لاحظت المركبة الفضائية فيرمي جاما راي التابعة لناسا انفجارًا فائق السطوع ومستعرًا فائق الشحن، والذي ربما يكون مدعومًا بنجم ميت مغناطيسي للغاية، وهو نوع من النجوم النيوترونية يسمى النجم المغناطيسي. كان من الممكن أن يكون هذا النجم المغناطيسي قد وُلد في المستعر الأعظم نفسه، وقد أُجبر على الوجود عندما تعرض قلب نجم أضخم بكثير من الشمس لانهيار الجاذبية في نهاية حياته.
خلال هذه الأساسية الانهيار المستعرات الأعظم، النوى النجمية التي تتراوح كتلتها ما بين ضعف إلى ضعفي الكتلة الشمس قم بالسحق إلى دائرة نصف قطرها حوالي 12 ميلاً (20 كيلومترًا) لإنشاء نجم نيوتروني، تمامًا كما يقول العلماء أنهم يرون هنا. لا يعني هذا الضغط السريع فقط أن النجوم النيوترونية مصنوعة من مادة شديدة الكثافة بحيث يمكن إحضار ملعقة صغيرة منها أرض قد تزن حوالي 10 ملايين طن (فكر في 350 تمثالًا للحرية موضوعة على ملعقة صغيرة)، ولكنها أيضًا تجعلها تدور بمعدلات تصل إلى 700 مرة في الثانية. كما أن خطوط المجال المغناطيسي لهذه النجوم الميتة مجبرة معًا، مما يزيد من قوة المجالات المغناطيسية للنجوم النيوترونية، مما يجعل النجوم المغناطيسية أقوى الأجسام المغناطيسية في الكون المعروف.
“على مدى ما يقرب من 20 عامًا، بحث علماء الفلك في بيانات فيرمي عن إشارات أشعة جاما من آلاف المستعرات الأعظم، وبينما تم الإبلاغ عن بعض التلميحات المثيرة للاهتمام، لم يكن أي منها نهائيًا حتى الآن،” قائد الفريق فابيو أسيرو من جامعة باريس ساكلاي. قال في بيان.
مستعر أعظم فائق السطوع
على مدى العقود القليلة الماضية، لاحظ علماء الفلك حوالي 400 مستعر أعظم ينهار، والتي، اعتمادًا على الكتلة الأولية للنجم المحتضر، يمكن أن تولد أيضًا نجمًا محتضرًا. الثقب الأسود. توصف بعض هذه الانفجارات النجمية بأنها “فائقة السطوع” لأنها تنتج ما يزيد عن 10 أضعاف الضوء المرئي الذي تنتجه المستعرات الأعظم الأخرى التي تنهار في مركزها.
وفي عام 2024، كشف العلماء أنهم استخدموا بنجاح فيرمي لاكتشاف أشعة جاما، الشكل الأكثر نشاطًا للضوء، المنبعث من مستعر أعظم فائق الشحن يسمى SN 2017egm. اندلع هذا المستعر الأعظم على بعد حوالي 440 مليون سنة ضوئية في المجرة NGC 3191. وعلى الرغم من أن هذه المسافة شاسعة جدًا، فقد استغرقت أشعة جاما من الحدث 440 مليون سنة للوصول إلى الأرض وفيرمي، إلا أنه لا يزال واحدًا من أقرب المستعرات الأعظم التي تنهار إلى الأرض على الإطلاق.
وقال غيليم مارتي ديفيسا، من معهد علوم الفضاء في برشلونة بإسبانيا، في البيان: “لقد بحثنا عن أشعة غاما من أقرب ستة مستعرات عظمى فائقة الإضاءة شوهدت خلال السنوات الـ 16 الأولى من مهمة فيرمي”. “يُظهر SN 2017egm فقط دليلاً على وجود أشعة جاما، مما يؤكد التلميحات السابقة بأن بعض المستعرات الأعظم يمكن أن تكون مضيئة في أشعة جاما كما هي في الضوء المرئي. وهذا يفتح نافذة جديدة لدراسة هذه الأحداث الرائعة.”
