برای نخستین بار برق آغاز یک ابرنواختر دیده شد

* برای نخستین بار برق درخشان و آغازین موج شوک یک ستاره ی منفجرشونده -چیزی که اخترشناسان به آن "شوک تابشی" می گویند- توسط تلسکوپ فضایی سیاره‌یابِ کپلر ناسا در طول موج دیدنی (مریی) دیده شد.

یک گروه بین الملی از دانشمندان به رهبری پیتر گارناویچ، استاد اخترفیزیک دانشگاه نوتردام ایندیانا به مدت سه سال، نوری که تلسکوپ کپلر هر ۳۰ دقیقه یک بار از ۵۰۰ کهکشان دوردست دریافت کرده بود را بررسی کرده و حدود ۵۰ تریلیون ستاره را غربال کردند. آن ها به دنبال یافتن نشانه های مرگ انفجاری ستارگان بزرگ یا همان ابرنواختر بودند.

در این ویدیوی پویانمایی، برق درخشان موج شوک یک ستاره ی منفجرشونده -چیزی که اخترشناسان به نام "شوک تابشی" می نامند- نشان داده شده. ویدیو با نمایی از یک ستاره ی ابرغول سرخ آغاز می شود که ۵۰۰ بار بزرگ تر و ۲۰ هزار بار درخشان تر از خورشید ماست. با خاموش شدن کوره ی همجوشی هسته ای مرکز ستاره، دیگه هسته ی ستاره نمی تواند در برابر گرانش تاب بیاورد و آغاز به رُمبش می کند. موج شوکی از این رمبش ناگهانی به راه می افتد و با پیمودن لایه های ستاره بالا می آید. این موج شوک با رسیدن به سطح دیدارپذیرِ ستاره، نخست فواره های انگشت-مانندی از پلاسما روی این سطح پدید می آورد. تنها ۲۰ دقیقه بعد آشوب کامل و سهمگین موج شوک به سطح می رسد و با از هم پاشیدن انفجاری ستاره، یک ابرنواختر پدید می آورد. این پویانمایی بر پایه ی رصدهای نورسنجی تلسکوپ فضایی کپلر ناسا درست شده. کپلر با دیده بانی دقیق ستاره ی KSN 2011d که ۱.۲ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد، توانست نخستین لحظه های یک رویداد ابرنواختری را به تصویر بکشد.

در سال ۲۰۱۱ دو ستاره ی بزرگ که از رده ی ابرغول های سرخ بودند جلوی چشم تلسکوپ کپلر منفجر شدند. ابرغول نخست با نام KSN 2011a، حدود ۳۰۰ برابر خورشید بود و ۷۰۰ میلیون سال نوری از زمین فاصله داشت. ابرغول دومی هم با نام KSN 2011d، حدود ۵۰۰ برابر خورشید بود و فاصله اش از زمین هم چیزی نزدیک به ۱.۲ میلیارد سال نوری بود.

گارناویچ می گوید: «برای درک بزرگی آن ها تنها کافیست بدانیم که مدار زمین به گرد خورشید را می توان به سادگی در این ستارگان غول پیکر جا داد.»

عکس گرفتن از یک رویداد فاجعه بار و ناگهانی، چه سقوط یک هواپیما باشد، چه تصادف یک خودرو و چه رخ دادن یک ابرنواختر، کاری بی‌اندازه دشوار، ولی برای شناخت دلیل ریشه ای رویداد فوق العاده سودمند است. درست همان گونه که دوربین های تلفن همراه فیلم های جنجال برانگیز سودمند برای دادگاه و پزشکی قانونی را بیشتر کرده اند، نگاه های پیوسته ی کپلر هم به اخترشناسان امکان داد تا سرانجام، موج شوک یک ابرنواختر را در زمانی که از درون ستاره به سطح آن رسیده بود ببینند. خود شوک تابشی تنها حدود ۲۰ دقیقه به درازا کشید، از همین رو به تصویر کشیدن برق درخشش انرژی آن یک شاهکار پژوهشی برای اخترشناسان به شمار می آید.

