برای نخستین‌بار ثبت تصویر خیره‌کننده از ستاره‌ای که دوبار منفجر شده

عنصر کلیدی یکی از اسرار بزرگ کیهان‌شناسی

کد خبر: ۸۱۸۹۳۰

تاریخ: ۲۱ تير ۱۴۰۴ - ۱۰:۳۰

به گزارش ایران اکونومیست؛ برای اولین ‌بار، ستاره‌شناسان شواهد بصری خیره‌کننده‌ای از خودانفجاری دو مرحله‌ای یک ستاره را ثبت کرده‌اند. این فوران دوقلو توسط دانشمندانی کشف شده که در حال مطالعه‌ی دو حلقه‌ی هم‌مرکز از کلسیمی بودند که بقایای ستاره‌ای به ‌نام SNR 0509-67.5 را احاطه کرده است. این ستاره چندین قرن پیش در یک ابرنواختر نوع Ia به شکلی انفجاری از بین رفت.

کشف جدید فقط یک تصویر زیبا نیست. پژوهشگرانی که این پدیده را ثبت کرده‌اند می‌گویند بخش زیادی از دانسته‌های ما درباره‌ی چگونگی انبساط جهان (یکی از بحث‌برانگیزترین مسائل کیهان‌شناسی) به اندازه‌گیری دقیق این نوع از انفجارهای ستاره‌ای (ابرنواخترها) وابسته است. چنین ابرنواخترهایی همچنین منبع اصلی آهن در سراسر کیهان به‌شمار می‌روند.

پریام داس، نویسنده اصلی پژوهش و دانشجوی تحصیلات تکمیلی دانشگاه نیوساوت ولز استرالیا، به لایوساینس می‌گوید به همین دلیل است که انفجار کوتوله‌های سفید نقشی حیاتی در اخترشناسی ایفا می‌کنند؛ اما با وجود اهمیت این پدیده‌ها، معمای دیرینه‌ی مکانیزم دقیق آغاز انفجار آن‌ها همچنان حل‌نشده باقی مانده است.

ابرنواخترهای نوع Ia زمانی رخ می‌دهند که بقایای یک ستاره‌ی مرده، موسوم به کوتوله سفید، از ستاره‌ی همراه خود ماده می‌رباید و این فرایند به انفجار گرما‌هسته‌ای عظیم منتهی می‌شود. اما هنوز همه‌ی راه‌های انفجار کوتوله‌های سفید شناخته نشده‌اند. ستاره‌شناسان فرض می‌کنند این کوتوله‌ها به‌تدریج ماده‌ی ستاره‌ی هم‌مدار خود را جذب می‌کنند تا زمانی که به محدوده جرم بحرانی موسوم به حد چاندراسخار برسند و منفجر شوند. اما شواهد به دست‌آمده نشان می‌دهند این تنها مسیر انفجار آن‌ها نیست.

پژوهشگرها برای جستجوی شواهد مستقیم از نوعی متفاوت از انفجار، تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) را به‌سوی SNR 0509-67.5  نشانه رفتند؛ یک ابرنواختر که الگوی واضحی از موج شوک در پوسته‌اش را نشان می‌دهد. آن‌ها به‌کارگیری ابزاری از این تلسکوپ به نام کاوشگر طیف‌سنجی چندمنظوره (MUSE)، دو حلقه‌ی جداگانه از کلسیم را یافتند که بقایای انفجار را احاطه کرده‌اند.

به گفته‌ی ایوو زایتن‌تسال، اخترفیزیکدان هسته‌ای دانشگاه نیو ساوت ولز، یافته‌ی آن‌ها نشانه‌ای واضح است که کوتوله‌های سفید می‌توانند پیش از رسیدن به حد معروف چاندراسخار منفجر شوند و مکانیزم موسوم به انفجار دوگانه واقعاً در طبیعت رخ می‌دهد.

پژوهشگران پیشنهاد می‌دهند که کوتوله سفید‌ی مورد بحث، خود را در لایه‌ای از هلیوم دزدیده‌شده از ستاره‌ی همراهش پوشانده؛ سپس این لایه شعله‌ور شده و موج شوکی را به سمت داخل فرستاده که موجب انفجار دوم و بزرگ‌تر در هسته ستاره مرده شده است.

از ابرنواخترهای نوع Ia می‌توان برای اندازه‌گیری فاصله‌های بسیار دور کیهانی استفاده کرد

مطالعه‌ی انفجار دوگانه می‌تواند پیامدهای مهمی برای درک وسیع‌تر ما از جهان داشته باشد. صرف‌نظر از چگونگی وقوع ابرنواخترهای نوع Ia،  تصور می‌شود که این پدیده‌ها همیشه با روشنایی یکسانی منفجر می‌شوند و به همین دلیل به آن‌ها «شمع‌های استاندارد» می‌گویند. ستاره‌شناس‌ها از این شمع‌ها به عنوان ابزاری برای  اندازه‌گیری فاصله‌های بسیار دور و محاسبه نرخ انبساط جهان استفاده می‌کنند.

در سال‌های اخیر، اختلاف در اندازه‌گیری نرخ انبساط جهان معروف به «ثابت هابل»، بحران بزرگی را در علم نجوم به دنبال داشته است. داس می‌گوید:

شواهد ملموس از انفجاری دوگانه، نه‌تنها به حل معمایی دیرینه کمک می‌کند، بلکه نمایشی بصری و چشمگیر نیز ارائه می‌دهد. آشکارساختن نحوه عملکرد درونی چنین انفجار کیهانی باشکوهی، فوق‌العاده رضایت‌بخش است.

دانشمندان یافته‌های خود را دوم ژوئیه در مجله نیچر استرونومی منتشر کردند.

توضیح تصویر خبر: بقایای ابرنواختر SNR 0509-67.5 از نگاه تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT). کلسیم با رنگ آبی نمایش داده شده و در دو پوسته‌ی هم‌مرکز به چشم می‌شود که نشان‌دهنده‌ی «انفجار دوگانه» است.