الفلك

سرعة الانفجار من المستعر الأعظم

سرعة الانفجار من المستعر الأعظم

ما مدى سرعة انفجار مقدمة المستعر الأعظم؟ هل هي قريبة من سرعة الضوء أم أنها أقل من ربع سرعة الضوء؟


تعتمد سرعة مقدمة الانفجار على إطلاق الطاقة الأولي وكثافة الوسط الذي يتمدد فيه ، انظر هنا.

تقترح النظرية والقياسات تؤكد معدلات التوسع التي تصل إلى آلاف الكيلومترات / الثانية أو بضعة دولارات مرات 10 ^ 6 mbox {m / s} $ أو $ sim 1 ٪ mbox {c} $.


هابل يحدد انفجار المستعر الأعظم (علم الفلك)

لاحظ تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية بقايا المستعر الأعظم المسمى 1E 0102.2-7219. يستخدم الباحثون صور هابل للكائن المتبقي لإعادة عقارب الساعة إلى الوراء على البقايا المتوسعة لهذا النجم المتفجر على أمل فهم حدث المستعر الأعظم الذي تسبب في حدوثه قبل 1700 عام.

يظهر في صورة هابل هذه جثة غازية متوسعة - بقايا مستعر أعظم - تُعرف باسم 1E 0102.2-7219. إنها بقايا نجم انفجر منذ فترة طويلة في سحابة ماجلان الصغيرة ، وهي مجرة ​​تابعة لمجرة درب التبانة تقع على بعد حوالي 200000 سنة ضوئية. نظرًا لأن العقد الغازية في بقايا المستعر الأعظم تتحرك بسرعات واتجاهات مختلفة من انفجار المستعر الأعظم ، فإن تلك التي تتحرك باتجاه الأرض تظهر باللون الأزرق في هذه التركيبة وتلك التي تتحرك بعيدًا تظهر باللون الأحمر. تُظهر صورة هابل الجديدة هذه شرائط الغاز تتسارع بعيدًا عن موقع الانفجار بمتوسط ​​سرعة يبلغ 3.2 مليون كيلومتر في الساعة. بهذه السرعة ، يمكنك السفر إلى القمر والعودة في غضون 15 دقيقة. تنسب إليه: ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وجيه بانوفيتز ود. ميليسافليفيتش (جامعة بوردو)

النجم المميز الذي انفجر منذ فترة طويلة ينتمي إلى سحابة ماجلان الصغيرة ، وهي مجرة ​​تابعة لمجرتنا درب التبانة تقع على بعد حوالي 200000 سنة ضوئية. ترك النجم المحكوم عليه بالفناء وراءه جثة غازية متوسعة - بقايا مستعر أعظم - تُعرف باسم 1E 0102.2-7219.

نظرًا لأن العقد الغازية في بقايا المستعر الأعظم تتحرك بسرعات واتجاهات مختلفة من انفجار المستعر الأعظم ، فإن تلك التي تتحرك باتجاه الأرض تظهر باللون الأزرق في هذه التركيبة وتلك التي تتحرك بعيدًا تظهر باللون الأحمر. تُظهر صورة هابل الجديدة هذه شرائط الغاز تتسارع بعيدًا عن موقع الانفجار بمتوسط ​​سرعة يبلغ 3.2 مليون كيلومتر في الساعة. بهذه السرعة ، يمكنك السفر إلى القمر والعودة في غضون 15 دقيقة.

درس الباحثون أرشيف هابل بحثًا عن صور الضوء المرئي لبقايا المستعر الأعظم وحللوا البيانات لحساب تقدير أكثر دقة لعمر ومركز انفجار المستعر الأعظم.

وفقًا لتقديراتهم الجديدة [1] ، وصل الضوء من هذا الانفجار إلى الأرض قبل 1700 عام ، أثناء انهيار الإمبراطورية الرومانية. سيكون هذا المستعر الأعظم مرئيًا فقط لسكان النصف الجنوبي من الكرة الأرضية. لسوء الحظ ، لا توجد سجلات معروفة لهذا الحدث العملاق. اقترحت دراسات سابقة تواريخ انفجار 2000 و 1000 عام ، لكن يُعتقد أن هذا التحليل الجديد أكثر قوة.

لتحديد وقت حدوث الانفجار ، درس الباحثون تكتلات المقذوفات الغنية بالأكسجين التي تتخذ شكل الشرغوف والتي انطلقت بفعل انفجار المستعر الأعظم. الأكسجين المؤين هو متتبع ممتاز لأنه يضيء أكثر في الضوء المرئي. باستخدام دقة هابل القوية لتحديد 22 مجموعة أو عقدة مقذوفات سريعة الحركة ، قرر الباحثون أن هذه الأهداف كانت الأقل احتمالية للتباطؤ عن طريق المرور عبر المواد بين النجوم. ثم قاموا بتتبع حركة العقد للخلف حتى تلتحم القاذفات عند نقطة واحدة ، وتحديد موقع الانفجار. بمجرد معرفة ذلك ، يمكنهم حساب المدة التي استغرقتها العقدة السريعة للانتقال من مركز الانفجار إلى موقعها الحالي.

