سماءنا تفتقد إلى المستعرات الأعظمية. النجوم تعيش لملايين أو بلايين السنين. ولكن بالنظر إلى العدد الهائل من النجوم في مجرة درب التبانة ، لا يزال يتعين علينا توقع هذه الوفيات النجمية الكارثية كل 30-50 عامًا. قليل من تلك الانفجارات سيكون في نطاق العين المجردة من الأرض. نوفا من المعنى اللاتيني'الجديد'. على مدى 2000 سنة الماضية ، رأى البشر حوالي سبعة نجوم 'جديدة' تظهر في السماء - بعضها ساطع بما يكفي ليُرى خلال النهار - حتى تلاشت بعد الانفجار الأولي. بينما لم نشهد ظهور نجم جديد في السماء لأكثر من 400 عام ، يمكننا أن نرىما بعد الكارثةمع التلسكوبات - بقايا المستعرات الأعظمية (SNRs) - غازات التمدد الساخنة للانفجارات النجمية. يمكن رؤية نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) لمدة تصل إلى 150000 سنة قبل أن تتلاشى في المجرة. لذلك ، عند إجراء العمليات الحسابية ، يجب أن يكون هناك حوالي 1200 إشارة ضوئية (SNR) مرئية في سمائنا ، لكننا تمكنا من العثور على حوالي 300 فقط. كان ذلك حتى ظهور 'Hoinga' أكتشف مؤخرا . سميت على اسم مسقط رأس المؤلف الأول العالم ويرنر بيكر ، الذي وجد فريقه البحثي SNR باستخدام مسح eROSITA All-Sky بالأشعة السينية ، Hoinga هي واحدة من أكبر SNRs على الإطلاق.
مركب من صورة الأشعة السينية (الوردي) والراديو (الأزرق) لهوينجا. تنبعث الأشعة السينية التي اكتشفتها eROSITA من الحطام الساخن للنجم السلف المتفجر. تكتشف الهوائيات الراديوية على الأرض انبعاث الإشعاع من الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي للمستعر الأعظم
الائتمان: eROSITA / MPE (الأشعة السينية) ، CHIPASS / SPASS / N. هيرلي ووكر ، ICRAR-Curtin (راديو)
يختبئ العملاق
Hoinga كبيرة. حقا كبيرة. يمتد SNR 4 درجات من السماء - ثمانية أضعاف عرض القمر المكتمل. السؤال الواضح - كيف لم يكن علماء الفلك قد وجدوا بالفعل شيئًا هائلًا؟ Hoinga ليست المكان الذي نبحث فيه عادةً عن المستعر الأعظم. تركز معظم عمليات البحث عن نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) على مستوى المجرة باتجاه قلب مجرة درب التبانة حيث نتوقع العثور على أكبر تركيز للنجوم القديمة والمتفجرة. لكن تم العثور على Hoinga على خطوط العرض العالية خارج طائرة المجرة.
علاوة على ذلك ، يختبئ Hoinga في السماءلأنانها كبيرة جدا. في هذا المقياس ، يصعب تمييز SNR عن الهياكل الكبيرة الأخرى للغبار والغاز التي تشكل المجرة المعروفة باسم 'المجرة Cirrus'. إنها مثل محاولة رؤية سحابة فردية في سماء ملبدة بالغيوم. يتفوق المجرة Cirrus أيضًا على Hoinga في ضوء الراديو ، وغالبًا ما يستخدم للبحث عن SNRs ، مما يجبر Hoinga على الاختباء في الخلفية. بالرجوع إلى مسوحات السماء الراديوية القديمة ، حدد فريق البحث Hoingaكانلوحظ من قبل ولكن لم يتم تحديده على أنه SNR بسبب توهجه الخافت نسبيًا في الراديو. هنا تتمتع eROSITA بميزة لأنها ترى الأشعة السينية. يتألق Hoinga في ضوء الأشعة السينية بشكل أكثر إشراقًا من Galactic Cirrus مما يسمح له بالتميز عن المجرة ليتم اكتشافه.
