ستاره‌شناسان درخشان‌ترین انفجار ابرنواختری در اشعه ایکس را کشف کردند

ابرنواخترها نوعی انفجار ستاره‌ای هستند که درخشش بسیار زیادی در فضا ایجاد می‌کنند. ابرنواخترها را در کلاس‌های مختلفی دسته‌بندی می‌کنند. به تازگی ستاره‌شناسان موفق شده‌اند تا یکی دیگر از اعضای کلاس انفجار ابرنواختری به نام «گاو» را شناسایی کنند – این انفجار در نوع خود درخشان‌ترین انفجاری است که تا به امروز در اشعه ایکس دیده شده است. این رویداد که «AT2020mrf» نام دارد، پنجمین رویداد شناخته شده متعلق به کلاس گاو است. نام این گروه از اولین ابرنواختر یافت شده  در این کلاس «AT2018 cow» برداشته شده که به‌طور اتفاقی با کلمه گاو هم‌معنی است.

چه چیزی پشت این انفجارهای ابرنواختری غیرعادی نهفته است؟

شواهد جدید به حضور سیاهچاله فعال یا ستاره نوترونی اشاره می‌کند. هنگامی که یک ستاره عظیم منفجر می‌شود، یا در اثر فروپاشی گرانشی عظیم خود به سیاهچاله تبدیل می‌شود و یا باقی‌مانده مرده آن تبدیل به نوع جدیدی ستاره به نام ستاره نوترونی می‌شود. به‌طور معمول این بقایای ستاره‌ای نسبتا غیرفعال هستند و از جنس موادی هستند که در هنگام انفجار ستاره اصلی، به بیرون پرتاب شده بود. «یوهان یائو» دانشجوی کارشناسی ارشد در موسسه فناوری کالیفرنیا می‌گوید: «رویدادهای ابرنواختری در کلاس گاو دارای جرم بسیار فشرده و فعال در مرکز خود هستند و عموما به علت گسیل پرتو ایکس در حجم و انرژی بالا برای ما قابل مشاهده می‌باشند.» این یافته‌ها در یک سمینار آنلاین در دویست و سی و نهمین نشست انجمن نجوم آمریکا ارائه شد.

او ادامه می‌دهد: «ما می‌توانیم با مشاهده این انفجارها، تولد یک سیاهچاله یا ستاره نوترونی از قلب یک ستاره را به صورت مستقیم ببینیم.»

اولین رویداد کلاس گاو – AT2018cow که در سال 2018 کشف شده است – ستاره‌شناسان را شوکه کرد: انفجار ستاره‌ای در نور مرئی که 10 برابر درخشان‌تر از ابرنواخترهای معمولی بود و سریع‌تر از آن‌ها نیز محو شد. همچنین این انفجار مقدار بسیار زیادی پرتو ایکس با قدرت متغیر منتشر کرد که باعث شد ستاره‌شناسان گمان کنند که برای اولین بار شاهد تولد یک سیاهچاله یا ستاره نوترونی به صورت مستقیم هستند.

یکی دیگر از عوامل تمایز کلاس گاو از سایر انفجارهای ابرنواختری این است که آن‌ها مقدار جرم بسیار زیادی را پیش از انفجار به اطراف پرتاب می‌کنند. این جرم پس از انفجار در محیط روشن می‌شود. هنگامی که ستارگان منفجر می‌شوند، امواج ضربه‌ای تولید می‌کنند که تصور می‌شود این امواج به علت عبور از مواد به صورت ضربه‌ای درآمده‌اند. همین موضوع سبب می‌شود تا آن‌ها در نور رادیویی و طول موج میلی‌متری بدرخشند.

AT2020mrf اولین مورد مشاهده شده است که ابتدا در اشعه ایکس به جای نور مرئی مشاهده شد. یائو و همکارانش این رویداد را در ژوئیه 2020 با استفاده از داده‌های اشعه ایکس تلسکوپ «اسپکتتروم-رونتگن-گاما» یا به اختصار (SRG) روسی-آلمانی مشاهده کردند. آن‌ها نتایج بدست آمده را با مشاهدات صورت گرفته در طیف مرئی توسط تاسیسات «زوئیکی» از رصدخانه «پالومار» در موسسه فناوری کالیفرنیا مورد مقایسه قرار دادند و دریافتند که زوئیکی نیز این رویداد را مشاهده کرده است.

داده‌های SRG نشان داد که تابش اشعه ایکس این رویداد، بیست برابر بیشتر از تابش رویداد اصلی کلاس گاو بوده است. داده‌هایی که سال بعد توسط رصدخانه پرتو ایکس «چاندرا» ناسا ثبت شد، نشان داد که این انفجار نه تنها هنوز درحال سوختن است، بلکه درخششی 200 برابر بیشتر از انفجار اصلی کلاس گاو دارد.

یائو می‌گوید: «وقتی‌ داده‌های چاندرا را دیدیم، ابتدا باور آن‌ها برای ما بسیار دشوار بود. من چندین بار تجزیه و تحلیل را تکرار کردم. این درخشان‌ترین ابرنواختر کلاس گاو است که تا به امروز در اشعه ایکس دیده شده است.»

ستاره‌شناسان عقیده دارند که یک «موتور مرکزی» در بقایای ابرنواختر، تابش مداوم و قدرتمند پرتو ایکس را تامین می‌کند.

یائو در پایان گفت: « مقدار بسیار زیاد انرژی و تغییرات تابش پرتو ایکس مشاهده شده در AT2020mrf شواهدی قوی را در اختیار ما قرار می‌دهد تا به حضور موتور مرکزی، سیاهچاله بسیار فعال و یا ستاره نوترونی که با سرعت بالایی می‌چرخد – و «مگنتار» نام دارد – شک کنیم. در رویدادهای شبیه به کلاس گاو، ما هنوز نمی‌دانیم که چرا موتور مرکزی تا به این حد فعال است، اما احتمالا با نوعی ستاره مولد متفاوت از انفجارهای معمولی روبرو هستیم.»

از آنجایی که این رویداد به چهار رویداد دیگر کلاس گاو شباهت ندارد، ستاره‌شناسان تصور می‌کنند متنوع‌تر از چیزی هست که باید در حالت معمول باشد. پیدا کردن اعضای بیشتری از این کلاس به ستاره‌شناسان کمک می‌کند تا منبع قدرت آن‌ها را بهتر درک کنند.