منذ حوالي 11.5 مليار سنة ، مات نجم بعيد أكبر بنحو 530 مرة من شمسنا في انفجار كارثي أدى إلى تفجير طبقاته الخارجية من الغاز في الكون المحيط ، وهو مستعر أعظم وثقه علماء الفلك بتفاصيل ضربة تلو الأخرى.
قال الباحثون يوم الأربعاء إن تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا تمكن من التقاط ثلاث صور منفصلة تمتد على مدى ثمانية أيام تبدأ بعد ساعات فقط من التفجير – وهو إنجاز جدير بالملاحظة بشكل أكبر بالنظر إلى المدة التي حدثت فيها منذ فترة طويلة وبعيدة.
تم اكتشاف الصور في مراجعة لبيانات أرشيفية رصد هابل من عام 2010 ، وفقًا لعالم الفلك وينلي تشين ، باحث ما بعد الدكتوراه بجامعة مينيسوتا والمؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة نيتشر.
لقد قدموا أول لمحة عن مستعر أعظم يبرد بسرعة بعد الانفجار الأولي في مجموعة واحدة من الصور وأول نظرة متعمقة على مستعر أعظم في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون ، عندما كان عمره أقل من خمس عمره الحالي.
قال باتريك كيلي ، أستاذ علم الفلك بجامعة مينيسوتا والمؤلف المشارك في الدراسة: “إن المستعر الأعظم يتوسع ويبرد ، لذا يتطور لونه من الأزرق الساخن إلى الأحمر البارد”.
كان النجم المنكوب ، وهو نوع يسمى العملاق الأحمر الفائق ، يقيم في مجرة قزمة وانفجر في نهاية فترة حياته القصيرة نسبيًا.
قال تشين: “الكواكب الحمراء العملاقة هي نجوم مضيئة ، ضخمة وكبيرة ، لكنها أكثر برودة بكثير من معظم النجوم الضخمة الأخرى – وهذا هو سبب كونها حمراء”. “بعد أن يستنفد عملاق أحمر عملاق طاقة الاندماج في قلبه ، سيحدث انهيار لبه ، وسيقوم انفجار المستعر الأعظم بعد ذلك بتفجير الطبقات الخارجية للنجم – غلافه الهيدروجين.”
تُظهر الصورة الأولى ، بعد حوالي ست ساعات بعد الانفجار الأولي ، أن الانفجار بدأ صغيرًا نسبيًا وساخن بشدة – حوالي 180 ألف درجة فهرنهايت (100 ألف درجة كلفن / 99725 درجة مئوية).
الصورة الثانية بعد حوالي يومين والثالثة من حوالي ستة أيام بعد ذلك. في هاتين الصورتين ، تُرى المادة الغازية المنبعثة من النجم تتوسع إلى الخارج. في الصورة الثانية ، كان الانفجار خامسًا فقط كما في الحالة الأولى. في الصورة الثالثة ، يكون الجو حارًا مثل عُشر الصورة الأولى.
قال تشين إن بقايا النجم المنفجر أصبحت على الأرجح شيئًا كثيفًا بشكل لا يصدق يسمى النجم النيوتروني.
تفسر ظاهرة تسمى عدسة الجاذبية القوية كيف تمكن هابل من الحصول على ثلاث صور في نقاط زمنية مختلفة بعد الانفجار. كانت قوة الجاذبية الهائلة التي تمارسها مجموعة مجرية تقع أمام النجم المتفجر من منظور الأرض بمثابة عدسة – تثني وتضخم الضوء المنبعث من المستعر الأعظم.
قال تشين: “لا تؤدي الجاذبية في العنقود المجري إلى انحناء الضوء من خلفه فحسب ، بل تؤخر أيضًا وقت انتقال الضوء لأنه كلما كانت الجاذبية أقوى ، كانت حركة الساعة أبطأ”. “بعبارة أخرى ، يمكن أن يمر انبعاث الضوء من مصدر واحد خلف العدسة عبر مسارات متعددة نحونا ، ثم نرى صورًا متعددة للمصدر.”
وصف كيلي القدرة على رؤية المستعر الأعظم الذي يبرد بسرعة في مجموعة واحدة من الصور بفضل عدسة الجاذبية بأنها “مذهلة للغاية”.
قال كيلي: “الأمر يشبه إلى حد ما رؤية فيلم بكرة بلون المستعر الأعظم وهو يتطور ، وهي صورة أكثر تفصيلاً بكثير لأي مستعر أعظم معروف كان موجودًا عندما كان الكون جزءًا صغيرًا من عمره الحالي”.
وأضاف كيلي: “الأمثلة الأخرى الوحيدة التي اكتشفنا فيها مستعرًا أعظم مبكرًا هي انفجارات قريبة جدًا”. “عندما يرى الفلكيون أجسامًا بعيدة ، فإنهم ينظرون إلى الوراء في الوقت المناسب.”
