محققان سریعترین انفجار نوری ساطع شده از یک ابرنواختر تازه متولد شده را ثبت کردند!!

مفهوم هنری از انرژی بالای آزاد شده از تعامل بین CSM و پرتاب ابرنواختر بلافاصله پس از انفجار کوتوله سفید. اعتبار: رصدخانه کیسو، دانشگاه توکیو

گروهی از ستاره‌شناسان سریع‌ترین انفجار نوری یک ابرنواختر نوع Ia را کشف کرده‌اند. بسیاری از ستاره‌ها با انفجاری دیدنی به زندگی خود پایان می‌دهند. بیشتر ستارگان پرجرم به صورت یک ابرنواختر منفجر می‌شوند. اگرچه یک ستاره کوتوله سفید باقیمانده یک ستاره با جرم متوسط ​​مانند خورشید ما است، اما اگر ستاره بخشی از یک سیستم ستاره‌ای دوتایی نزدیک باشد، جایی که دو ستاره به دور یکدیگر می‌چرخند و منفجر شود. این نوع ابرنواختر به عنوان ابرنواختر نوع Ia طبقه‌بندی می‌شود.

به دلیل روشنایی یکنواخت و بسیار زیاد ابرنواختر نوع Ia، که حدود 5 بیلیون برابر روشن‌تر از خورشید ماست، محققان به طور گسترده از آن‌ها به عنوان یک شمع استاندارد برای اندازه‌گیری فاصله در نجوم استفاده می‌کنند. به عنوان موفق‌ترین نمونه، ابرنواختر نوع Ia به محققان کمک کرد تا انبساط پرشتاب جهان ما را کشف کنند. اما علیرغم موفقیت بزرگ کیهان‌شناسی ابرنواختر نوع Ia، محققان هنوز در مورد سوالات اساسی مانند سیستم‌های مولد ابرنواخترهای نوع Ia و چگونگی شعله‌ور شدن انفجارهای ابرنواختر نوع Ia در شگفت هستند.

برای پی بردن به این مسائل دیرینه، تیمی از ستاره‌شناسان، به سرپرستی پژوهشگر پروژه انستیتوی فیزیک و ریاضیات کیهان (Kavli IPMU)، جی-آن جیانگ، تلاش کردند تا ابرنواختر نوع Iaای را به نام ابرنواختر فاز اولیه نوع Ia، با استفاده از نسل جدید امکانات بررسی میدان گسترده، از جمله دوربین Tomo-e Gozen، اولین تصویربرداری سنسور CMOS موزاییکی میدان گسترده در جهان ظرف یک روز پس از انفجارشان ببینند.

Tomo-e202004aaelb با درخشندگی بالا در 21 آوریل 2020 کشف شد. در کمال تعجب، روشنایی آن در دو روز بعد تغییرات قابل توجهی را نشان داد و سپس مانند یک ابرنواختر فاز اولیه معمولی نوع Ia رفتار کرد. ما چندین ابرنواختر فاز اولیه نوع Ia را کشف کرده‌ایم که گسیل اضافی جالبی را در چند روز اول انفجار خود نشان می‌دهند اما هرگز چنین گسیل اولیه سریع و مشخصی در طول موج‌های نوری ندیده‌اند. این ویژگی شگفت‌انگیز برای اولین بار دیده شده است. چنین انفجار اولیه باید از منشأ متفاوتی در مقایسه با ابرنواخترهای بیش از حد اولیه نوع Ia سرچشمه بگیرد.”

شبیه‌سازی‌های محاسباتی توسط کییچی مائدا، دانشیار دانشگاه کیوتو، نشان داد که منشأ انفجار نوری سریع مرموز را می‌توان با انرژی آزاد شده از برهمکنش بین ابرنواختر و یک ماده متراکم و محدود دور ستاره‌ای (CSM) بلافاصله پس از انفجار ابرنواختر توضیح داد.

پنلهای بالا: اولین مشاهدات سه شبه یک ابرنواختر عجیب نوع Ia، Tomo-e202004aaelb (SN 2020hvf)، با دوربین Tomo-e Gozen. پنلهای پایین: منحنی‌های نور شماتیک Tomo-e202004aaelb (دایره‌های سبز نشان دهنده مراحلی است که ابرنواختر در طول مشاهدات پنل بالایی مربوطه در آن باقی مانده است). اعتبار: Kavli IPMU، دانشگاه توکیو

ما قبلاً چنین انفجار کوتاه و درخشانی از ابرنواختر نوع Ia ندیده بودیم، حتی با وجود افزایش اخیر تعداد اکتشافات بسیار اولیه بلافاصله پس از انفجار ابرنواختر در چند سال گذشته، از جمله مواردی با است که توسط تیم ما کشف شد. مائدا گفت: “طبیعت CSM باید ماهیت ستاره مولد را منعکس کند و بنابراین کلیدی برای درک نوع منفجر شدن ستاره و چگونگی انجام آن است. یک سوال این است که چه چیزی این ابرنواختر را بسیار خاص می‌کند.”

از طریق مشاهدات طیف‌سنجی توسط تلسکوپ Seimei دانشگاه کیوتو، تیم دریافتند که SN گونه‌ای از درخشان‌ترین ابرنواخترهای نوع Ia است.

“در اولین نگاه طیفی که درست پس از انفجار نور اولیه گرفته شد، به عنوان چیزی متفاوت از ابرنواخترهای معمولی مشخص شد. ما متوجه شدیم که درخشان‌ترین کلاس از ابرنواخترهای نوع Ia اگر در چنین فاز اولیه مشاهده شوند، ممکن است شبیه این باشند. میهو کاواباتا، محقق پروژه دانشگاه کیوتو، گفت: طبقه‌بندی ما متعاقباً تأیید شد زیرا طیف‌ها به گونه‌ای تکامل می‌یابند که بیشتر و بیشتر شبیه به ابرنواخترهای درخشان نوع Ia هستند که قبلاً پیدا شده بود.

نتایج این تیم نشان می‌دهد که حداقل بخشی از ابرنواخترهای نوع Ia از یک محیط متراکم CSM سرچشمه می‌گیرند که محدودیت شدیدی را برای سیستم مولد این پدیده‌های دیدنی در جهان ما ایجاد می‌کند. با توجه به اینکه Tomo-e202004aaelb (SN 2020hvf) بسیار درخشانتر از ابرنواخترهای معمولی نوع Ia است که به عنوان نشانگر فاصله استفاده می‌شود، این کشف به جیانگ و همکارانش امکان می‌دهد نظریه های مختلفی را آزمایش کنند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

Researchers capture the fastest optical flash emitted from a newborn supernova

by Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe

DECEMBER 9, 2021

https://phys.org/news/2021-12-capture-fastest-optical-emitted-newborn.html