إذا كان للكون درس واحد للبشرية، فهو أن كل شيء ينتهي. ويشمل ذلك النجوم، التي يجب أن تموت أيضًا، وإن كان ذلك على فترات زمنية تبلغ مليارات السنين. لكن بحثًا جديدًا يشير إلى أنه عندما تموت بعض النجوم، فإنها لا تموت بمفردها، مما قد يحل لغزًا طويل الأمد حول فئة معينة من الانفجارات الكونية تسمى المستعرات الأعظم المتفاعلة.
عندما تصل النجوم الأضخم بكثير من الشمس إلى نهاية حياتها، تنهار مراكزها، وترسل موجات صادمة تنطلق إلى طبقاتها الخارجية، مما يؤدي إلى انفجارات تسمى المستعرات الأعظم وترك وراءه بقايا نجمية على شكل النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء. تختلف المستعرات الأعظمية المتفاعلة لأن موجة الصدمة الناتجة عن هذه الانفجارات تصطدم بشرنقة موجودة مسبقًا من المواد. كان اللغز الكبير دائمًا هو: من أين تأتي شرنقة الغاز والغبار هذه؟
الإنسانية متحيزة إلى حد ما عندما يتعلق الأمر بالنجوم. بعد كل شيء، الشمس يهيمن على وجودنا، وهو جسم نجمي منعزل. لكن على النقيض من ذلك، فإن غالبية النجوم ليسوا معاديين للمجتمع، إذ يوجدون في شراكات ثنائية مرتبطة ببعضها البعض عن طريق الجاذبية. يشير هذا البحث الجديد إلى أن هذه النجوم لا تعيش معًا فحسب؛ يمكنهم أن يموتوا معًا أيضًا. إن فهم هذا الوجود المزدوج يمكن أن يكون مفتاحًا لحل أصول أغطية الغبار في السوبرنوفا المتفاعلة.
“تشير دراستنا إلى أن العديد من النجوم لا تموت بمفردها،” كما يقول عضو الفريق كي جونغ تشن، من معهد أكاديميا سينيكا لعلم الفلك والفيزياء الفلكية (ASIAA). قال في بيان. “قد يتشكل مظهرهم النهائي من خلال شراكة طويلة وحميمة مع نجم مصاحب.”
كيف تصبح بعض النجوم استنزافًا
قبل أن تصل النجوم إلى نهاية حياتها، فإنها تدخل مرحلة العملاق الأحمر قصيرة المدة نسبيًا. وهذا يمكن أن يجعلها تنتفخ إلى مئات أو حتى آلاف المرات من نصف قطرها الأصلي.
بالنسبة للاقتران النجمي الثنائي، يؤدي هذا إلى حالة تسمى “تجاوز فص روش,” والذي يرى أساسًا النجم المنتفخ يسكب المواد على رفيقه. ومع ذلك، لا يلتقط النجم المرافق كل هذه المواد، ويهرب ليشكل شرنقة واسعة حول النجوم الثنائية.
عندما يصل النجم المتطور والمنتفخ إلى نهاية حياته ويتحول إلى مستعر، تموج موجات الصدمة للأمام وتصطدم بشرنقة المادة هذه بسرعة آلاف الأميال في الثانية. تصبح الطاقة الحركية خفيفة، مما يخلق مستعرًا أعظمًا متفاعلًا غريبًا ومشرقًا للغاية.
لكن هذا يترك سؤالا واضحا. إذا كانت الثنائيات النجمية شائعة جدًا، وأصبحت أكثر شيوعًا بالنسبة للنجوم الضخمة بما يكفي لتتحول إلى مستعرات أعظم، فلماذا لا تكون المستعرات العظمى المتفاعلة أكثر شيوعًا؟
اتضح أن السر، كما هو الحال في الكوميديا، هو… التوقيت.
أجرى تشن وزملاؤه مئات من عمليات المحاكاة الحاسوبية لانتقال الكتلة بين النجوم الثنائية واكتشفوا أن المفتاح لتوليد مستعر أعظم متفاعل هو عندما يكون هذا نقل جماعي يحدث في وقت متأخر من حياة النجوم.
إذا حدث النقل الجماعي في وقت مبكر جدًا، على سبيل المثال قبل ملايين السنين من انفجار المستعر الأعظم الأخير، فقد وجد الفريق أن المادة تنتشر بعيدًا عن النجوم الثنائية، مما يؤدي إلى تبديد الشرنقة المحيطة. لكي تتمكن الشرنقة من البقاء حتى تضربها موجات الصدمة، يجب أن يحدث النقل الجماعي قبل بضعة آلاف من السنين فقط من سكرات الموت الانفجارية النهائية لأحد النجوم الثنائية.
وقال عضو الفريق سونج هان تساي من ASIAA: “لقد وجدنا أن النجوم الثنائية يمكنها تمهيد الطريق لتفاعل المستعرات الأعظم مع توقيت رائع”. “يساعد النجم المرافق في تكوين شرنقة كثيفة حول النجم المحتضر قبل الانفجار مباشرة، مما يوفر الوقود الذي يغذيها الألعاب النارية الكونية“.
ويظهر بحث الفريق أن هناك طرقا عديدة لموت النجوم، وتتحدد هذه المصائر المتفجرة بالطريقة التي عاشت بها.
تم نشر بحث الفريق في 30 يونيو في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