يحرص العلماء على اكتشاف ما الذي يجعل المستعرات الأعظم فائقة الإضاءة هي التي تتيح لهم الحصول على مثل هذه القوة القوية. تشير إحدى النظريات إلى أن هذه الطاقة الإضافية تأتي من حقيقة أن هذه الأحداث تولد أ ماجنتار بمجالات مغناطيسية أقوى 1000 مرة من تلك الموجودة في النجوم النيوترونية “العادية”.
لاحظ هذا الفريق الإشعاع البصري وأشعة غاما المنبعث من SN 2017egm وقارن هذه البيانات بالنماذج النظرية لتدفق الضوء والجسيمات من نجم مغناطيسي حديث الولادة. أعادت النماذج على وجه التحديد كيفية تفاعل الجسيمات المذكورة مع الغلاف المتوسع للمادة التي تجاهلها النجم السلفي للمستعر الأعظم المحتضر. ومما يثير الاهتمام بشكل خاص سحابة من الإلكترونات والبوزيترونات، بالإضافة إلى نظيراتها من جزيئات المادة المضادة.
ويعتقد العلماء أن هذه الجسيمات تم طردها بواسطة النجم المغناطيسي حديث الولادة الذي يدور بسرعة ويطلقون على السحابة اسم سديم الرياح المغناطيسي. ويعتقد أن سديم الرياح المغناطيسية يعزز إنتاج وامتصاص أشعة جاما. إحدى العمليات التي ستسمح لها بالقيام بذلك هي إبادة الجسيمات وإطلاق الطاقة كأشعة جاما التي تحدث عندما يلتقي جسيم المادة ونظيره من المادة المضادة. تضرب أشعة غاما الغلاف الخارجي لحطام المستعر الأعظم وتتحول إلى ضوء بصري منخفض الطاقة، مما يفسر سبب سطوع هذه المستعرات الأعظم فائقة السطوع في الضوء المرئي.
وقال أسيرو: “بعد حوالي ثلاثة أشهر من الانهيار، ومع توسع حطام المستعر الأعظم وتبريده، يمكن أن تبدأ أشعة جاما في التسرب”. “يعيد نموذج النجم المغناطيسي هذا بشكل أفضل إنتاج سطوع المستعر الأعظم ووقت وصول أشعة جاما خلال الأشهر الأولى، لكننا نرى مجالًا للتحسين في أوقات لاحقة، عندما يتلاشى الضوء المرئي بشكل غير منتظم تمامًا.”
لدى أسيرو وزملاؤه نظرية حول سبب هذا التلاشي التدريجي، مما يشير إلى أنه قد يكون نتيجة للحطام الذي طرده النجم المدمر قبل مئات السنين من تدمير المستعر الأعظم الذي سقط على النجم المغناطيسي.
كان للفريق أيضًا عين واحدة على المستقبل، حيث قام بتقييم مدى كفاءة المرصد الأرضي الجديد لأشعة جاما، مرصد مصفوفة تلسكوب سيرينكوف، في اكتشاف أحداث مثل SN 2017egm. ووجدوا أنه خلال 50 ساعة من وقت المراقبة، يجب أن تكون مجموعة التلسكوب، الموجودة في مرصد بارانال وفي جزيرة لا بالما بإسبانيا، قادرة على اكتشاف انفجارات كونية مماثلة تصل إلى مسافة حوالي 500 مليون سنة ضوئية.
يمكن أن يساعد ذلك العلماء أخيرًا على فهم هذه المستعرات الأعظمية فائقة القوة.
قالت عضوة الفريق جودي راكوسين، في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند: “إن آلية المحرك المركزي للنجم المغناطيسي التي تمت مناقشتها في هذه الورقة تعتمد على الكثير من التطورات الرصدية والنظرية في النجوم المغناطيسية على مدار العشرين عامًا الماضية”. “إن مراقبة أشعة جاما الصادرة عن المستعرات الأعظمية ستمنحنا طريقة جديدة لاستكشاف أعمالها الداخلية.”
ونشرت نتائج الفريق يوم الأربعاء (20 مايو) في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
المصدر الأصلي: www.space.com