قام هابل أيضًا بقياس سرعة نجم نيوتروني مشتبه به - النواة المحطمة للنجم المحكوم عليه بالفشل - والذي تم طرده من الانفجار. بناءً على تقديرات الباحثين ، يجب أن يتحرك بأكثر من 3 ملايين كيلومتر في الساعة من مركز الانفجار حتى يصل إلى موقعه الحالي. تم التعرف على النجم النيوتروني المشتبه به في الملاحظات باستخدام التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي ، بالاقتران مع بيانات من مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا.

ملاحظات

[1] يتكون الفريق الدولي من علماء الفلك الذين أجروا هذه الدراسة من J. Banovetz و D. Milisavljevic و N. Sravan و RA Fesen و DJ Patnaude و PP Plucinsky و WP Blair و KE Weil و JA Morse و R. Margutti و MR Drout.

ترتبط ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي المشاركة في هذه الدراسة بالبرامج 6052 (مورس) و 12001 (الأخضر) و 12858 (مادور) و 13378 (ميليسافليفيتش).

تم تقديم هذه النتائج في الاجتماع الافتراضي 237 للجمعية الفلكية الأمريكية في 14 يناير 2021 وسيتم نشرها في مجلة الفيزياء الفلكية.


يمكنك أخيرًا مشاهدة انفجار سوبر نوفا كوني بأم عينيك

لقد أعطانا الشبح & # 8220hand & # 8221 الوصول عن طريق الكون ببساطة تصورًا جديدًا للموت العنيف للنجوم الكبيرة.

الهيكل المذهل هو المقذوف من سوبر نوفا انهيار النواة ، ومن خلال التقاط صور له على مدى 14 عامًا ، كان علماء الفلك قادرين على الملاحظة لأنه ينفجر في الفضاء بسرعة 4000 كيلومتر (2485 ميل) في الثانية.

بناءً على اقتراحات & # 8220fingers & # 8221 ، فإن بقايا المستعر الأعظم وموجة الانفجار & # 8211 المسماة MSH 15-52 & # 8211 تتسبب في اختراق سحابة من الوقود يشار إليها باسم RCW 89 ، مما ينتج عنه صدمات وعقدة داخل المواد ، وإلحاق المستعر الأعظم المتزايد بالتباطؤ.

يقع MSH 15-52 على بعد 17000 سنة ضوئية من الأرض ، ويبدو أنه أحد أصغر بقايا المستعر الأعظم التي تم تحديدها في مجرة ​​درب التبانة. وصل الضوء المنبعث من الانفجار النجمي إلى الأرض في الماضي ما يقرب من 1700 عام ، لأن النجم السلف نفد البنزين للمساعدة في الاندماج ، وتفجير مواده الخارجية في الفضاء ، وانهيار نواته.

كان هذا اللب المنهار نوعًا من النجم & # 8220dead & # 8221 يُشار إليه بالنجم النابض ، وهو جسم كثيف بشكل خاص به نيوترونات معبأة بإحكام لدرجة أنها تعالج بعض خصائص نواة الذرة ، وتنبض بشكل خفيف من أقطابها لأنها تدور بشكل مفرط. خطوة.

يساعد هذا الدوران أيضًا في تكوين سديم الأشعة السينية للمواد النجمية المقذوفة المتزايدة في الفضاء.

بالضبط كيف تم تفصيل الزيادة السريعة في زيادة & # 8217s في بحث جديد ، والذي يستخدم صورًا من 2004 و 2008 و 2017-2018 لمشاهدة التعديلات في RCW 89 لأن بقايا المستعر الأعظم تغرق فيه.

من خلال حساب المساحة التي تقطعها هذه الخيارات بمرور الوقت ، أصبح لدينا الآن فهم أكبر لسرعة موجة الصدمة ، وعقد المواد النجمية المقذوفة في MSH 15-52. يمكنك أن ترى هذا في الصورة أدناه.

(NASA / SAO / NCSU / Borkowski et al.)

إن موجة الانفجار ، المتمركزة بالقرب من أحد أطراف أصابع اليد ، هي سمة من سمات المكان الذي يلتقي فيه MSH 15-52 مع RCW 89 الذي يتحول بسرعة 4000 كيلومتر في الثانية ، ولكن بعض عقدة المواد تتغير في وقت أقرب ، بسرعة تصل إلى 5000 كم / ثانية.

تعتبر هذه العقد بمثابة كتل من المغنيسيوم والنيون التي تشكلت داخل النجم ، قبل انفجار المستعر الأعظم ، ولذا فهي تتحرك بسرعات مختلفة تمامًا. حتى الأبطأ يظهر بسرعة بجنون ، حوالي 1000 كم / ثانية.

ومع ذلك ، فإن هذه الخيارات تتباطأ لأنها تعمل جنبًا إلى جنب مع النسيج في RCW 89. المسافة من النجم النابض إلى RCW 89 هي حوالي 75 سنة ضوئية لربط تلك المسافة ، وهذا يعني أن سرعة النمو المطلوبة لمحيط MSH 15- 52 هي 13000 كم / ثانية.

