'المستعر الأعظم الجزئي' ينفجر نجمًا قزمًا أبيض عبر مجرة ​​درب التبانة

ستتمدد المادة التي يقذفها المستعر الأعظم في البداية بسرعة كبيرة ، ولكن بعد ذلك تتباطأ تدريجيًا ، وتشكل فقاعة عملاقة معقدة من الغاز الساخن المتوهج. في النهاية ، ستتجاوز البقايا المتفحمة للقزم الأبيض الذي انفجر هذه الطبقات الغازية ، وتسرع في رحلتها عبر المجرة.

ستتمدد المادة التي يقذفها المستعر الأعظم في البداية بسرعة كبيرة ، ولكن بعد ذلك تتباطأ تدريجيًا ، وتشكل فقاعة عملاقة معقدة من الغاز الساخن المتوهج. في النهاية ، ستتجاوز البقايا المتفحمة للقزم الأبيض الذي انفجر هذه الطبقات الغازية ، وتسرع في رحلتها عبر المجرة. (رصيد الصورة: مارك غارليك / جامعة وارويك)



توصلت دراسة جديدة إلى أن نجمًا قزمًا أبيض غريبًا يندفع عبر مجرة ​​درب التبانة قد يكون الناجي من 'مستعر أعظم جزئي'.



الأقزام البيضاء هي النوى الباردة القاتمة ذات الحجم الأرضي للنجوم الميتة التي تُركت بعد أن استنفدت النجوم متوسطة الحجم وقودها وتخلصت من طبقاتها الخارجية. ستصبح شمسنا يومًا ما قزمًا أبيض ، كما ستصبح أكثر من 90٪ من النجوم في مجرة ​​درب التبانة.

وجدت الأبحاث السابقة أن الأقزام البيضاء عادة ما يكون لها هياكل داخلية مرتبة في طبقات. تتكون نواتها في الغالب من الكربون والأكسجين ، وعادة ما تكون محاطة بطبقة من الهيليوم ثم طبقة من الهيدروجين. عادةً ما يرى علماء الفلك الذين يفحصون الأقزام البيضاء الهيدروجين فقط ، أو الهيليوم فقط ، أو أحيانًا مزيج من الهيليوم والكربون (على الرغم من وجود استثناءات تشير إلى ماضٍ غير عادي).



متعلق ب: للعثور على حياة غريبة ، يجب أن نركز على النجوم القزمة البيضاء

في دراسة جديدة ، ركز العلماء على القزم الأبيض SDSS J1240 + 6710 ، الذي يقع على بعد حوالي 1430 سنة ضوئية من الأرض. اكتشف عمل سابق في عام 2015 ، وجد أن هذا القزم الأبيض يتمتع بجو غير عادي يبدو أنه لا يحتوي على الهيدروجين أو الهيليوم ، ولكنه بدلاً من ذلك كان يتكون من مزيج غريب من الأكسجين والنيون والمغنيسيوم والسيليكون.

استخدم الباحثون في هذه الدراسة الجديدة تلسكوب هابل الفضائي لإلقاء نظرة فاحصة على القزم الأبيض وحددوا الكربون والصوديوم والألمنيوم في الغلاف الجوي للجسم. قالوا إن هذا المزيج يميز هذا القزم الأبيض عن أي قزم آخر معروف سابقًا.



في هذه الدراسة ، وجد العلماء أيضًا أن القزم الأبيض كان يسافر حوالي 560.000 ميل في الساعة (900.000 كيلومتر في الساعة) في الاتجاه المعاكس للطريقة التي تدور بها المجرة. علاوة على ذلك ، كان للقزم الأبيض كتلة منخفضة بشكل خاص - حوالي 40٪ فقط من كتلة شمسنا.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة بوريس جينسيك ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة وارويك في إنجلترا: `` عندما وجدنا أن هذا القزم الأبيض غير العادي كان منخفض الكتلة حقًا ويتحرك بسرعة حقًا ، أثار ذلك فضولي حقًا لما حدث له في الماضي. موقع guesswhozoo.com.

ما الذي قد يفسر كل هذه التفاصيل الغريبة عن هذا القزم الأبيض؟ يعتقد الباحثون في هذه الدراسة أن انفجارًا نوويًا حراريًا لم يدمر القزم الأبيض تمامًا ، بل أدى 'مستعر أعظم جزئي' إلى تفجير ما تبقى من الجسم عبر درب التبانة .



السوبرنوفا هي أقوى انفجارات النجوم في الكون ، وهي ساطعة بما يكفي لتتفوق على المجرات بأكملها للحظات. يمكن أن تحدث عندما يموت قزم أبيض من امتصاص الكثير من الكتلة من نجم مرافق. يضغط الوزن الزائد الناتج عن الكتلة المسروقة على نواة القزم الأبيض ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة اللب وكثافته بدرجة كافية لإطلاق تفاعل نووي حراري متسلسل يقضي على القزم الأبيض بشكل متفجر.