صورة مرمزة بالألوان لأول مسح ضوئي لكل السماء بواسطة الأشعة السينية eROSITA تم إجراؤه على مدى ستة أشهر (أحمر: 0.3-0.6 كيلو فولت ، أخضر: 0.6-1 كيلو فولت ، أزرق: 1-2.3 كيلو فولت). (ملحوظة 0.1 keV تترجم إلى درجة حرارة غاز تبلغ حوالي 1.1 مليون درجة) فقاعات مركزية كان الارتفاع من مركز مجرة درب التبانة (الشريط الأزرق عبر المنتصف) أيضًا اكتشافات رئيسية بواسطة eROSITA للنشاط السابق في مركز مجرتنا منذ آلاف السنين. الإئتمان حساب eROSITA Twitter
السلف
مع تقدم النجوم في العمر ، وتحترق من خلال إمدادات وقود الهيدروجين ، فإنها ستنهي حياتها بطرق مختلفة اعتمادًا على كتلتها. تتضخم النجوم ذات الكتلة الأقل مثل شمسنا لتتحول إلى عمالقة حمراء في نهاية المطاف تتخلص من طبقاتها الخارجية في الفضاء. يتم الكشف عن اللب المستهلك للنجم تحت طبقات السقيفة - كرة متوهجة شديدة الانضغاط من الكربون بحجم الأرض يُعرف باسم القزم الأبيض. إنه في الأساس ماسة فضاء ساخن بحجم كوكب الأرض. لا انفجار دراماتيكي. سوف تبرد على مدى دهور لتصبح 'قزم أسود'. من المدهش أن الكون نفسه لست كبيرا كفاية أي قزم أبيض يبرد تمامًا ليصبح قزمًا أسودبعد. 99٪ من النجوم ستنهي حياتهم بهذه الطريقة. ومع ذلك ، فبالنظر إلى الدفع ، لا يزال بإمكان النجوم القزمة البيضاء أحيانًا تكوين مستعر أعظم.
الأقزام البيضاء لا تولد طاقة جديدة بل إنها تنزف من الحرارة المتبقية في الفضاء. ومع ذلك ، إذا تشابك زوج ثنائي مع نجم آخر بفعل الجاذبية ، فيمكن سحب مادة من النجم المرافق إلى القزم الأبيض. إذا جمع القزم الأبيض ما يكفي من المواد لعبور عتبة حرجة قدرها 1.44 كتلة شمسية (كتلة شمسنا) ، يحدث تفاعل 'هارب' حيث يخضع جزء كبير من النجم فائق الكثافة للانصهار النووي المتزامن ... في بضع ثوانٍ فقط . ترتفع درجات الحرارة إلىالملياراتمن الدرجات (جوهر شمسنا هو 15 مليونًا باردًا مقارنةً) والنجم يحقق ما يسميه علماء الفلك بهدوء 'الطاقة غير الملزمة' - BOOM! السوبرنوفا من الأقزام البيضاء تصنف على أنها من النوع Ia Supernovas.
إن G299 Supernova Remnant هو أيضًا نتاج انفجار نجم قزم أبيض / انفجر هذا النجم منذ حوالي 4500 عام. الإئتمان مرصد ناسا شاندرا للأشعة السينية
على النقيض من ذلك ، فإن أعلى 1٪ من النجوم الضخمة تذهب إلى مستعر أعظم من تلقاء نفسها دون الحاجة إلى رفيق لسحب المواد منها. تنفجر هذه النجوم وتخلق أجسامًا غريبة على شكل ثقوب سوداء أو نجوم نابضة - فائقة-ممتاز- جسم كثيف يزن عدة كتل شمسية محشور في كرة طولها 15 كم. تُعرف انفجارات النجوم الضخمة باسم 'سوبر نوفا انهيار النواة' أو النوع الثاني. النجوم النابضة والثقوب السوداء هي مصادر للأشعة السينية داخل SNR المحيطة. ومع ذلك ، لا تحتوي Hoinga على جسم أشعة سينية مركزي. هناك 11 'مصدر نقطي' للأشعة السينية (ليس غازًا منتشرًا ولكن نقاط طاقة مركزة) موجودة بشكل مرئي 'داخل' Hoinga SNR والتي يمكن أن تكون نجومًا نابضة أو ثقوبًا سوداء. ومع ذلك ، يبدو أن هذه المصادر في المقدمة أو في الخلفية. مع عدم وجود مصدر مركزي للأشعة السينية ، من المحتمل أن يكون النجم السلف لـ Hoinga قزمًا أبيض. على عكس النجم الهائل الذي ينفجر ويترك قلبه الذي يتحول إلى نجم نابض أو ثقب أسود ، قزم أبيضكنتالنواة المتبقية للنجم. عندما ينفجر ، يتم تدمير مصدر النقطة.
أنواع مختلفة من سوبر نوفا - فيديو الكون اليوم بواسطة فريزر كاين
في النور
من الصعب تحديد الخصائص الأخرى لـ Hoinga لأن SNR يقع خارج مستوى المجرة بعيدًا عن الكائنات الأخرى التي يمكننا استخدامها كمرجع. عندما تقع SNRs في مستوى المجرة ، فإنها محاطة بالنجوم النابضة التي يسهل قياس مسافاتها مقارنة بسحب الغاز المنتشرة. لا توجد نجوم نابضة معروفة في حدود 20 درجة من Hoinga في السماء. يوفر فريق البحث قياس المسافة ثم بالمقارنة مع SNRs الأخرى المعروفة.
في مناطق الفضاء مثل غيوم ماجلان - المجرات التابعة لمجرة درب التبانة ذات مناطق تشكل النجوم الضخمة - نرى SNRs ذات السطوع والشكل المماثل لـ Hoinga مع مسافات معروفة. رسم التناقضات والتشابهات ، خلص الباحثون إلى أن المسافة إلى Hoinga يجب أن تكون 450 على الأقل فرسخ (حوالي 1470 سنة ضوئية). نعلم أيضًا أن معظم نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) التي تمت ملاحظتها مع شكل Hoinga لا يزيد قطرها عن 100 قطعة (326 سنة ضوئية). إن معرفة مدى اتساع SNR يعطينا أيضًا أدلة على بعده مما يشير إلى أن Hoinga تبعد 1200 فرسخ فلكي (3900 سنة ضوئية). إذن لدينا الآن مسافة قصوى ودقيقة.
يتم تصفية المنطقة المحيطة بـ Hoinga بعد تلويث مصادر الكائنات الخلفية البعيدة ، والأشياء القريبة من المقدمة ، و Galactic 'Cirrus' من الصورة. Hoinga هو كائن على شكل هلال في الصورة الصحيحة. النقطة الصفراء الساطعة في الجزء العلوي الأيمن هي مجموعة المجرات البعيدة Hydra A التي تبعد حوالي مليار سنة ضوئية ج. بيكر وآخرون 2021
يمكن للباحثين أيضًا استنتاج المسافة بناءً على الملاحظات إلى مستعر أعظم آخر معروف جيدًا يسمى فيلا. انفجرت فيلا منذ حوالي 12000 عام مكونة نجمًا نابضًا. تعد SNR الناتجة واحدة من أكثر الصور التي لا تصدق للفضاء التي رأيتها على الإطلاق . بمعرفة مدى سطوع Vela ، يمكننا مقارنة الباقين كنقطة أخرى من البيانات لتضييق نطاقنا الذي يتراوح من 450 إلى 1200 قطعة لتحديد أن Hoinga من المحتمل أن تتواجد على بعد 500 قطعة (1630 سنة ضوئية) من الأرض.
الطاقة في الظلام
قامت eROSITA باكتشاف Hoinga بتمريرة واحدة فقط من مسح All-Sky X-ray الذي توفر الأمل في أن المزيد من SNRs المخفية جاهزة ليتم العثور عليها. يقوم الجهاز بمسح السماء بأكملها بمعدل 0.025 درجة كل ثانية ليكمل الفحص كل ستة أشهر. تم إطلاق المسح الأول في يوليو 2019 ، وتم الانتهاء من المسح الأول في 12 يونيو 2020 مع التخطيط لثمانية استطلاعات إجمالية على مدار 4 سنوات. eROSITA هي نفسها الأداة الأساسية على متن البعثة الروسية الألمانية 'Spectrum-Roentgen-Gamma' أو 'SGR' التي انطلقت من بايكونور كازاخستان. بينما تقوم العديد من البعثات بإجراء استطلاعات All-Sky ، كانت SGR أول من أكمل مسح All-Sky بالأشعة السينية.
