باستخدام مصفوفة CHARA في ولاية جورجيا، اكتشف فريق دولي من العلماء تعقيدًا غير متوقع في كيفية انفجار النجوم.

حصل علماء الفلك على صور لانفجارين نجميين، يُطلق عليهما المستعرات، بعد أيام فقط من انفجارهما، وتم التقاطهما بتفاصيل لم يتم تحقيقها من قبل. تُظهر هذه الملاحظات بشكل مباشر أن المستعرات أكثر تعقيدًا بكثير مما كان يعتقده العلماء من قبل، حيث تشتمل على تدفقات متعددة من المواد المطرودة، وفي بعض الحالات، تأخيرات طويلة قبل إطلاق تلك المواد.

الدراسة الدولية نشرت في المجلة علم الفلك الطبيعةاعتمد على طريقة مراقبة قوية تُعرف باسم قياس التداخل في مركز علم الفلك عالي الدقة الزاوي (CHARA Array) في كاليفورنيا. ومن خلال الجمع بين الضوء الصادر من العديد من التلسكوبات، حقق الباحثون الدقة الدقيقة للغاية اللازمة لتصوير هذه الأحداث السريعة التغير أثناء حدوثها.

وقال غيل شيفر، مدير مصفوفة CHARA، من ولاية جورجيا: “تعطينا الصور نظرة عن قرب لكيفية قذف المواد بعيدًا عن النجم أثناء الانفجار”. “إن اللحاق بهذه الأحداث العابرة يتطلب مرونة لتكييف جدولنا الليلي مع اكتشاف أهداف جديدة للفرص.”

تحدث المستعرات عندما تكون بقايا نجمية مدمجة تسمى أ قزم أبيض يؤدي إلى تفاعل نووي جامح بعد سحب المواد من نجم مصاحب قريب. وحتى وقت قريب، كان على علماء الفلك الاعتماد على أدلة غير مباشرة لدراسة المراحل الأولى من هذه الانفجارات، لأن الحطام المتوسع ظهر فقط كنقطة ضوء واحدة.

إن فهم كيفية إطلاق هذه المادة المطرودة وكيفية تصادم التدفقات المختلفة هو المفتاح لشرح كيفية تشكل موجات الصدمة في المستعرات. تم الكشف عن هذه الصدمات لأول مرة بواسطة ناساتلسكوب فيرمي ذو المساحة الكبيرة (LAT). على مدار الخمسة عشر عامًا الأولى من عمره، اكتشف Fermi-LAT انبعاث أشعة جاما GeV من أكثر من 20 مستعرًا، مما يؤكد أن هذه الانفجارات يمكن أن تنتج إشعاعات عالية الطاقة، مما يجعلها أهدافًا مهمة لعلم الفلك متعدد الرسل.

قصة اثنين من Novae

ركز الباحثون على مستعرين مختلفين تمامًا انفجرا في عام 2021. الأول، Nova V1674 Herculis، كان واحدًا من أسرع المستعرات التي تم رصدها على الإطلاق، حيث ارتفع وتلاشى خلال أيام قليلة فقط. وأظهرت الصور تيارين منفصلين من الغاز يتدفقان في اتجاهات متعامدة، مما يشير إلى أن الانفجار تضمن عدة انفجارات متفاعلة. والجدير بالذكر أن هذه الهياكل ظهرت في نفس الوقت الذي اكتشف فيه تلسكوب فيرمي لأشعة جاما الفضائي التابع لناسا أشعة جاما، وربط مباشرة بين الانبعاثات عالية الطاقة والاصطدامات بين التدفقات الخارجية.

أما الجسم الثاني، Nova V1405 Cassiopeiae، فقد تصرف بطريقة مختلفة تمامًا. لقد تطور بشكل أبطأ بكثير، وبشكل غير متوقع، احتفظ بطبقاته الخارجية لأكثر من 50 يومًا قبل إطلاقها. توفر هذه الملاحظة أوضح دليل حتى الآن على أن بعض المستعرات تؤخر طرد المواد. عندما تم إخراج الغاز أخيرًا، تشكلت موجات صادمة جديدة، منتجة مرة أخرى أشعة غاما التي رصدها تلسكوب فيرمي التابع لناسا.

وقال إلياس عايدي، المؤلف الرئيسي للدراسة وأستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة تكساس التقنية: “تسمح لنا هذه الملاحظات بمشاهدة انفجار نجمي في الوقت الفعلي، وهو أمر معقد للغاية ويُعتقد منذ فترة طويلة أنه يمثل تحديًا كبيرًا”. “بدلاً من رؤية مجرد وميض بسيط من الضوء، نحن الآن نكشف عن التعقيد الحقيقي لكيفية ظهور هذه الانفجارات. إنها مثل الانتقال من صورة محببة بالأبيض والأسود إلى فيديو عالي الدقة.”

