حل لغز جريمة قتل كوني بعد 37 عامًا

أشار العلماء إلى أنهم عثروا على أدلة تكشف لغز ما حدث في أعقاب الانفجار النجمي الأشهر المسمى 1987A، وهو وجود نجم نيوترينو ظل مخفيا بالحطام لمدة 37 عاما.

يمثل المستعر الأعظم 1987A بقايا نجم منفجر كانت كتلته تبلغ حوالي 8 إلى 10 أضعاف كتلة الشمس. وتقع على بعد حوالي 170 ألف سنة ضوئية في سحابة ماجلان الكبرى، وهي مجرة ​​قزمة مجاورة لمجرة درب التبانة.

تمت ملاحظة المستعر الأعظم 1987A لأول مرة من قبل علماء الفلك منذ 37 عامًا في عام 1987، ومن هنا جاء اسمه.

أثناء انفجاره، أمطر المستعر الأعظم 1987A الأرض لأول مرة بجسيمات شبحية تسمى النيوترينوات ثم أصبح مرئيًا في الضوء الساطع. وهذا ما جعله أقرب وألمع مستعر أعظم شوهد في سماء الليل فوق الأرض منذ حوالي 400 عام.

ومن المعروف أن المستعرات الأعظم تنتج عن انهيار النجوم التي تتراوح كتلتها بين ثمانية وعشرة أضعاف كتلة شمسنا.

إن انفجارات السوبرنوفا مثل هذه هي المسؤولة عن تغذية الكون بعناصر مثل الكربون والأكسجين والسيليكون والحديد. تصبح هذه العناصر في النهاية اللبنات الأساسية للجيل القادم من النجوم والكواكب، ويمكنها أيضًا أن تشكل جزيئات قد تصبح يومًا ما جزءًا لا يتجزأ من الحياة كما نعرفها.

كما تولد هذه الانفجارات بقايا نجمية مدمجة، إما على شكل نجوم نيوترونية أو ثقوب سوداء، ولمدة 37 عاما، لم يعرف علماء الفلك ما إذا كان عام 1987A قد خلف نجما نيوترونيا فائق الكثافة أم ثقبا أسود.

لقد بحث علماء الفلك عن دليل على وجود أي من هذه الأجسام المدمجة في مركز البقايا المتوسعة منذ ذلك الحين.

ولطالما اشتبه العلماء في أن انفجار 1987A خلف وراءه نجمًا نيوترونيًا، ولكن كان هناك الكثير من الغبار الذي خلفه حتى أقوى التلسكوبات لم تتمكن من تأكيد ذلك.

لكن الآن، يقول فريق من العلماء إنهم عثروا على أول دليل على وجود نجم نيوتروني كامنًا داخل الحطام.

وقالت الدكتورة ماجي أدريان بوكوك، مقدمة برنامج سكاي آت نايت في بي بي سي، إن فريق البحث “حل لغز جريمة قتل كونية. إنه يتعلق بموت نجم والغموض هو ما يكمن في أكوام الغبار حول ما تبقى”.

باستخدام أداتين على متن تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، نظر العلماء إلى الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء القادمة من منطقة المستعر الأعظم، ووجدوا ذرات ثقيلة من الأرجون والكبريت تم تجريدها من إلكتروناتها الخارجية.

ومن خلال نمذجة كيفية وصول هذه الذرات إلى هناك، وجد العلماء أنها قد تكونت فقط بواسطة نجم نيوتروني.

وأوضح البروفيسور مايك بارلو، عالم الفلك في جامعة كاليفورنيا والمؤلف المشارك للدراسة: “لا يمكن تغذية بياناتنا إلا بواسطة نجم نيوتروني كمصدر للطاقة لهذا الإشعاع المؤين”.

لدى العلماء نظريتان حول كيفية حدوث ذلك.

وأوضح البروفيسور بارلو: “يمكن أن ينبعث هذا الإشعاع من سطح النجم النيوتروني الساخن الذي تبلغ درجة حرارته مليون درجة، وكذلك من سديم رياح النجم النابض الذي كان من الممكن أن ينشأ لو كان النجم النيوتروني يدور بسرعة ويسحب الجسيمات المشحونة حوله”.

عندما تنهار النجوم النيوترونية، ترتفع درجة حرارتها إلى مليارات الدرجات على السطح.

وعندما يبرد، تنطلق هذه الطاقة إلى الكون على شكل كميات هائلة من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية.

لكن إذا كان النجم النيوتروني يدور، فإنه في الواقع سيسحب “رياحًا” من الجسيمات النسبية حول نفسه والتي يمكن أن تتفاعل مع مادة المستعر الأعظم المحيطة.

يمكن رؤية مثال على هذا النوع من القوة في سديم السرطان، وهو بقايا مستعر أعظم لاحظه علماء الفلك الصينيون في عام 1054.

وفي كلتا الحالتين، أصبح لدى العلماء الآن مؤشر قوي على وجود نجم نيوتروني.

وأضاف البروفيسور بارلو: “إن لغز ما إذا كان النجم النيوتروني مختبئًا في الغبار قد استمر لأكثر من 30 عامًا، ومن المثير أننا تمكنا من حله”.

تشوه الكويكب Dimorph بعد اصطدامه بمسبار DART

واصطدم المسبار DART بالكويكب Dimorph في سبتمبر 2022، ويدرس العلماء الصور التي التقطتها كاميرات القمر الصناعي الصغير LICIACube في الدقائق الأولى بعد الاصطدام.

وتشير مجلة Nature Astronomy إلى أنه اتضح للعلماء من دراستهم للصور أن الاصطدام غيّر مدار الكويكب وأحدث تشوهًا كبيرًا في جسمه.

وجاء في تقرير العلماء: “أظهر تحليلنا للبيانات والصور أن ديمورف ليس جرمًا سماويًا متجانسًا، بل كتلة من الحطام تعرضت لتشوه كبير بعد اصطدامها بمسبار DART”. وهذا يدل على أن مهمة مسبار هيرا الأوروبي، التي ستنطلق هذا العام إلى ديمورف وديديما، لن تقوم بالتقاط الصور”. “الفوهة الموجودة على سطح الكويكب، ولكن أيضًا صور جديدة لسطحه المتجدد بالكامل.”

هذه الاستنتاجات توصل إليها مجموعة من علماء الفلك في جامعة برن بسويسرا، برئاسة سابينا رادوكان، بعد مقارنة الصور التي التقطها القمر الصناعي الصغير LICIACube قبل الاصطدام وبعده مباشرة.

وأظهرت نتائج الحسابات التي أجراها العلماء أن الديمورف عبارة عن تكتل غير كثيف من الحطام وأن حوالي 35 بالمائة منه عبارة عن فراغات. ولذلك، فإن اصطدام مسبار DART بسطح الكويكب لم يؤد إلى تكوين حفرة تصادمية على سطحه، بل إلى استعادة هيكله وشكله وتجديد سطحه بالكامل. ووفقا لهم، ينبغي أخذ ذلك في الاعتبار عند دراسة صور ديمورف الجديدة التي سيلتقطها مسبار هيرا، والذي من المقرر إطلاقه في أكتوبر 2024.