کشف راز ابرنواختر “استخوان‌دزدیده” توسط ستاره‌شناسان: تحولی بزرگ در درک ما از مرگ ستارگان!

در یک کشف بی‌سابقه، ستاره‌شناسان نوع جدیدی از ابرنواختر را رصد کرده‌اند که به نظر می‌رسد اصول پذیرفته‌شده دهه‌ها در مورد تکامل ستارگان را به چالش می‌کشد. این ابرنواختر، که SN2021yfj نام دارد و در فاصله ۲.۲ میلیارد سال نوری از ما رخ داده، در حال تغییر دادن دیدگاه ما نسبت به ستارگان و مرگ انفجاری آن‌هاست. برخلاف ابرنواخترهای معمولی که عناصر سبک مانند هیدروژن و هلیوم را آزاد می‌کنند، SN2021yfj عناصر سنگین‌تر موجود در عمق هسته ستاره را آشکار ساخت، که نشان می‌دهد این ستاره قبل از انفجار، بیشتر لایه‌های بیرونی خود را از دست داده بود. این یافته شگفت‌انگیز، که جزئیات آن در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله Nature منتشر شده، مرزهای درک ما از کیهان را گسترش داده و بازتابی از کشفی دیگر در مورد مکانیزم‌های مرگ ستارگان است.

پدیده‌ای “اولین در نوع خود” در علم ستاره‌شناسی

کشف SN2021yfj ستاره‌شناسان را حیرت‌زده کرده است. این انفجار نادر که به عنوان ابرنواختری از ستاره‌ای “استخوان‌دزدیده” توصیف شده، عناصر سنگین‌تر و عمیق‌تری مانند سیلیکون، گوگرد و آرگون را آشکار کرد که معمولاً در هسته ستارگان قرار دارند. این اثر انگشت شیمیایی تفاوت چشمگیری با آن چیزی دارد که ستاره‌شناسان معمولاً در ابرنواخترها می‌بینند، جایی که اغلب عناصر سبک‌تری مانند هیدروژن و هلیوم که در سطح ستارگان در حال مرگ تولید می‌شوند، دیده می‌شوند.

آدام میلر، پژوهشگر دانشگاه نورث‌وسترن، اظهار داشت: “این رویداد کاملاً شبیه هیچ‌چیز دیگری نیست که کسی قبلاً دیده باشد. آنقدر عجیب بود که فکر کردیم شاید جسم درستی را رصد نکرده‌ایم.” این اظهار نظر میلر تأکیدی بر این است که SN2021yfj در مقایسه با سایر انفجارهای ستاره‌ای چقدر منحصربه‌فرد است. برای ستاره‌شناسان، این موضوع نشان می‌دهد که درک فعلی ما از تکامل ستارگان ممکن است بسیار محدود باشد و ممکن است طیف گسترده‌تری از پایان‌های احتمالی ستارگان را از دست داده باشیم. میلر در ادامه گفت: “مسیرهای عجیب و غریب‌تری برای پایان دادن به زندگی یک ستاره عظیم وجود دارد که ما در نظر نگرفته بودیم.” این تحقیق کتاب‌های درسی را به چالش می‌کشد و نشان می‌دهد که ما تنها در حال خراشیدن سطح امکانات موجود در تکامل ستارگان هستیم.

فرآیند کشف شوکه‌کننده

آنچه که در مورد این کشف ابرنواختری حتی قابل توجه‌تر است، فرآیندی است که از طریق آن انجام شده است. در ابتدا، تیم تحقیقاتی امید خود را برای به دست آوردن مشاهدات طیف‌سنجی از انفجار از دست داده بود، زیرا معتقد بود که فرصت از دست رفته است. همانطور که میلر توضیح داد، “ما فکر کردیم که به طور کامل فرصت به دست آوردن این مشاهدات را از دست داده‌ایم. بنابراین، ناامید به خواب رفتیم. اما صبح روز بعد، یکی از همکاران در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، به طور غیرمنتظره‌ای یک طیف ارائه داد. بدون آن طیف، شاید هرگز متوجه نمی‌شدیم که این یک انفجار عجیب و غیرمعمول است.” این شانس بزرگ، داده‌های مهمی را در اختیار تیم قرار داد و به آن‌ها اجازه داد تا ماهیت استثنایی این رویداد را تشخیص دهند، که در نهایت منجر به کشف‌های مهمی در مورد SN2021yfj شد.