هذا يعني ، كما تأكد الباحثون ، أن النسيج كان سينقل عن طريق تجويف أو فقاعة منخفضة الكثافة نسبيًا داخل الوقود عبر النجم المتفجر قبل مواجهة RCW 89. هذا حسب نموذج سوبر نوفا الانهيار الأساسي.

عندما وصل النجم السالف إلى قمة عمر التسلسل الرئيسي ، كانت رياح نجمية عالية الفعالية قد هبت في الفضاء من حوله ، مما أدى إلى تجريد النجم من الهيدروجين ، وخلق فجوة كبيرة. ثم ، عندما انهار قلب النجم أخيرًا في مستعر أعظم ، أدى الانفجار إلى إخراج المواد النجمية المتبقية إلى هذه المساحة الفارغة نسبيًا من الفضاء.

RCW 89 يمثل جدار التجويف. عندما واجه MSH 15-52 هذه المنطقة عالية الكثافة ، أدى الاصطدام إلى تباطؤ سريع.

تمت ملاحظة قذف المستعر الأعظم على اختلاف السرعة المتزايدة أيضًا داخل بقايا المستعر الأعظم Cassiopeia A ، على بعد 11000 سنة ضوئية. يمكن أيضًا الاعتقاد بأن هذا كان مستعرًا أعظمًا لانهيارًا أساسيًا ، لكننا لاحظناه مؤخرًا بدرجة أكبر & # 8211 خفيفًا من الانفجار وصل إلى الأرض بعد 350 عامًا فقط في الماضي.

نحن لا ندرك في الواقع أصل التكتلات سريعة الحركة في كلا المستعر الأعظم ، ولكن ، على الرغم من جمع معلومات إضافية ، واكتشاف مثل هذه الانفجارات في فترات زمنية مختلفة تمامًا ، فسوف يساعد علماء الفلك في تجميع اللغز بشق الأنفس.


يتكون الغبار الكوني في انفجارات المستعرات الأعظمية

الائتمان: جامعة كارديف

يدعي العلماء أنهم حلوا لغزًا قديمًا يتعلق بكيفية تشكل الغبار الكوني ، اللبنات الأساسية للنجوم والكواكب ، عبر الكون.

يحتوي الغبار الكوني على أجزاء صغيرة أو مواد عضوية وينتشر في جميع أنحاء الكون. يتشكل الغبار بشكل أساسي في النجوم ثم ينفجر في رياح بطيئة أو انفجار نجم ضخم.

حتى الآن ، لم يكن لدى علماء الفلك سوى القليل من الفهم لسبب وجود الكثير من الغبار الكوني في الوسط البينجمي ، وتشير التقديرات النظرية إلى أنه يجب القضاء عليه بواسطة انفجارات المستعر الأعظم.

المستعر الأعظم هو حدث يحدث عند الموت العنيف لنجم وهو أحد أقوى الأحداث في الكون ، مما ينتج عنه موجة اهتزازية تدمر أي شيء تقريبًا في مسارها.

بعد نشر بحث جديد في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية لاحظ بقاء الغبار الكوني حول أقرب انفجار مستعر أعظم تم اكتشافه لنا ، المستعر الأعظم 1987A.

اكتشفت الأرصاد باستخدام طائرة أبحاث ناسا ، مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (SOFIA) ، الغبار الكوني في مجموعة مميزة من الحلقات التي تشكل جزءًا من المستعر الأعظم 1987A.

يبدو أن النتائج تشير إلى أن هناك نموًا سريعًا للغبار الكوني داخل الحلقات ، مما دفع الفريق إلى الاعتقاد بأن الغبار قد يتشكل في الواقع بعد تدميره في أعقاب موجة انفجار سوبر نوفا.

هذه السرعة - أن بيئة ما بعد الصدمة قد تكون جاهزة لتشكيل الغبار أو إعادة تكوينه - لم يتم أخذها في الاعتبار من قبل ، وقد تكون محورية في الفهم الكامل لكيفية تكوين الغبار الكوني وتدميره.

قال الدكتور ميكاكو ماتسورا ، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية من كلية الفيزياء والفلك: "لقد علمنا بالفعل عن الغبار البطيء الحركة في قلب عام 1987 م".

"تشكلت من العناصر الثقيلة التي تشكلت في قلب النجم الميت. لكن ملاحظات صوفيا تخبرنا بشيء جديد تمامًا."

يمكن تسخين جزيئات الغبار الكوني من عشرات إلى مئات الدرجات مما يجعلها تتوهج على كل من الأشعة تحت الحمراء والمليمترات. يمكن عمومًا إجراء عمليات رصد انبعاثات غبار الموجات المليمترية من الأرض باستخدام التلسكوبات ، ومع ذلك ، يكاد يكون من المستحيل تقريبًا أن تتداخل الملاحظات في الأشعة تحت الحمراء من الماء وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض.

