هشدار ابرنواختری! ستاره‌شناسان به تازگی راهی برای پیش‌بینی مرگ ستاره‌هایی یافته‌اند که منفجر می‌شوند!!

ابرنواخترها حبابهای چشمگیری از گاز بر جای می‌گذارند. (اعتبار تصویر: اشعه ایکس: NASA/CXC/MIT/L.Lopez و همکاران؛ مادون قرمز: Palomar؛ رادیو: NSF/NRAO/VLA)

آیا خوب نیست بدانیم چه زمانی یک ستاره غول‌پیکر در حال مرگ در حال انفجار ابرنواختری فاجعه‌آمیز است؟ تیمی از ستاره‌شناسان دقیقاً این کار را انجام داده‌اند. اگر ستاره قرمز غول‌پیکری را دیدید که با پوشش ضخیمی از مواد احاطه شده است، مراقب باشید – ستاره احتمالاً ظرف چند سال منفجر خواهد شد.

هنگامی که یک ستاره پرجرم به پایان عمر خود نزدیک می‌شود، چندین مرحله خشونت‌آمیز را پشت سر می‌گذارد. در اعماق هسته ستاره، از ترکیب هیدروژن به ترکیب عناصر سنگین‌تر تغییر می‌کند که از هلیوم شروع می‌شود و به سمت کربن، اکسیژن، منیزیم و سیلیکون می‌رود. در انتهای زنجیره، ستاره در نهایت آهن را در هسته خود تشکیل می‌دهد. از آنجایی که آهن انرژی را به جای آزاد کردن آن کاهش می‌دهد، این امر پایانی برای ستاره است و در کمتر از ده دقیقه، در انفجاری خارق‌العاده به نام ابرنواختر، خود را به درون می‌چرخاند.

اما با وجود همه هیاهویی که از بیرون در قلب ستاره‌ها می‌گذرد، تشخیص اینکه دقیقاً چه اتفاقی می‌افتد دشوار است. مطمئناً، در اواخر عمر خود، این ستارگان غول پیکر به اندازه های بسیار زیاد متورم می‌شوند. آنها همچنین به شدت درخشان می‌شوند (تا ده‌ها هزار بار درخشان‌تر از خورشید). اما از آنجایی که سطح ستارگان بسیار منبسط شده است، دمای بیرونی آنها در واقع کاهش می‌یابد و آنها را به صورت غول‌های قرمز ظاهر می‌کند.

مشهورترین نمونه چنین ستاره‌ای نزدیک به پایان، ابط‌الجوزا است. اگر در منظومه شمسی ما قرار می‌گرفت، این ستاره – که تنها 11 برابر جرم خورشید است – تا مدار مشتری کشیده می‌شد. اکنون هر روز ممکن است به ابرنواختر تبدیل شود، اما “هر روز” برای یک ستاره‌شناس می‌تواند یک میلیون سال فاصله داشته باشد. اگرچه می‌دانیم که این نوع ستاره‌ها در نهایت صورت ابرنواختر منفجر می‌شوند، هیچ راهی برای برآورد دقیق‌تر زمان آن وجود ندارد. یا حداقل قبلاً اینطور بود.

تیک تاک بمب ساعتی

اکنون تیمی از اخترشناسان راهی برای شناسایی ابرنواخترهایی ابداع کرده‌اند که احتمالا در عرض چند سال منفجر می‌شوند.

آنها به طور خاص چند ده نوع منحصر به فرد ابرنواختر معروف به ابرنواختر نوع II-P را مطالعه کردند. برخلاف دیگر ابرنواخترها، این انفجارها تا مدتها پس از انفجار اولیه درخشان باقی می‌مانند.

در چند نمونه، ستاره‌شناسان به کاتالوگهای قدیمی نگاه کرده‌اند و تصاویری از ستارگان قبل از انفجار پیدا کرده‌اند و به نظر می‌رسد که همه آنها ابرغول سرخی مانند ابط‌الجوزا هستند که نشانه واضحی است که این نوع ستارگان کاندیدای ابرنواختری هستند و آماده‌اند تا در یک لحظه خاموش شوند.

تصور می‌شود ستارگانی که این نوع ابرنواخترها را به وجود می‌آورند، پوشش‌های متراکمی از مواد قبل از انفجار آنها را احاطه کرده است. این پوششها مرتباً چگالتر از آن چیزی هستند که در اطراف ابط‌الجوزا اندازه‌گیری شده است. گرمایش آن ماده از موج ضربه اولیه است که باعث می‌شود روشنایی آن باقی بماند. چیزهای بیشتری در اطراف وجود دارد تا پس از اولین نشانه انفجار به خوبی بدرخشند.

این پوشش متراکم همچنین باعث می‌شود که این نوع ابرنواختر با سرعت بیشتری نسبت به پسرعموهای در معرض دید خود دیده شود. هنگامی که انفجار در ابتدا اتفاق می‌افتد، موج ضربه‌ای به مواد اطراف ستاره برخورد می‌کند که باعث می‌شود موج شوک هنگام عبور از آن بخار را از دست بدهد. در حالی که در ابتدا انرژی‌های یک ابرنواختر برای انتشار تابش پرانرژی مانند پرتوهای ایکس و گاما کافی است، پس از اختلاط موج ضربه‌ای و مواد اطراف، تابش منتشر شده در طول‌موجهای نوری دیده می‌شود.

بنابراین به نظر می رسد که این پوشش‌های متراکم از مواد در اطراف ستارگان نیز مبین یک ابرنواختر در شرف وقوع است.

سوپر پیله

اما چقدر طول می‌کشد تا این پوشش از مواد تشکیل شود؟ محققان دو مدل را مورد مطالعه قرار دادند. در یک مدل، بادهای پرسرعتی از سطح ستاره می‌وزید که به آرامی تکه‌هایی از خود را جدا می‌کرد و آن را در اطراف پخش می‌کرد تا پوشش را در طول چندین دهه بسازد. در مدل دوم، ستاره دچار یک انفجار شدید پیش از ابرنواختر شد که گازی به وزن یک دهم جرم خورشید را در کمتر از یک سال به مدار زمین فرستاد.

از آنجایی که ما تصاویر مستقیمی از برخی از ستارگان پیش از ابرنواختر داریم که کمتر از 10 سال قبل از آنها گرفته شده است، اخترشناسان به این نتیجه رسیدند که این مدل آهسته و پیوسته کار نخواهد کرد. در غیر این صورت، ستاره پنهان می‌شد.

همه اینها به این معنی است که وقتی یک ستاره ابرغول یک پوشش ضخیم از مواد به دور خود بسازد، احتمالاً ظرف چند سال به ابرنواختر تبدیل خواهد شد. بنابراین، اگر در حال سفر در کیهان هستید و دقیقاً با این سناریو مواجه شدید، این هشدار را در نظر بگیرید.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Supernova alert! Astronomers just found a way to predict explosive star deaths

By Paul Sutter

https://www.space.com/supernova-warning-system-star-explosions