ناسا وعلماء الفلك العالميون ينتظرون انفجار نوفا نادر
يدور نجم عملاق أحمر وقزم أبيض حول بعضهما البعض في هذه الرسوم المتحركة للمستعر المشابه لـ T Coronae Borealis. العملاق الأحمر عبارة عن كرة كبيرة ذات ظلال من اللون الأحمر والبرتقالي والأبيض، والجانب المواجه للقزم الأبيض هو أخف الظلال. القزم الأبيض مختبئ في وهج ساطع من الأبيض والأصفر، والذي يمثل قرصًا متناميًا حول النجم. يتدفق تيار من المواد، يظهر على شكل سحابة منتشرة من اللون الأحمر، من العملاق الأحمر إلى القزم الأبيض. عندما يتحرك العملاق الأحمر خلف القزم الأبيض، يشتعل انفجار نوفا على القزم الأبيض، مما يؤدي إلى إنشاء كرة من مادة نوفا مقذوفة تظهر باللون البرتقالي الباهت. وبعد انقشاع ضباب المادة، تبقى بقعة بيضاء صغيرة، تشير إلى أن القزم الأبيض قد نجا من الانفجار.
ناسا / مركز جودارد لرحلات الفضاء
في جميع أنحاء العالم هذا الصيف، سيتم تثبيت علماء الفلك المحترفين والهواة على حد سواء على كوكبة صغيرة واحدة في أعماق سماء الليل. ولكن ليست النجوم السبعة لكورونا بورياليس، أو "التاج الشمالي"، هي التي أثارت هذا الانبهار.
إنها بقعة مظلمة فيما بينها، حيث من المتوقع أن يحدث مستعر وشيك – شديد السطوع بحيث يمكن رؤيته على الأرض بالعين المجردة.
قالت الدكتورة ريبيكا: "إنه حدث يحدث مرة واحدة في العمر وسيخلق الكثير من علماء الفلك الجدد، ويمنح الشباب حدثًا كونيًا يمكنهم مراقبته بأنفسهم، وطرح أسئلتهم الخاصة، وجمع بياناتهم الخاصة". هونسيل، عالم أبحاث مساعد متخصص في أحداث المستعرات في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. "سوف يغذي الجيل القادم من العلماء."
T Coronae Borealis، الملقب بـ "Blaze Star" والمعروف لدى علماء الفلك ببساطة باسم "T CrB"، هو نظام ثنائي يقع في التاج الشمالي على بعد حوالي 3000 سنة ضوئية من الأرض. يتكون النظام من قزم أبيض - بقايا نجم ميت بحجم الأرض مع كتلة مماثلة لكتلة شمسنا - وعملاق أحمر قديم يتم تجريده ببطء من الهيدروجين بسبب الجاذبية المستمرة لجاره الجائع.
يتراكم الهيدروجين الناتج عن العملاق الأحمر على سطح القزم الأبيض، مما يتسبب في تراكم الضغط والحرارة. وفي نهاية المطاف، يؤدي إلى انفجار نووي حراري كبير بما يكفي لتفجير تلك المواد المتراكمة. بالنسبة لـ T CrB، يبدو أن هذا الحدث يتكرر كل 80 عامًا في المتوسط.
وقال هونسيل: لا تخلط بين المستعر الأعظم والمستعر الأعظم، وهو انفجار نهائي عملاق يدمر بعض النجوم المحتضرة. في حالة نوفا، يظل النجم القزم سليما، مما يرسل المواد المتراكمة إلى الفضاء في وميض مبهر. وعادة ما تكرر الدورة نفسها مع مرور الوقت، وهي عملية يمكن أن تستمر لعشرات أو مئات الآلاف من السنين.
قال هونسيل: "هناك عدد قليل من المستعرات المتكررة ذات دورات قصيرة جدًا، ولكن عادةً لا نرى انفجارًا متكررًا في حياة الإنسان، ونادرًا ما يكون قريبًا نسبيًا من نظامنا". "إنه أمر مثير للغاية أن يكون لديك هذا المقعد في الصف الأمامي."
العثور على تي كورونا بورياليس
صورة تصورية لكيفية العثور على هرقل و"التاج الشمالي" في سماء الليل، تم إنشاؤها باستخدام برنامج القبة السماوية. ابحث عن بعد غروب الشمس خلال أشهر الصيف للعثور على هرقل، ثم قم بالمسح بين فيغا وأركتوروس، حيث يمكن التعرف على النمط المميز لكورونا بورياليس.
كانت أول مشاهدة مسجلة لـ T CrB nova منذ أكثر من 800 عام، في خريف عام 1217، عندما لاحظ رجل يُدعى بورشارد، رئيس دير أورسبيرج بألمانيا، مراقبته لـ "نجم خافت أشرق لفترة من الوقت بنور عظيم".
شوهد المستعر T CrB آخر مرة من الأرض في عام 1946. ويبدو سلوكه على مدى العقد الماضي مشابهًا بشكل لافت للنظر للسلوك المرصود في إطار زمني مماثل أدى إلى ثوران عام 1946. ويقول بعض الباحثين إنه إذا استمر هذا النمط، فمن الممكن أن يحدث المستعر بحلول سبتمبر 2024.
ما الذي يجب أن يبحث عنه مراقبو النجوم؟ التاج الشمالي عبارة عن منحنى من النجوم على شكل حدوة حصان غرب كوكبة هرقل، ويمكن رؤيته بشكل مثالي في الليالي الصافية. ويمكن التعرف عليه من خلال تحديد موقع النجمين الأكثر سطوعًا في نصف الكرة الشمالي - أركتوروس وفيغا - وتتبع خط مستقيم من أحدهما إلى الآخر، مما سيقود مراقبي السماء إلى هرقل وكورونا بورياليس.