من خلال التحليق فوق معظم الجزيئات المحجوبة ، يوفر SOFIA الوصول إلى أجزاء من طيف الأشعة تحت الحمراء غير المتاحة من الأرض.


انفجار سوبر نوفا هابل

لاحظ تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية بقايا المستعر الأعظم المسمى 1E 0102.2-7219. يستخدم الباحثون صور هابل للكائن المتبقي لإعادة عقارب الساعة إلى الوراء على البقايا المتوسعة لهذا النجم المتفجر على أمل فهم حدث المستعر الأعظم الذي تسبب في حدوثه قبل 1700 عام.

النجم المميز الذي انفجر منذ فترة طويلة ينتمي إلى سحابة ماجلان الصغيرة ، وهي مجرة ​​تابعة لمجرتنا درب التبانة تقع على بعد حوالي 200000 سنة ضوئية. ترك النجم المحكوم عليه بالفناء وراءه جثة غازية متوسعة - بقايا مستعر أعظم - تُعرف باسم 1E 0102.2-7219.

نظرًا لأن العقد الغازية في بقايا المستعر الأعظم تتحرك بسرعات واتجاهات مختلفة من انفجار المستعر الأعظم ، فإن تلك التي تتحرك باتجاه الأرض تظهر باللون الأزرق في هذه التركيبة وتلك التي تتحرك بعيدًا تظهر باللون الأحمر. تُظهر صورة هابل الجديدة هذه شرائط الغاز تتسارع بعيدًا عن موقع الانفجار بمتوسط ​​سرعة يبلغ 3.2 مليون كيلومتر في الساعة. بهذه السرعة ، يمكنك السفر إلى القمر والعودة في غضون 15 دقيقة.

درس الباحثون أرشيف هابل بحثًا عن صور الضوء المرئي لبقايا المستعر الأعظم وحللوا البيانات لحساب تقدير أكثر دقة لعمر ومركز انفجار المستعر الأعظم.

وفقًا لتقديراتهم الجديدة [1] ، وصل الضوء من هذا الانفجار إلى الأرض قبل 1700 عام ، أثناء انهيار الإمبراطورية الرومانية. سيكون هذا المستعر الأعظم مرئيًا فقط لسكان النصف الجنوبي من الكرة الأرضية. لسوء الحظ ، لا توجد سجلات معروفة لهذا الحدث العملاق. اقترحت دراسات سابقة تواريخ انفجار 2000 و 1000 عام ، ولكن يُعتقد أن هذا التحليل الجديد أكثر قوة.

لتحديد وقت حدوث الانفجار ، درس الباحثون تكتلات المقذوفات الغنية بالأكسجين التي تتخذ شكل الشرغوف والتي انطلقت بفعل انفجار المستعر الأعظم. الأكسجين المؤين هو متتبع ممتاز لأنه يضيء أكثر في الضوء المرئي. باستخدام دقة هابل القوية لتحديد 22 مجموعة أو عقدة مقذوفات سريعة الحركة ، قرر الباحثون أن هذه الأهداف كانت الأقل احتمالية للتباطؤ عن طريق المرور عبر المواد بين النجوم. ثم قاموا بتتبع حركة العقد للخلف حتى تلتحم القاذفات عند نقطة واحدة ، وتحديد موقع الانفجار. بمجرد معرفة ذلك ، يمكنهم حساب المدة التي استغرقتها العقدة السريعة للانتقال من مركز الانفجار إلى موقعها الحالي.

قام هابل أيضًا بقياس سرعة نجم نيوتروني مشتبه به - النواة المحطمة للنجم المحكوم عليه بالفشل - والذي تم طرده من الانفجار. بناءً على تقديرات الباحثين ، يجب أن يتحرك بأكثر من 3 ملايين كيلومتر في الساعة من مركز الانفجار حتى يصل إلى موقعه الحالي. تم التعرف على النجم النيوتروني المشتبه به في الملاحظات باستخدام التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي ، بالاقتران مع بيانات من مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا.

ملاحظات

[1] يتكون الفريق الدولي من علماء الفلك الذين أجروا هذه الدراسة من J. Banovetz و D. Milisavljevic و N. Sravan و RA Fesen و DJ Patnaude و PP Plucinsky و WP Blair و KE Weil و JA Morse و R. Margutti و MR Drout.

ترتبط ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي المشاركة في هذه الدراسة بالبرامج 6052 (مورس) و 12001 (الأخضر) و 12858 (مادور) و 13378 (ميليسافليفيتش).

تم تقديم هذه النتائج في الاجتماع الافتراضي 237 للجمعية الفلكية الأمريكية في 14 يناير 2021 وسيتم نشرها في مجلة الفيزياء الفلكية.

معلومات اكثر

تلسكوب هابل الفضائي هو مشروع تعاون دولي بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا.


صورة اليوم لعلم الفلك

اكتشف الكون! كل يوم يتم عرض صورة أو صورة مختلفة لكوننا الرائع ، إلى جانب شرح موجز مكتوب بواسطة عالم فلك محترف.