چه چیزی SN2021yfj را متفاوت می‌کند؟

ابرنواخترها معمولاً لحظات مرگ ستارگان عظیم‌الجثه هستند، اما همیشه از یک الگوی ثابت پیروی نمی‌کنند. در بیشتر موارد، این ستارگان لایه‌های بیرونی هیدروژن خود را از دست می‌دهند و هسته‌ای را بر جای می‌گذارند که به تدریج عناصر سنگین‌تری را می‌سوزاند تا اینکه فرو می‌پاشد. این فروپاشی همان چیزی است که باعث انفجار ابرنواختری می‌شود. با این حال، SN2021yfj به این دلیل متمایز بود که پس از از دست دادن تقریباً تمام لایه‌های بیرونی خود، منفجر شد و عناصر سنگین‌تری مانند سیلیکون و گوگرد را که معمولاً در عمق ستاره محافظت می‌شوند، آشکار کرد.

استیو شولز، دانشمند دانشگاه نورث‌وسترن و سرپرست تیم تحقیقاتی، گفت: “این ستاره بیشتر موادی را که در طول عمر خود تولید کرده بود، از دست داد. بنابراین، ما فقط می‌توانستیم موادی را ببینیم که در ماه‌های قبل از انفجار آن شکل گرفته بودند. باید اتفاق بسیار خشونت‌آمیزی رخ داده باشد که باعث این اتفاق شده است.” راز اینکه چگونه این ستاره لایه‌های بیرونی خود را از دست داده است، هنوز حل نشده است. توضیحات احتمالی شامل فوران‌های عظیم پیش از ابرنواختر، بادهای ستاره‌ای قدرتمند، یا حتی کشش گرانشی یک ستاره همدم است که مواد بیرونی را قبل از انفجار نهایی از بین برده است.

نظریه‌ها و تحقیقات آینده

نظریه فعلی تیم در مورد مرگ عجیب SN2021yfj بر پدیده‌ای به نام “ناپایداری زوجی” متمرکز است که باعث می‌شود همجوشی هسته‌ای در هسته ستاره دوباره مشتعل شود و فوران‌های قدرتمندی از انرژی را آزاد کند. این ممکن است منجر به این شود که ستاره لایه‌های بیرونی خود را در یک سری فوران‌های خشونت‌آمیز قبل از انفجار نهایی ابرنواختری از دست بدهد. با این حال، با تنها یک نمونه از چنین ابرنواختری، محققان در مورد نتیجه‌گیری‌های قاطع محتاط هستند. همانطور که میلر اشاره کرد، “در حالی که ما یک نظریه برای چگونگی خلق این انفجار خاص توسط طبیعت داریم، شرط نمی‌بندم که درست باشد، زیرا ما هنوز فقط یک نمونه کشف شده داریم.”

این کشف پیامدهای مهمی برای تحقیقات آینده دارد. همانطور که شولز خاطرنشان کرد، “این ستاره واقعاً بر نیاز به کشف ابرنواخترهای نادر بیشتر برای درک بهتر ماهیت آن‌ها و چگونگی شکل‌گیری‌شان تأکید می‌کند.” نادر بودن چنین رویدادهایی به این معنی است که ستاره‌شناسان باید به دقت آسمان را برای انفجارهای مشابه زیر نظر داشته باشند تا درک خود را از فرآیندهایی که بر مرگ ستارگان عظیم‌الجثه حاکم هستند، گسترش دهند.

منبع