الكشف عن الهياكل الخفية

تأتي القدرة على حل مثل هذه التفاصيل الدقيقة من استخدام قياس التداخل، وهي نفس التقنية التي جعلت من الممكن تصوير الكون الثقب الأسود في وسط مجرتنا. وقد تم استكمال هذه الصور الحادة بأطياف من المراصد الرئيسية مثل مراصد جيميني، التي تتبعت بصمات الغاز المقذوفة المتطورة. ومع ظهور ميزات جديدة في الأطياف، فإنها اصطفت مع الهياكل التي تم الكشف عنها في الصور التداخلية، مما يوفر تأكيدًا قويًا مباشرًا لكيفية تشكيل التدفقات وتصادمها.

وقال جون مونير، أستاذ علم الفلك بجامعة ميشيغان، والمؤلف المشارك للدراسة وخبير في التصوير التداخلي: “إنها قفزة غير عادية إلى الأمام”. “إن حقيقة أننا نستطيع الآن مشاهدة النجوم وهي تنفجر ورؤية بنية المادة التي تنفجر في الفضاء على الفور أمر رائع. إنه يفتح نافذة جديدة على بعض الأحداث الأكثر دراماتيكية في الكون.”

الآثار المترتبة على الفيزياء النجمية

لا تكشف النتائج عن تعقيد غير متوقع في المستعرات فحسب، بل تساعد أيضًا في تفسير موجات الصدمة القوية، والتي يُعرف أنها تنتج إشعاعات عالية الطاقة مثل أشعة جاما. لقد كان تلسكوب فيرمي التابع لناسا هو الأداة الرئيسية في اكتشاف هذا الارتباط، مما أدى إلى إنشاء المستعرات كمختبرات طبيعية لدراسة فيزياء الصدمات وتسارع الجسيمات.

وقالت البروفيسور لورا تشوميوك، المؤلفة المشاركة من جامعة ولاية ميشيغان وخبيرة في الانفجارات النجمية: “إن المستعرات أكثر من مجرد ألعاب نارية في مجرتنا، فهي مختبرات للفيزياء المتطرفة”. “من خلال رؤية كيف ومتى يتم إخراج المادة، يمكننا أخيرًا ربط النقاط بين التفاعلات النووية على سطح النجم، وهندسة المادة المقذوفة، والإشعاع عالي الطاقة الذي نكتشفه من الفضاء.”

تتحدى النتائج وجهة النظر السائدة منذ فترة طويلة والتي تقول إن انفجارات المستعرات هي أحداث فردية ومندفعة. وبدلاً من ذلك، يشيرون إلى مجموعة متنوعة من مسارات القذف، بما في ذلك التدفقات الخارجية المتعددة وتأخر إطلاق الأغلفة، مما يعيد تشكيل فهمنا لهذه الانفجارات الكونية.

وقال العايدي: “هذه مجرد البداية”. “مع المزيد من الملاحظات مثل هذه، يمكننا أخيرًا البدء في الإجابة على أسئلة كبيرة حول كيفية عيش النجوم، وموتها، وتأثيرها على محيطها. المستعرات، التي كان يُنظر إليها ذات يوم على أنها انفجارات بسيطة، أصبحت أكثر ثراءً وإبهارًا مما كنا نتخيل”.

المرجع: “التدفقات الخارجية المتعددة والقذفات المتأخرة التي كشف عنها التصوير المبكر للمستعرات” بقلم إلياس تو، جون د. مونييه، أنطوان ميراند، جيل إتش شيفر، لورا تشوميوك، ماغدالينا أوتولاكوفسكا-هيبكا، جيه-لينج فان، كيريل ليل ليل ضد سوكولوفسكي، ريكاردو ساليناس، مايكل تاكر، بنيامين شابي، ريتشارد رودي، كيم إل بيج، إن بول إم كوين، ديفيد آه باكلي، بيتر كريج، لوكا إيزو، جوستين ليندود، بريان دي ميتزر، كوجلوس إي ويليامز، مونتانا إن ويليامز، جيسو آر هابتي، ستيفان كراوس، نارسيريدي أنوجو، جان بابتيست لو بوكين، سورا تشابرا، إيزابيل كودرون، تايلر جاردر، مايرا جوتيريز، نورافوف، كريسون لانثولم، بنجامين ر. سيريثوف، بنجامين ر. سيترهولم، بنجامين ر. سيترهولم. أشال، جيسون تي هينكل، توماس دي جايجر وآنا في. باين، 5 ديسمبر 2025، علم الفلك الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41550-025-02725-1

تم الحصول على ملاحظات المستعرين كجزء من برنامج الوصول المفتوح CHARA Array الممول من المؤسسة الوطنية للعلوم بموجب المنحتين رقم AST-2034336 وAST-2407956. يتم توفير الدعم المؤسسي لمصفوفة CHARA من قبل كلية الآداب والعلوم بولاية جورجيا ومكتب العميد ومكتب نائب الرئيس للبحث والتنمية الاقتصادية.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.