18 يونيو 1998
الأشعة الكونية وغبار المستعر الأعظم
تنسب إليه: ديبورد ، راماتي ، ب.كوزلوفسكي (GSFC) ، آر. لينجينفيلتر (جامعة كاليفورنيا ، ناسا)

تفسير: الأشعة الكونية هي جسيمات سماوية عالية الطاقة تسافر بسرعة تقارب سرعة الضوء ، والتي تقصف الأرض باستمرار. تم اكتشافه خلال رحلات المنطاد على ارتفاعات عالية في عام 1912 وكان مصدرها لغزا طويل الأمد. لكن نظرية حديثة تشير إلى أن جسيمات الأشعة الكونية هي نوى ذرية تنفجر من حبيبات الغبار التي تشكلت في المستعرات الأعظمية ، وهي الانفجارات المميتة للنجوم الضخمة. يُظهر الرسم التوضيحي لهذا الفنان انفجار سوبرنوفا (إلى اليسار) وقسمًا مخروطيًا من السحابة المتوسعة للمواد المقذوفة. تتمزق الذرات من العصابات البنية للمواد "الغبار" بواسطة موجات الصدمة (ممثلة بحلقات برتقالية). تؤدي الصدمات في موجة الانفجار المتوسعة إلى تسريع الذرات إلى سرعات قريبة من الضوء وتطلقها في الفضاء بين النجوم مثل الرصاص الكوني. تدعم هذه النظرية الملاحظات التي تشير إلى أن الغبار عالي السرعة قد تشكل في المستعر الأعظم المجاور 1987A ، وأن البريليوم ، وهو عنصر خفيف نشأ في اصطدامات الأشعة الكونية ، موجود بالتساوي في كل من النجوم القديمة والشابة. يمكن أيضًا للقمر الصناعي Advanced Composition Explorer (ACE) التابع لناسا اختبار تفاصيل النظرية عن طريق قياس الأشعة الكونية مباشرةً.


الخروج مع اثارة ضجة

عندما تصل النجوم العملاقة إلى سن الشيخوخة ، تنسلخ طبقاتها الخارجية وتبرد إلى هياكل ضخمة متبقية حول النجم. يخلق قلب النجم انفجار سوبرنوفا مذهلًا ، تاركًا وراءه إما نجمًا نيوترونيًا فائق الكثافة أو ثقبًا أسود. تنتقل موجات الصدمة الناتجة عن الانفجار بسرعة عُشر الضوء وتضرب الغاز المحيط وتسخنه وتجعله يتألق في الأشعة السينية الساطعة.

كان تلسكوب تشاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة ناسا يراقب انبعاثات المستعر الأعظم 1987A ، كما يُعرف النجم الميت ، منذ إطلاق التلسكوب قبل 20 عامًا. في ذلك الوقت ، فاجأ المستعر الأعظم 1987A الباحثين مرارًا وتكرارًا ، وفقًا لما قاله ديفيد بوروز ، الفيزيائي بجامعة ولاية بنسلفانيا والمؤلف المشارك للورقة البحثية الجديدة ، لـ Live Science. وقال "كانت إحدى المفاجآت الكبيرة اكتشاف سلسلة من ثلاث حلقات حولها".

قال بوروز إنه منذ عام 1997 تقريبًا ، تتفاعل موجة الصدمة من المستعر الأعظم 1987A مع الحلقة الداخلية ، المسماة الحلقة الاستوائية. باستخدام شاندرا ، كان هو ومجموعته يراقبون الضوء الناتج عن موجات الصدمة أثناء تفاعلهم مع الحلقة الاستوائية من أجل معرفة كيفية تسخين الغاز والغبار في الحلقة. لقد أرادوا معرفة درجات حرارة العناصر المختلفة في المادة حيث تبتلعها الصدمة الأمامية ، وهي مشكلة طويلة الأمد يصعب تحديدها بدقة.

للمساعدة في القياسات ، أنشأ الفريق محاكاة حاسوبية مفصلة ثلاثية الأبعاد للمستعر الأعظم الذي فك التشابك في العديد من العمليات في اللعب و mdash سرعة موجة الصدمة ودرجة حرارة الغاز وحدود الدقة لأدوات شاندرا. من هناك ، تمكنوا من تحديد درجة حرارة مجموعة واسعة من العناصر ، من الذرات الخفيفة مثل النيتروجين والأكسجين ، وصولاً إلى الذرات الثقيلة مثل السيليكون والحديد ، كما قال بوروز. تراوحت درجات الحرارة بين الملايين ومئات الملايين من درجات الحرارة.

توفر النتائج رؤى مهمة حول ديناميكيات المستعر الأعظم 1987A وتساعد في اختبار نماذج لنوع معين من الصدمات الأمامية ، كما قال جاك فينك ، عالم الفيزياء الفلكية عالي الطاقة في جامعة أمستردام في هولندا ، والذي لم يشارك في العمل ، لـ Live علم.