سيكون الانفجار قصيرًا. بمجرد أن يثور، سيكون مرئيًا بالعين المجردة لمدة أقل من أسبوع بقليل، لكن هونسيل واثق من أنه سيكون مشهدًا رائعًا.
نهج علمي منسق
شاهد V407 Cyg go nova! في هذه الرسوم المتحركة، تنشأ أشعة جاما (أرجوانية) عندما تصطدم الجسيمات المتسارعة في موجة الصدمة الناتجة عن الانفجار بالرياح النجمية للعملاق الأحمر.
ناسا / مختبر الصور المفاهيمية / مركز جودارد لرحلات الفضاء
ووافقت على ذلك الدكتورة إليزابيث هايز، رئيسة مختبر فيزياء الجسيمات الفلكية في ناسا جودارد. وقالت إن جزءًا من متعة الاستعداد لمراقبة الحدث هو رؤية الحماس بين مراقبي النجوم الهواة، الذين ساعد شغفهم بظواهر الفضاء القصوى في الحفاظ على شراكة طويلة ومفيدة للطرفين مع وكالة ناسا.
وقال هايز: " يبحث العلماء المواطنون وعشاق الفضاء دائمًا عن تلك الإشارات القوية والمشرقة التي تحدد أحداث المستعرات والظواهر الأخرى". "باستخدام وسائل التواصل الاجتماعي والبريد الإلكتروني، سيرسلون تنبيهات فورية، ويرتفع العلم. نحن نعتمد على تفاعل المجتمع العالمي مرة أخرى مع T CrB.
هايز هو عالم مشروع تلسكوب فيرمي لأشعة جاما الفضائي التابع لناسا ، والذي قام برصد أشعة جاما من مدار أرضي منخفض منذ عام 2008. ويستعد فيرمي لرصد T CrB عند اكتشاف ثوران المستعر، إلى جانب مهمات فضائية أخرى بما في ذلك ناسا تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، مرصد نيل جيريلز سويفت ، IXPE ( مستكشف قياس استقطاب الأشعة السينية )، NuSTAR ( مصفوفة التلسكوب الطيفي النووي )، NICER ( مستكشف التركيب الداخلي للنجم النيوتروني )، و INTEGRAL التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ( مساح الكون المتطرف ). كما ستشارك أيضًا العديد من التلسكوبات الراديوية الأرضية وأجهزة التصوير البصري، بما في ذلك المصفوفة الكبيرة جدًا التابعة للمرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي في نيو مكسيكو. بشكل جماعي، ستقوم التلسكوبات والأدوات المختلفة بالتقاط البيانات عبر طيف الضوء المرئي وغير المرئي.
وقال هونسيل: "سوف نرصد حدث المستعر في ذروته وخلال تراجعه، حيث تتلاشى الطاقة المرئية للانفجار". "ولكن من المهم بنفس القدر الحصول على البيانات خلال فترة الارتفاع المبكر للثوران - لذا فإن البيانات التي جمعها هؤلاء العلماء المواطنون المتحمسون الذين يبحثون الآن عن المستعر ستساهم بشكل كبير في النتائج التي توصلنا إليها".
بالنسبة للباحثين في الفيزياء الفلكية، يعد ذلك بفرصة نادرة لتسليط ضوء جديد على بنية وديناميكيات الانفجارات النجمية المتكررة مثل هذا الانفجار.
وقال هايز: "عادةً ما تكون أحداث المستعرات باهتة وبعيدة جدًا، بحيث يصعب تحديد مكان تركيز الطاقة المتفجرة بوضوح". "سيكون هذا قريبًا حقًا، مع الكثير من الأنظار عليه، ودراسة الأطوال الموجية المختلفة، ونأمل أن يقدم لنا البيانات لبدء فتح البنية والعمليات المحددة المعنية. لا يمكننا الانتظار حتى نحصل على الصورة الكاملة لما يحدث».
بعض تلك العيون ستكون جديدة جدًا. لم تكن أجهزة تصوير أشعة جاما موجودة آخر مرة ثار فيها بركان T CrB في عام 1946، كما أن قدرة IXPE على الاستقطاب - التي تحدد تنظيم الموجات الكهرومغناطيسية ومواءمتها لتحديد البنية والعمليات الداخلية للظواهر عالية الطاقة - هي أيضًا تقنية جديدة تمامًا. أداة في علم الفلك بالأشعة السينية. إن الجمع بين بياناتهم يمكن أن يوفر رؤية غير مسبوقة لدورة حياة الأنظمة الثنائية والعمليات النجمية المتضائلة والقوية التي تغذيها.
هل هناك احتمال أن يأتي شهر سبتمبر ويذهب دون انفجار المستعر المرتقب من T CrB؟ ويتفق الخبراء على أنه لا توجد ضمانات، ولكن الأمل باقٍ.
قال الدكتور كوجي موكاي، زميل باحث في الفيزياء الفلكية في ناسا جودارد: "المستعرات المتكررة لا يمكن التنبؤ بها ومتناقضة". "عندما تعتقد أنه لا يمكن أن يكون هناك سبب لاتباعهم نمطًا معينًا، فإنهم يفعلون ذلك - وبمجرد أن تبدأ في الاعتماد عليهم في تكرار نفس النمط، فإنهم ينحرفون عنه تمامًا. سنرى كيف يتصرف T CrB."
تعرف على المزيد حول الفيزياء الفلكية لوكالة ناسا على:
https://science.nasa.gov/astrophysics
مركز جوناثان ديل
مارشال لرحلات الفضاء، هانتسفيل، علاء
256-544-0034
jonathan.e.deal@nasa.gov