خارج البحث عن المستعرات الأعظمية ، تراقب SGR حركات مجموعات المجرات من أجل اكتساب نظرة ثاقبة على 'الطاقة المظلمة' وهي القوة غير المفهومة التي يُعتقد أنها سبب توسع الكون. مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي المرتقب ، فإن SGR لا تدور حول الأرض ، ولكنها متوقفة عند 'L2' أو لاغرانج 2 ، نوع من الجاذبية تم إنشاؤه عن طريق تفاعل الأرض والشمس والقمر (فكر في الأمر مثل تلك الدوامات الدوامة في الماء التي تتبعك في القارب. إذا علقت رغوة أو حطام في الدوامة ، فإنها تأتي مع أنت من أجل الركوب). نظرًا لأن الغلاف الجوي للأرض يمتص الأشعة السينية ، فمن الأفضل وضع تلسكوب الأشعة السينية في الفضاء حيث تعيش SGR.
اقتطاع لصورة مسح كامل السماء SRG / eROSITA الأكبر من الأعلى. تم وضع علامة على بقايا المستعر الأعظم هوينجا. المصدر الساطع الكبير في الربع السفلي من الصورة من بقايا المستعر الأعظم 'فيلا'. ترتبط ألوان الصورة بطاقات فوتونات الأشعة السينية المكتشفة. يمثل الأحمر نطاق الطاقة 0.3-0.6 كيلو فولت ، والأخضر 0.6-1.0 كيلو فولت ، والأزرق 1.0-2.3 كيلو فولت. مصدر الصورة والنص. SRG / eROSITA
مع كل تمريرة لمسح All-Sky ، سيتم الكشف عن مزيد من التفاصيل حول كائنات مثل Hoinga. جنبا إلى جنب مع الآخرين المسوحات الجارية في كل السماء و عملاق مشاريع تلسكوب جديدة ، نحن نجمع المزيد من البيانات حول السماء أكثر من أي وقت مضى. من المحتمل أن نجد العديد من SNRs ، والمزيد من الأشياء الرائعة حول الكون والتي تساعدنا في النهاية على فهم أنفسنا. سوبر نوفا صنعنا! تقوم النجوم بتكوين عناصر ثقيلة مثل النيكل والحديد ، ولكن كل شيء أثقل منها في الجدول الدوري يتم إنشاؤه بواسطة هذه الانفجارات النجمية التي تقوم بعد ذلك ببذر المادة الخام لوجودنا ذاته عبر الكون. لدينا دليل على أن نظامنا الشمسي قد تم إثرائه بحطام المستعر الأعظم منذ زمن بعيد منذ 4.567 مليار سنة . رؤية مخلفات هذه الانفجارات هو معرفة أفضل للقوى التي أوصلتنا لنكون.
نظرة عامة على مهمة eROSITA رسوم متحركة - Credit eROSITA
اتبع ماثيو على تويتر و انستغرام للمزيد منسبا
المزيد للاستكشاف:
مقال بيان صحفي: Hoinga SNR | معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج كوكب الأرض (mpg.de)
منشور بحثي أصلي (مفتوح الوصول)
علم الفلك بدون تلسكوب - الكيمياء بواسطة المستعر الأعظم - الكون اليوم
إيروسيتا (eROSITA_SRG) / تويتر
إيروسيتا | معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج كوكب الأرض (mpg.de)
فسيفساء فيلا سوبر نوفا المتبقية | مديرية الرسالة العلمية (nasa.gov)
علم الفلك السيئ | بقايا المستعر الأعظم Vela هي منطقة مليئة بالفوضى في السماء (syfy.com)