وأضاف أنه نظرًا لأن الجسيمات المشحونة من الانفجار لا تصطدم بذرات الغاز المحيط ، بل تشتت ذرات الغاز باستخدام المجالات الكهربائية والمغناطيسية ، فإن هذه الصدمة تُعرف باسم الصدمة غير المصادمة. هذه العملية شائعة في جميع أنحاء الكون ، وبالتالي فإن فهمها بشكل أفضل سيساعد الباحثين في ظواهر أخرى ، مثل تفاعل الرياح الشمسية مع المواد بين النجوم والمحاكاة الكونية حول تكوين بنية واسعة النطاق في الكون.


يمكن لموجة انفجار المستعر الأعظم أن تشكل تطور المجرة

تقدم ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي لتداعيات انفجار نجم عملاق لمحة جديدة عن الأحداث التي أعقبت انهيار نجم ضخم يحتضر.

تمت دراسة بقايا المستعر الأعظم المعروف جيدًا في مجرة ​​مجاورة لأكثر من 10 سنوات ، لكن الملاحظات الأخيرة يمكن أن تستخلص معرفة جديدة عن كيفية مساعدة هذا الحطام النجمي في تشكيل تطور المجرات.

استهدفت الدراسة الجديدة ، التي قادها كيفن فرانس ، الباحث المشارك في مركز الفيزياء الفلكية وعلم الفلك الفضائي بجامعة كولورادو في بولدر ، مُعاوِنات من النجم SN1987A ، الذي تم اكتشافه لأول مرة في عام 1987.

النجوم مثل هذه التي لها ثمانية أضعاف كتلة شمسنا على الأقل تعتبر نجومًا "ضخمة" ، كما قالت فرنسا ، وتسرع نحو الموت بسرعة كبيرة. هذه النجوم غير قادرة على تحمل وزنها بعد الآن ، وتنتهي حياتها بالانهيار في انفجارات سوبر نوفا مذهلة. [فيديو SN1987A]

"هذه النجوم ضخمة للغاية لدرجة أنها تستخدم وقودها بسرعة كبيرة ،" قال فرنسا لموقع ProfoundSpace.org. "تعيش شمسنا لمليارات ومليارات السنين لأنها من نوع نجم متوسط ​​الوزن."

في انفجار أسوبرنوفا ، تُقذف المادة التي تتكون منها الدواخل من النجم والغلاف الجوي المحيط به إلى المجرة عن طريق موجة الانفجار. يتم تبديد كميات هائلة من المادة والطاقة في ما يعرف بالبيئة المحيطة.

يؤدي تفاعل الحطام النجمي مع هذه البيئة المحيطة بالنجوم إلى إنشاء نظام يسمى بقايا المستعر الأعظم. من خلال دراسة هذه العملية وتكوين الانبعاثات ، يواصل علماء الفلك اكتشاف أدلة حول تطور المجرات.

دراسة الانبعاثات

استخدم فرانس وزملاؤه ملاحظات هابل الطيفية لفحص تكوين المادة المقذوفة ، ولتحديد مدى سرعة تفاعلها مع البيئة المحيطة بالنجوم.

اكتشفوا الكثير من العناصر الثقيلة؟ تتراوح من الأكسجين إلى الحديد؟ التي نتجت عن الانفجار الذي ترسب في المجرة عبر موجة انفجار المستعر الأعظم.

وقالت فرنسا "تم اكتشاف نيتروجين شديد التأين لأول مرة يأتي من الغاز شديد الحرارة". "لقد رأينا أيضًا الكثير من انبعاثات الهيدروجين. الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون ، لذا فليس من المستغرب أن نشهد الكثير منه."

لكن ما كان مفاجئًا هو حقيقة أن انبعاثات الهيدروجين كانت أكثر إشراقًا على مدار حوالي 10 سنوات.

وأوضحت فرنسا أن "هذا التفتيح يخبرنا أنه يتم إنتاج المزيد والمزيد من الانبعاثات ، وأنها تصبح أكثر كثافة". "لكن ما يفعله حقًا هو إخبارنا بكمية المواد التي تعبر إلى منطقة التفاعل حيث تتفاعل موجة الانفجار مع المادة الظرفية."

في صور هابل SN1987A ، يظهر ما يشبه سلسلة من اللؤلؤ حول موقع النجم السابق. تتكون هذه "اللآلئ" من مادة ذات نجمي من مادة انبعثت قبل انفجار النجم ، حيث كانت تستعد للموت.

قالت فرنسا إن الضوء المنبعث من المستعر الأعظم نفسه يضيء اللآلئ (كما رأينا في صور المستعر الأعظم) ، ومع تفاعل حطام المستعر الأعظم مع المادة المحيطة بمرور الوقت ، ستشكل اللآلئ في النهاية حلقة مستمرة حول البقايا.

تم تفصيل الدراسة الجديدة في عدد 3 سبتمبر من مجلة العلوم.

التعرف على SN1987A

يقع SN1987A على بعد حوالي 150.000 سنة ضوئية من الأرض على مشارف سديم الرتيلاء في سحابة ماجلان الكبيرة ، وهي أقدم مجرة ​​في مجرتنا درب التبانة.

