر الشروط والأحكام النجوم. هذا يعنيالنجوم الفرعية العملاقة فائقة التقارب. اسم اللسان الملتوي هو إشارة إلى مكان وجود النجمة في الكلاسيكيةمخطط هيرتزبرونج-راسلالذي يعرض النجوم في مراحل مختلفة من تطورها.

نجم AGB الفائق هو نجم في مرحلة متأخرة من تطوره. يحبالعمالقة الحمراء، فقد توسعت لتصبح كبيرة ورائعة ومضيئة.

النجم الفائق AGB لديه كتلة متوسطة تبلغ حوالي 7.5 إلى 10 أضعاف كتلة شمسنا. إذن كذلكضخم جداليصبح مستعر أعظم من النوع Ia. وها هوليست ضخمة بما يكفيليصبح مستعر أعظم من النوع الثاني.

بدلاً من ذلك ، اعتقد علماء الفلك لعقود أنه يجب أن يكون هناك نوع ثالث من المستعرات الأعظمية يعتمد على سيناريو التقاط الإلكترون.

ما هو مستعر أعظم يلتقط الإلكترون؟

حدد علماء الفلك وراء هذه الدراسةستة مؤشراتمن الضروري أن يكون المستعر الأعظم مستعر أعظم يلتقط الإلكترون. كان SN 2018zd الوحيد الذي وافق على الستة. ساعدت صور تلسكوب هابل الفضائي المفصلة للمنطقة ، بما في ذلك النجم قبل أن يتحول إلى مستعر أعظم ، في تحديد الهوية.

يوجد داخل قلب نجم AGB الفائق ذرات الأكسجين والنيون والمغنيسيوم. عندما يصبح اللب كثيفًا جدًا ، تبدأ ذرات النيون والمغنيسيوم في امتصاصهاالإلكترونات، وهي جسيمات وجدت مرتبطة بنواة أو أنوية الذرات. يُعرف امتصاص الإلكترونات هذا باسمتفاعل التقاط الإلكترون.

عادة ما تحافظ الإلكترونات على ضغط قلب النجم. ولكن مع التهام الإلكترونات ، ينخفض ​​ضغط النواة. في النهاية ينهار اللب وينفجر النجم.

هنا. مستعر أعظم يلتقط الإلكترون.

كرة ملتهبة برتقالية إلى اليسار ، مع تكبير لمركزها يظهر مخططات معنونة للذرات.

رسم فنان لنجم AGB الفائق وتخطيطي لمحتويات منطقته الأساسية. يشكل اللب الكثير من ذرات الأكسجين (O) والنيون (Ne) والمغنيسيوم (Mg). في هذا النوع من النجوم ، الذي في نهاية عمره ، تحمل الإلكترونات الضغط داخل قلب النجم. ولكن عندما يصبح اللب كثيفًا بدرجة كافية ، تبدأ الذرات في 'التهام' الإلكترونات. يتسبب الانهيار الأساسي اللاحق في انفجار مستعر أعظم يلتقط الإلكترون. الصورة عبر S. Wilkinson /مرصد لاس كومبريس.

النظرية والملاحظة في الاتفاق

هناك إرضاء خاص للعالم عندما تتحقق الملاحظات من النظرية. قال نوموتو ، المؤلف المشارك لهذه الدراسة:

أنا مسرور جدًا لاكتشاف المستعر الأعظم لالتقاط الإلكترون أخيرًا ، والذي توقعت أنا وزملائي وجوده وله صلة بسديم السرطان قبل 40 عامًا. إنني أقدر بشدة الجهود الكبيرة التي بُذلت في الحصول على هذه الملاحظات. هذه حالة رائعة للجمع بين الملاحظات والنظرية.

هل كان السلطعون مستعر أعظم يلتقط الإلكترون؟

في عام 1054 بعد الميلاد ، سجل مراقبو السماء الصينيون واليابانيون سوبر نوفا في مجرتنا درب التبانة. يمكن رؤيته أثناءالنهارلمدة 23 يومًا وظل مرئيًا في الليل لمدة عامين. بعبارة أخرى: كانت مشرقة. لا يزال بإمكاننا رؤية بقايا هذا الانفجار الهائل ، ونحن نسميهاسديم السلطعون.

المستعر الأعظم خلف سديم السرطان - SN 1054 - كان ، حتى الآن ، أفضل مرشح للحصول على مستعر أعظم يلتقط الإلكترون. ولكن نظرًا لوقوع الانفجار قبل ألف عام ، لم يكن لدى علماء الفلك كل التفاصيل التي يحتاجون إليها للتأكد. تساعد هذه الدراسة الجديدة في إظهار الثقة في أن SN 1054 كان بالفعل نفس نوع المستعر الأعظم مثل SN 2018zd. كما أنه يفسر لماذا كان SN 1054 شديد السطوع. مرصد لاس كومبريسذكرت:

ربما تم تعزيز لمعانه بشكل مصطنع من خلال اصطدام مقذوفات المستعر الأعظم مع المواد التي أطلقها النجم السلف كما شوهد في SN 2018zd.

انفجار مذهل للغازات الملونة باللون الأخضر والبرتقالي والأصفر والأزرق على السماء المرصعة بالنجوم.

قد يكون سديم السرطان مستعر أعظم يلتقط الإلكترون. سجله علماء الفلك اليابانيون والصينيون عام 1054 بعد الميلاد ، وكان مرئيًا في جميع أنحاء العالم. في وسط البقايا ، يدور نجم نيوتروني ينبض كل 30 ثانية مثل منارة. يخلق التوهج الأزرق في هذه الصورة. الخيوط البرتقالية لغاز الهيدروجين هي بقايا النجم المتفجر. البقية ، السديم نفسه ، الآن حوالي 6سنوات ضوئيةعلى نطاق واسع ومتوسع. تبعد عنا 6500 سنة ضوئية. هذه الصورة مأخوذة من بيانات تلسكوب هابل الفضائي المأخوذة في عامي 1999 و 2000 ، بواسطة NASA / ESA / J. Hester و A. Loll /ويكيميديا ​​كومنز.

حجر رشيد فلكي

أندرو هويلقال ، من مرصد لاس كومبريس وعضو الفريق المسؤول عن الدراسة:

المصطلححجر رشيدكثيرًا ما يستخدم كقياس عندما نجد جسمًا فيزيائيًا فلكيًا جديدًا. لكن في هذه الحالة ، أعتقد أنه مناسب. يساعدنا هذا المستعر الأعظم حرفيًا في فك تشفير سجلات عمرها آلاف السنين من الثقافات في جميع أنحاء العالم. وهو يساعدنا على ربط شيء لا نفهمه تمامًا ، وهو سديم السرطان ، بشيء آخر لدينا سجلات حديثة لا تصدق ، هذا المستعر الأعظم. في هذه العملية ، تعلمنا عن الفيزياء الأساسية: كيف تتكون بعض النجوم النيوترونية ، وكيف تعيش النجوم المتطرفة وتموت ، وكيف تتشكل العناصر التي نتكون منها وتنتشر في جميع أنحاء الكون.

خلاصة القول: وجد علماء الفلك أدلة رصدية لمستعر أعظم يلتقط الإلكترون ، وهو النوع الثالث من المستعرات الأعظمية التي تم افتراضها لمدة 40 عامًا.

المصدر: أصل التقاط الإلكترون للمستعر الأعظم 2018zd

عبر لاس كومبريس Obsrvatory