في حالة SDSS J1240 + 6710 ، لاحظ العلماء أن العناصر التي شوهدت في الغلاف الجوي للقزم الأبيض يمكن أن تكون قد نتجت جميعًا في التفاعلات النووية الحرارية الأولى لمستعر أعظم. ومع ذلك ، هناك غياب واضح لما يعرف بمجموعة العناصر الحديدية - الحديد والنيكل والكروم والمنغنيز.

عادةً ما يتم طهي هذه العناصر الأثقل من العناصر الأخف وزناً ، ويشير غيابها في هذا القزم الأبيض إلى أنها قطعت جزءًا من الطريق عبر المستعر الأعظم ، وفشلت في الوصول إلى درجات الحرارة العالية والكثافة اللازمة لتشكيل عناصر مجموعة الحديد.

قال Gänsicke: 'هذا ما يجعل هذا القزم الأبيض فريدًا من نوعه - لقد خضع بالفعل للاحتراق النووي ، لكنه توقف قبل أن يصل إلى الحديد'. عندما حدث حدث المستعر الأعظم ، كان من المحتمل أن يكون لفترة وجيزة ، ربما بضع ساعات.

اقترح الباحثون أن SDSS J1240 + 6710 كان صغيرًا مقارنة بالأقزام البيضاء التي تخضع عادةً للمستعرات النووية الحرارية. على هذا النحو ، ربما حدث فقط مستعر أعظم مصغر ، نوع Iax ، مستعر أعظم جزئي ضعيف بما فيه الكفاية لتترك وراءها معظم القزم الأبيض.

في الأيام الخوالي ، كان يعتقد الباحثون أن سوبر نوفا نووي حراري سيدمر قزمًا أبيض بالكامل ، ولكن في السنوات العشر أو الخمس عشرة الماضية ، وجد العلماء أنه من الممكن حدوث سوبر نوفا جزئيًا يترك جزءًا من القزم الأبيض خلفه ، محترقًا ومتفحمة. 'الانفجار ليس قويًا بما يكفي لتعطيل النجم تمامًا.'

قال Gänsicke إن هذا الانفجار كان سيؤدي إلى تفجير SDSS J1240 + 6710 بعيدًا عن رفيقه ، مما أدى إلى تمزيق المادة عن القزم الأبيض الصغير وإلقائه في الفضاء السحيق بالسرعة التي يدور بها حول شريكه. سيساعد هذا السيناريو في تفسير سرعة القزم الأبيض وحجمه الضئيل وجو غريب.

بناءً على كتلة ودرجة حرارة SDSS J1240 + 6710 ، قدر العلماء أن هذا المستعر الأعظم الجزئي حدث منذ حوالي 40 مليون سنة. لا يزال الكثير غير معروف عن رفيق القزم الأبيض ، لكن يعتقد الباحثون أنه كان من الممكن أن يكون قزمًا أبيض مثل SDSS J1240 + 6710.

ركزت الأبحاث السابقة حول أصول المستعرات العظمى النووية الحرارية إلى حد كبير على الأقزام البيضاء الأكبر حجمًا. الآن بعد أن اقترحت هذه الدراسة الجديدة أن الأقزام البيضاء الأصغر يمكن أن تخضع لانفجارات مماثلة ، يمكن للنماذج المستقبلية أن تستكشف كيف يمكن أن تبدو هذه الانفجارات وبقاياها اللاحقة ، كما قال Gänsicke.

بفضل مهمة Gaia الفضائية ، التي تمكنت من تحديد أكثر من 50000 من الأقزام البيضاء المرشحة ، يمكننا فحص هذه الأقزام البيضاء للحصول على فكرة أفضل عما يحدث خلال هذه الأنواع من المستعرات الأعظمية الجزئية ، مثل ما هي نواتج الاحتراق '، قال Gänsicke. نأمل أن نكون قادرين على تحديد بضع عشرات من الأنظمة المماثلة. يمكننا البدء في الانتقال من نظام غريب غريب إلى فئة صغيرة من الأنظمة.

يمكن أن تستكشف الأبحاث المستقبلية أيضًا ما إذا كان علماء الفلك قد اكتشفوا بالفعل ومضات الضوء الخافتة القصيرة للضوء Gänsicke وزملاؤه الذين يشتبه في ارتباطهم بهذا النوع من الأقزام البيضاء الغريبة.

وقال غانسيك: 'سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كان سيتمكنون من العثور على هذه الأحداث القصيرة جدًا التي تشبه المستعر الأعظم والتي من المحتمل أن يتم استبعادها حتى الآن لأنها لا تشبه المستعرات الأعظمية'. نظرًا لأنها كانت قصيرة جدًا ، كانت فرص اكتشافها ضئيلة للغاية ، ولم يكن هناك سوى القليل من الوقت لمتابعة ما إذا كان أي اكتشاف من هذا القبيل حقيقيًا. ولكن من حيث المبدأ ، فإن البيانات التي تشير إلى أن هذه الأحداث حقيقية موجودة في مكان ما.

شرح العلماء بالتفصيل النتائج التي توصلوا إليها على الإنترنت 15 يوليو في مجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

تابع تشارلز كيو تشوي على تويترcqchoi. تابعنا على TwitterSpacedotcom وعلى Facebook.