لا يزال عمر النجم الأصلي الذي تسبب في الانفجار غير واضح ، لكن يُقدر بما يتراوح بين 5 و 10 ملايين سنة.

تم اكتشاف المستعر الأعظم الذي تمت دراسته جيدًا لأول مرة من قبل مراقب بالصدفة.

وقالت فرنسا: "كان بالخارج مع تلسكوب ونظر لأعلى إلى سحابة ماجلان الكبيرة وفكر في أنه رأى نجما جديدا هناك". "نظرًا لأن هذا لا يحدث كل يوم ، فقد أداروا كل تلسكوب يمكن قلبه نحوه ، واتضح أننا اكتشفنا بالفعل انفجار أحد هذه النجوم منذ اليوم الأول. لقد أتاح لنا حقًا إلقاء نظرة غير مسبوقة على أيونغ بقايا المستعر الأعظم ".

سمح الاكتشاف المبكر لعلماء الفلك بمراقبة تطور SN1987A من عام إلى عام على مقياس زمني للإنسان؟ ندرة في علم الفلك.

التوسع والارتداد

أظهر تحليل تطور البقايا بمرور الوقت أن موجة الصدمة من المستعر الأعظم قد امتدت إلى البيئة المحيطة بالنجوم قبل أن ترتد مرة أخرى.

وقالت فرنسا "إذا تخيلت سلسلة اللآلئ؟ بدلا من أن تكون كتلة من الغاز ، تخيل أنها مجرد حاجز صلب". "المواد من موجة الانفجار قد خرجت ، وسارت في داخل هذه السلسلة ، ثم ارتدت مرة أخرى."

كان الباحثون قادرين على تحديد أن المادة المقذوفة في موجة الانفجار كانت تنتقل بسرعة شديدة حيث تم تبديدها للخارج؟ حوالي 4 في المائة من سرعة الضوء.

وقالت فرنسا: "تتحرك الإضاءة بسرعة كبيرة ، لذا فإن رؤية المواد تتحرك حتى بنسبة قليلة من سرعة الضوء أمر مهم جدًا".

علاوة على ذلك ، فإن التأثير القوي والشديد للمستعر الأعظم على بيئته المباشرة يمكن أن يؤدي إلى تفاعلات كونية أكبر بكثير ، حسبما قالت فرنسا.

قال: "إنهم ينتجون الكثير من الطاقة لدرجة أنهم يميلون إلى تشكيل كيفية تطور المجرة بمرور الوقت. لا توجد عمليات أخرى في مجرة ​​نموذجية تكون نشطة مثل المستعر الأعظم. إذا حدث ما يكفي من هذه الأشياء ، يمكن أن تكون هذه اللاعبين الكبار في تحديد كيفية تطور المجرة. "


يمكن لموجة انفجار سوبر نوفا أن تشكل تطور المجرة

تقدم ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي لآثار انفجار نجم عملاق لمحة جديدة عن الأحداث التي أعقبت انهيار نجم ضخم يحتضر.

تمت دراسة بقايا المستعر الأعظم الشهير هذا في مجرة ​​مجاورة لأكثر من 10 سنوات ، لكن الملاحظات الأخيرة يمكن أن تستخلص معرفة جديدة عن كيفية مساعدة هذا الحطام النجمي في تشكيل تطور المجرات.

استهدفت الدراسة الجديدة ، التي قادها كيفن فرانس ، الباحث المشارك في مركز الفيزياء الفلكية وعلم الفلك الفضائي بجامعة كولورادو في بولدر ، بقايا النجم SN1987A ، الذي تم اكتشافه لأول مرة في عام 1987.

النجوم مثل هذه التي لها ثمانية أضعاف كتلة شمسنا على الأقل تعتبر نجومًا "ضخمة" ، كما قالت فرنسا ، وتسرع نحو الموت بسرعة كبيرة. غير قادر على تحمل وزنهم بعد الآن ، هذه النجوم تنهي حياتها من خلال الانهيار في انفجارات مستعرات عظمى مذهلة.

قال فرنسا لموقع ProfoundSpace.org: "هذه النجوم ضخمة جدًا لدرجة أنها تستخدم وقودها بسرعة كبيرة". "تعيش شمسنا لمليارات ومليارات السنين لأنها نوع من النجوم متوسطة الوزن."

في انفجار مستعر أعظم ، تُقذف المادة التي تتكون منها الدواخل من النجم والغلاف الجوي المحيط به إلى المجرة عن طريق موجة الانفجار. يتم تبديد كميات هائلة من المادة والطاقة في ما يعرف بالبيئة المحيطة بالنجوم.

يخلق تفاعل الحطام النجمي مع هذه البيئة المحيطة بالنجوم نظامًا يسمى بقايا المستعر الأعظم. من خلال دراسة هذه العملية وتكوين الانبعاثات ، يواصل علماء الفلك اكتشاف أدلة حول تطور المجرات.

دراسة الانبعاثات
استخدم فرانس وزملاؤه ملاحظات هابل الطيفية لفحص تركيبة المادة المقذوفة ، ولتحديد مدى سرعة تفاعلها مع البيئة المحيطة بالنجوم.

