دریافت ابرنواختری عجیب که نظریههای نجوم را به چالش میکشد
طبق گزارش ایتنا و به نقل از سایتکدیلی، اخترشناسان با بهرهگیری از رصدخانه کک در هاوائی، دادههای طیفسنجی را جمعآوری کردهاند که برای نخستین بار به شناسایی عناصری که در لایههای عمیق ستارهها پنهان ماندهاند، کمک کرده است.
این پدیده کیهانی که به نام SN 2021yf شناخته میشود، در فاصله ۲٫۲ میلیارد سال نوری از زمین واقع شده و وجود سیلیسیم، گوگرد و آرگون یونیزه شده را تأیید میکند؛ عناصری که پیشتر در هیچ یک از ابرنواخترها شناسایی نشده بودند، زیرا معمولاً در عمق لایههای خارجی ستارهها پنهانند.
استیو شولزه، پژوهشگر ارشد مرکز اخترفیزیک دانشگاه نورثوسترن و نویسنده اصلی این مطالعه، در این ارتباط اعلام میکند: «این برای اولین بار است که ما ستارهای را میبینیم که به طور کامل تا عمق خود نمایان شده است. این یافته به ما درک بهتری از ساختار ستارهها میدهد و نشان میدهد که آنها در آستانه انفجار میتوانند مقدار قابل توجهی از مواد خود را از دست بدهند».
این یافتهها که در مقالهای تحت عنوان «محل شکلگیری کیهانی سیلیسیم و گوگرد که به وسیله یک نوع جدید از انفجار ابرنواختر نمایان شده» منتشر شده است، برخی پیشبینیهای نظری در مورد ساختار ستارههای منفجر شده را تأیید میکند، اما همچنین سوالات جدیدی را نیز طرح میکند.
با توجه به نظریه دیرینه، ساختار ستارهها نظیر لایههای یک پیاز است که هر لایه متشکل از عناصر مختلفی به سمت هسته سنگینتر میشود. اگرچه این مدل بهطور وسیعی پذیرفته شده، اما مشاهده مستقیم لایههای عمیقتر یک ستاره تا کنون تقریباً غیرممکن بوده است.
دادههای جدید از رصدخانه کک، تأیید موثری از این مدل ارائه میدهند. با روشن شدن ترکیب درونی ستاره درست قبل از انفجار، این مشاهدات بارزترین شواهد تاکنون را در حمایت مستقیم از ساختار لایهای پیشبینی شده توسط نظریه فراهم میکنند.
با این حال، این مشاهدات چالشی جدید را نیز ایجاد میکند. اخترفیزیکدانان درک کردهاند که ستارههای با جرم بالا میتوانند قبل از تبدیل شدن به ابرنواختر، مقادیر قابل توجهی از مواد را به بیرون پرتاب کنند.
امواج ضربهای ناشی از این مواد منتشر شده با محیط اطراف در تعامل هستند و گرما تولید میکنند که موجب خلق پدیدههای نوری قابل مشاهده میشود. اما در مورد SN 2021yf، به نظر میرسد که این ستاره بسیار بیشتر از آنچه که پیشبینی شده بود، ماده خارج کرده است؛ به گونهای که هسته آن به وضوح قابل مشاهده است.
آدام میلر، استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه نورثوسترن و نویسنده ارشد این مطالعه، تصریح میکند: «این رویداد به راستی مشابه چیزی است که هیچکس پیش از این شاهد آن نبوده است. این ستاره به ما نشان میدهد که نظریات و ایدههای ما در مورد چگونگی تکامل ستارهها بسیار ناقص است. به طور خاص، کتابهای درسی ما نقصهایی دارند که نمیتوانند پدیدههای طبیعی را کاملاً توصیف کنند».
لازم به ذکر است که ستارههای با جرم زیاد توانایی دارند عناصر سبکتری را به عناصر سنگینتر از طریق فرایندی به نام هستهسازی (nucleosynthesis) تبدیل کنند. یک ستاره پرجرم در طول عمر خود، عناصر سبکتری مانند هیدروژن و هلیوم را در لایههای بیرونی خود میسوزاند و در هسته خود به نوبه خود عناصر سنگینتری را در لایههای عمیقتر میسوزاند.
در نهایت، ستاره به یک هسته آهنی میرسد. از آنجا که آهن نمیتواند برای آزادسازی انرژی بیشتر بسوزد، هنگامی که بخش اعظم هسته از آهن تشکیل میشود، فرایند هستهای متوقف میشود. در نتیجه، بدون فشار حاصل از این فرایند، ستاره بر روی خود فرو میریزد و به عنوان یک ابرنواختر منفجر میشود.
الکس فیلیپنکو، استاد نجوم در دانشگاه کالیفرنیا برکلی و نویسنده مشترک مقاله، که در زمان کشف SN 2021yf با رصدخانه کک همکاری داشت، میگوید: «کشف یک کلاس جدید از ستارههای منفجر شده بسیار هیجانانگیز است، به ویژه هنگامی که تأییدی برای نظریات ما درباره چگونگی تکامل ستارههای پر جرم در طول زمان ارائه میدهد و در عین حال معماهای نوین و جذابی را نمایان میکند».
پژوهشگران بر این باورند که محتملترین توضیح این است که این ستاره پرجرم به سادگی از هم گسیخته است. این کشف تأکید میکند تا تلاشهای بیشتری برای مطالعه این ابرنواخترهای نادر به عمل آید.
