اكتشف علماء الفلك بقايا نوع نادر من انفجار سوبر نوفا. يطلق عليه مستعر أعظم من النوع Iax ، وهو نتيجة انفجار قزم أبيض. هذه مستعرات عظمى نادرة نسبيًا ، ويعتقد علماء الفلك أنها مسؤولة عن تكوين العديد من العناصر الثقيلة.
لقد عثروا عليها في مجرات أخرى من قبل ، لكن هذه هي المرة الأولى التي يرصدون فيها مجرة في مجرة درب التبانة.
وفقًا لورقة بحثية جديدة ، فإن الجسم هو مستعر أعظم من النوع Iax ، وهو قزم أبيض متفجر يساعد على زرع الكون بعناصر ثقيلة ضرورية للحياة. اسمها Sgr A East.
عنوان الورقة هو ' الوفرة الكيميائية في Sgr A East: دليل على بقايا مستعر أعظم من النوع Iax . ' المؤلف الرئيسي هو Ping Zhou من جامعة Nanjing في الصين وجامعة أمستردام. سيتم نشر الورقة في مجلة الفيزياء الفلكية.
عندما نفكر في المستعرات الأعظمية ، فإننا نميل إلى التفكير في النجوم الكبيرة التي تكون كتلتها أكبر بكثير من شمسنا والتي تنفجر عندما تنهار نواتها. لكن هذا مجرد نوع واحد من المستعرات الأعظمية. نوع آخر هو قزم أبيض يتراكم مادة من رفيقه قبل أن ينفجر. وتسمى تلك الأنواع بالمستعرات الأعظمية من النوع Ia وتُعرف أيضًا باسم الشموع القياسية لأنها مؤشرات مسافة كونية موثوقة.
يحدث المستعر الأعظم من النوع Ia عندما يتراكم قزم أبيض مادة من نجم مصاحب حتى يتجاوز حد Chandrasekhar وينفجر. الائتمان: NASA / CXC / M. وايس
ولكن هناك مجموعة فرعية من المستعرات الأعظمية من النوع Ia تسمى النوع Iax. يكمن الاختلاف بين الاثنين في سرعة الانفجار النووي الحراري. يعتقد علماء الفلك أنه في النوع Iax ، يتحرك الانفجار بشكل أبطأ خلال النجم ، مما يؤدي إلى تكوين العناصر الثقيلة. نظرًا لأن موجة الانفجارات تتحرك بشكل أبطأ ، تكون الانفجارات أضعف ، مما ينتج عنه كميات مختلفة من العناصر مقارنة بمستعر أعظم من النوع Ia.
في خبر صحفى ، قال المؤلف الرئيسي Zhou ، 'بينما وجدنا المستعرات الأعظمية من النوع Iax في مجرات أخرى ، لم نحدد دليلًا على وجود أحدها في مجرة درب التبانة حتى الآن. هذا الاكتشاف مهم للتعرف على الطرق العديدة التي تنفجر بها الأقزام البيضاء '.
من المحتمل أن تكون المستعرات الأعظمية من النوع Iax أعضاء مهمين في عائلة المستعرات الأعظمية بسبب الطريقة التي تخلق بها العناصر. عندما تنفجر ، فإنها تصنع عناصر مثل النيكل والكروم والحديد.
استخدم الفريق مرصد شاندرا للأشعة السينية لمشاهدة Sgr A East لمدة 35 يومًا. كشفت بيانات الأشعة السينية عن تراكم غير عادي للعناصر التي تختلف عن المستعرات الأعظمية من النوع Ia. تتوافق البيانات جيدًا مع نماذج المستعرات الأعظمية من النوع Iax.
يوضح هذا الشكل من الدراسة مطيافية شاندرا للأشعة السينية على العديد من العناصر التي تم إنشاؤها في انفجار المستعر الأعظم. يظهر خطوط انبعاث S و Ar و Ca و Fe و Ni. أفضل ما يناسب البيانات هو المستعر الأعظم من النوع Iax الذي خضع لاحتراق مضطرب خالص ، وهو حدث منخفض الطاقة منخفض السرعة. حقوق الصورة: Zhou et al ، 2021.
يعتقد علماء الفلك أن النوع Iax يختلف عن المستعرات الأعظمية القزمة البيضاء الأخرى في سرعة الانفجارات التي تمزق النجم. لكن النوع Ia يبدأ بنفس الموقف الأولي: نظام نجمي ثنائي قريب.
يقوم النجمان الثنائي المرافقان بعمل ما تفعله النجوم حتى يتطور أكبر نجم من التسلسل الرئيسي. يصبح عملاقًا أحمر ، ثم يتشارك النجمان في غلاف مشترك ، مما يتسبب في تقلص مدارهما. يقوم العملاق الأحمر بإلقاء الكثير من كتلته في الفضاء حتى يتوقف الاندماج ويترك قزم أبيض وراءه. في هذه المرحلة ، يكون النجم قزمًا أبيض من الكربون / الأكسجين.
الآن حان دور النجم التالي. يتطور في النهاية من التسلسل الرئيسي ويصبح عملاقًا أحمر أيضًا. لكن هذه المرة ، الأمور مختلفة بعض الشيء. عندما يفقد الكتلة ، يتراكم هذا الغاز على رفيقه القزم الأبيض. من هناك ، لم تكن التفاصيل الدقيقة لما سيحدث بعد ذلك واضحة. يتراكم القزم الأبيض بطريقة ما بما يكفي من المادة لرفع كتلته فوق حد شاندراسيخار ، مما يؤدي إلى الاندماج مرة أخرى.
يقول الفريق الذي يقف وراء هذه الدراسة أن أ احتراق نقي مضطرب انفجار (PTD) هو السبب الأكثر ترجيحًا في قلب كل ذلك. في PTD ، يكون معدل الاندماج أبطأ ، وينخفض أيضًا إطلاق الطاقة بالنسبة إلى المستعرات الأعظمية العادية من النوع Ia.
![يقارن هذا الرقم من الدراسة نماذج الاحتراق العاصف النقي (PTD) مع ملاحظات Sgr A East. وجد المؤلفون أن نسب [(Cr ، Mn ، Ni) / Fe] التي لوحظت في Sgr A East مفسرة جيدًا بواسطة نماذج PTD5 و PTD5.5 ، أي انفجارات WD ذات الكثافة المركزية 5 و 5.5 × 109 جم سم 3. حقوق الصورة: Zhou et al ، 2021.](http://ferner.ac/img/blog/52/new-supernova-remnant-found-from-an-exploding-white-dwarf-star-2.png)
يقارن هذا الرقم من الدراسة نماذج الاحتراق العاصف النقي (PTD) مع ملاحظات Sgr A East. وجد المؤلفون أن 'نسب [(Cr، Mn،
Ni) / Fe] التي لوحظت في Sgr A East موضحة جيدًا من خلال طرازي PTD5 و PTD5.5 ، أي انفجارات WD بكثافة مركزية تبلغ 5 و 5.5 × 109 جم سم 3. حقوق الصورة: Zhou et al ، 2021.
من خلال التحليل الطيفي للأشعة السينية ، رأى تشاندرا أن العناصر التي أنشأها SN مختلفة عن تلك الناتجة عن انفجار مستعر أعظم. كانت هناك نسبة منخفضة من عناصر الكتلة المتوسطة إلى الحديد ونسب كبيرة Mn / Fe و Ni / Fe. كانت تلك إشارة إلى أنهم كانوا ينظرون إلى بقايا مستعر أعظم من النوع Iax.
قال المؤلف المشارك Shing-Chi Leung من Caltech في باسادينا ، كاليفورنيا: 'تُظهر لنا هذه النتيجة تنوع أنواع وأسباب انفجارات الأقزام البيضاء ، والطرق المختلفة التي تصنع بها هذه العناصر الأساسية'. 'إذا كنا محقين بشأن هوية بقايا هذا المستعر الأعظم ، فسيكون هذا أقرب مثال معروف على الأرض.'
البقية تسمى Sgr A East بسبب موقعها القريب Sgr A * ، الثقب الأسود الهائل في مركز درب التبانة. قضى علماء الفلك الكثير من الوقت في النظر إلى Sgr A *. على مدار العشرين عامًا الماضية ، أظهرت صور SMBH شيئًا مثيرًا للفضول في الخلفية. الآن اكتشف علماء الفلك ما هو ، كما يعتقدون.
يوضح هذا الرقم من الدراسة بقايا المستعر الأعظم بالقرب من SMBH Sgr A *. الأحمر عبارة عن بيانات من المصفوفة الكبيرة جدًا في الراديو ، والسماوي هي بيانات الأشعة السينية من Chandra. الدوائر الصغيرة والمستطيلات هي مصادر نقطية لامعة والتي من المرجح أن تكون نجومًا متداخلة. حقوق الصورة: Zhou et al ، 2021.
'بقايا المستعر الأعظم موجودة في خلفية العديد شاندرا قال تشيوان لي ، من جامعة نانجينغ ، 'صور للثقب الأسود الهائل لمجرتنا التي تم التقاطها على مدار العشرين عامًا الماضية'. 'ربما نكون قد توصلنا أخيرًا إلى ماهية هذا الكائن وكيف أصبح.'
هذه النتائج ممتعة للغاية ، ولكن هناك بعض عدم اليقين حول نتائجها ، كما أشار المؤلفون بوضوح. ينبع عدم اليقين من عدم اليقين في نمذجة المستعر الأعظم. 'نحن ندرك أن تفسيرنا لسلف Sgr A East يعتمد بشكل كبير على نماذج SN الحالية للتخليق النووي ،' كتبوا في استنتاجهم. لكن نتائجهم ستساعد في تطوير تلك النماذج بشكل أكبر. 'من ناحية أخرى ، يساعد الفهم الأفضل لكتل SN المقذوفة والتوزيع المكاني أيضًا في تقييد آليات انفجار SN.'
لعب مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا دورًا رئيسيًا في هذه الدراسة. إنه أحد المراصد الكبرى لوكالة ناسا ، وهو عبارة عن أسطول من الأقمار الصناعية يعمل كل منها في جزء مختلف من الطيف الكهرومغناطيسي. لكن شاندرا كانت موجودة منذ عام 1999. على الرغم من أنها لا تزال تساهم في التقدم العلمي ، يعتقد المؤلفون أن مراصد الأشعة السينية المستقبلية ومقاييس الطيف ستساعدنا في فهم تنوع المستعرات الأعظمية بشكل أكثر وضوحًا.
'سيوفر مطياف الأشعة السينية من الجيل التالي ذات الدقة الطيفية العالية نظرة ثاقبة بالغة الأهمية لتكوين المقذوفات والكتل ليس فقط
Sgr A East ولكن أيضًا SNRs الأخرى ، 'استنتج المؤلفون.