اكتشفوا الكثير من العناصر الثقيلة - من الأكسجين إلى الحديد - التي تم إنتاجها في الانفجار الذي ترسب في المجرة عبر موجة انفجار المستعر الأعظم.

وقالت فرنسا "اكتشفنا وجود نيتروجين شديد التأين لأول مرة ناتج عن غاز شديد السخونة". "لقد رأينا أيضًا الكثير من انبعاثات الهيدروجين. الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون ، لذلك ليس من المستغرب أن نرى الكثير منه."

لكن ما كان مفاجئًا هو حقيقة أن انبعاثات الهيدروجين كانت أكثر إشراقًا على مدار حوالي 10 سنوات.

وأوضحت فرنسا أن "هذا الإشراق يخبرنا أنه يتم إنتاج المزيد والمزيد من الانبعاثات ، وتصبح أكثر كثافة". "ولكن ، ما يفعله حقًا هو إخبارنا بكمية المواد التي تعبر إلى منطقة التفاعل حيث تتفاعل موجة الانفجار مع المادة المحيطة."

في صور هابل SN1987A ، يظهر ما يشبه سلسلة من اللؤلؤ حول موقع النجم السابق. تتكون هذه "اللآلئ" من المواد ذات النجمتين من مادة انبعثت قبل انفجار النجم ، بينما كان يستعد للموت.

قالت فرنسا إن الضوء المنبعث من المستعر الأعظم نفسه يضيء اللآلئ (كما رأينا في صور المستعر الأعظم) ، وبينما يتفاعل حطام المستعر الأعظم مع المادة النجمية بمرور الوقت ، فإن اللآلئ ستشكل في النهاية حلقة مستمرة حول البقايا.

تم تفصيل الدراسة الجديدة في عدد 3 سبتمبر من مجلة العلوم.

التعرف على SN1987A
تقع SN1987A على بعد حوالي 150.000 سنة ضوئية من الأرض في ضواحي سديم الرتيلاء في سحابة ماجلان الكبيرة ، وهي أقرب مجرة ​​إلى مجرتنا درب التبانة.

لا يزال عمر النجم الأصلي الذي تسبب في الانفجار غير واضح ، لكن يُقدر أنه يتراوح بين 5 و 10 ملايين سنة.

تم اكتشاف المستعر الأعظم المدروس جيدًا لأول مرة من قبل مراقب بالصدفة.

وقالت فرنسا "لقد ذهب خارجا بواسطة تلسكوب ونظر إلى سحابة ماجلان الكبيرة واعتقد أنه رأى نجما جديدا هناك". "نظرًا لأن هذا لا يحدث كل يوم ، فقد استداروا تقريبًا كل تلسكوب يمكن توجيهه نحوه ، واتضح أننا اكتشفنا بالفعل أحد هذه النجوم ينفجر ، إلى حد كبير منذ اليوم الأول. لقد سمح لنا حقًا بإلقاء نظرة غير مسبوقة على بقايا مستعر أعظم صغير ".

سمح الاكتشاف المبكر لعلماء الفلك بمراقبة تطور SN1987A من سنة إلى أخرى على مقياس زمني بشري - وهو أمر نادر في علم الفلك.

يتمدد ويرتد
أظهر تحليل تطور البقايا بمرور الوقت أن موجة الصدمة من المستعر الأعظم قد امتدت إلى البيئة المحيطة بالنجوم قبل أن تعود مرة أخرى.

وقالت فرنسا "إذا تخيلت سلسلة اللآلئ - فبدلاً من أن تكون كتلة من الغاز ، تخيل أنها مجرد حاجز صلب". "المواد من موجة الانفجار خرجت ، وسارت في داخل هذا الخيط ، ثم ارتدت مرة أخرى."

تمكن الباحثون من تحديد أن المادة المقذوفة في موجة الانفجار كانت تتحرك بسرعة شديدة حيث تم تبديدها للخارج - حوالي 4 في المائة من سرعة الضوء.

وقالت فرنسا: "يتحرك الضوء بسرعة كبيرة ، لذا فإن رؤية المادة تتحرك حتى بنسبة قليلة من سرعة الضوء أمر مهم للغاية".

علاوة على ذلك ، قالت فرنسا إن التأثير القوي والشديد للمستعر الأعظم على بيئته المباشرة قد يؤدي إلى تفاعلات كونية أكبر بكثير.

وقال: "إنهم ينتجون الكثير من الطاقة لدرجة أنهم يميلون إلى تشكيل كيفية تطور المجرة بمرور الوقت". "لا توجد عمليات أخرى في مجرة ​​نموذجية نشطة مثل المستعر الأعظم. إذا حدث ما يكفي من هذه الأشياء ، فقد يكون هؤلاء هم اللاعبون الكبار في تحديد كيفية تطور المجرة."


شاهد الفيديو: ما الذي يجعل النجوم النيوترونية الأجسام الأكثر تطرفا في الكون (شهر اكتوبر 2021).