گارناویچ می گوید: «برای دیدن چیزی مانند شوک تابشی که در بازه های زمانی دقیقه ای رخ می دهد، باید دوربینی داشته باشیم که به طور پیوسته آسمان را دیدبانی کند. ما نمی دانیم یک ابرنواختر کِی می خواهد منفجر شود ، [ولی] گوش به زنگیِ کپلر به ما اجازه داد تا بیننده ی آغاز انفجار باشیم.»

این گونه ابرنواخترها (رده ی II)، زمانی آغاز می شوند که ستاره سوخت هسته ای در کوره ی درونی یک ستاره به پایان می رسد و چون دیگر نیروی رو به بیرونِ هسته ای وجود ندارد، هسته نمی تواند در برابر نیروی گرانش خود تاب بیاورد و می رُمبد.

هر دوی این ابرنواخترها به خوبی با مدل های ریاضی انفجارهای رده ی II همخوانی داشتند و یک بار دیگر نظریه های کنونی را تایید کردند. ولی همچنین این را هم نشان دادند که این رویدادهای سهمگین تا چه اندازه می توانند در جزییات متفاوت باشند.

ضربه ی انرژی هر دو انفجار یکسان بود ولی در ابرغول کوچک تر هیچ شوک تابشی‌ای دیده نشد. دانشمندان فکر می کنند این به احتمال بسیار به دلیل بود که ستاره ی کوچک تر با گازهایی در بر گرفته شده که برای پوشاندن موج شوک در زمان رسیدن به سطح ستاره کافی بودند.

نمودار درخشش یک رویداد ابرنواختری نسبت به خورشید. برای نخستین بار، موج شوک یک ابرنواختر به هنگام رسیدن به سطح ستاره در طول موج های دیدنی (مریی) دیده شد. این برق نور آغازین به نام شوک تابشی (shock breakout) شناخته می شود. ۱۴ روز رمان برد تا مرگ انفجاری این ستاره -به نام KSN 2011d- به بیشینه ی درخشش برسد. خود شوک تابشی تنها ۲۰ دقیقه به درازا کشید، از همین رو ثبت برق انرژی آن یک شاهکار پژوهشی برای اخترشناسان به شمار می رود. این ستاره یک ابرغول سرخ با درخششی ۲۰ هزار برابر خورشید بود. با تبدیل شدن آن به ابرنواختر، انرژی که با سرعت نور حرکت می کرد از هسته ی ستاره به سطح آن می رسد و انفجاری از نور به راه می اندازد که ۱۳۰ هزار بار درخشان تر از خورشید بود. این ستاره به انفجار خود ادامه می دهد و به بیشینه ی درخششی می رسد که حدود یک میلیارد بار از درخشش خورشید بیشتر بود. تصویر بزرگ تر

گارناویچ می گوید: «این معمای یافته های ماست. ما به دو ابرنواختر نگاه می کنیم و دو چیز متفاوت را می بینیم. این تنوع در بیشترین اندازه است.»

درک فیزیک این رویدادهای خشونت بار به دانشمندان امکان می دهد تا شناخت بهتری از شیوه ی پخش شدن همنهش های پیچیده ی شیمیایی و نیز خود زندگی در فضا و زمانِ کهکشان خودمان پیدا کنند.

استیو هاول، دانشمند پروژه ی ماموریت های کپلر و K۲ در از مرکز پژوهشی ایمز ناسا در دره ی سیلیکون (سیلیکون ولی) می گوید: «همه ی عنصرهای سنگین کیهان از انفجارهای ابرنواختری سرچشمه گرفته اند. برای نمونه، همه ی نقره، نیکل، و مسی که در زمین و حتی در بدن ماست در مرگ انفجاری ستارگان پدید آمده. زندگی به خاطر ابرنواخترهاست که وجود دارد.»

پژوهشنامه ی این یافته برای انتشار در آستروفیزیکال جورنال پذیرفته شده است.

--------------------------------------------

کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

http://telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

star - shockwave - shock breakout - optical wavelength - visible light - NASA - planet - Kepler space telescope - Peter Garnavich - University of Notre Dame - galaxy - supernova - red supergiant - KSN 2011a - sun - Earth - mobile camera - Type II - nuclear fuel - gravity - Milky Way galaxy - element - silver - nickel - copper - Steve Howell - K2 mission - Ames Research Center - Silicon Valley - Astrophysical Journal - photometric observation

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان