حدد علماء الفلك في جامعة وارويك، لأول مرة، نظامًا ثنائيًا يتكون من قزمين أبيضين سيصطدمان حتمًا، مما يؤدي إلى ظهور مستعر أعظم من النوع Ia. ويقع الزوج على بعد حوالي 150 سنة ضوئية من الأرض، داخل مجرة درب التبانة، وتبلغ كتلته مجتمعة 1.56 مرة كتلة الشمس. ويؤكد هذا الاكتشاف، الذي نُشر في مجلة Nature Astronomy، النظريات التي نوقشت منذ فترة طويلة حول أصل بعض المستعرات الأعظم.
حاليًا، يدور القزمان الأبيضان حول بعضهما البعض كل 14 ساعة، ويفصل بينهما جزء من المسافة بين الأرض والشمس. وبمرور الوقت، ستعمل موجات الجاذبية على تقليل هذا المدار تدريجيًا. ولن يحدث الانفجار إلا بعد حوالي 23 مليار سنة، دون أي خطر على الكوكب.
خصائص النظام الثنائي
يتميز النظام بالكتلة الإجمالية العالية للنجوم المعنية. تبلغ كتلة أحد القزمين الأبيض حوالي 83% من كتلة الشمس، بينما تبلغ كتلة الآخر حوالي 72%. يتغلب هذا التكوين على حد شاندراسيخار معًا، مما يضمن عدم الاستقرار النووي الحراري في المستقبل.
استخدم الباحثون بيانات من التلسكوبات الضوئية الكبيرة لقياس ضغط النظام. يؤدي القرب الشديد إلى تسريع الدوامة المدارية على مر العصور الكونية.
عملية الانفجار المتوقعة
سيبدأ التسلسل الانفجاري عندما يبدأ القزم الأبيض الأثقل في جذب المواد من رفيقه. سيؤدي ذلك إلى حدوث ثوران على سطح النجم الذي يكتسب كتلة كبيرة، يليه اشتعال قلبه.
وفي غضون ثوانٍ، ستصطدم المادة المقذوفة بالقزم الأبيض الثاني، مما يؤدي إلى انفجارات إضافية على سطحه وجوهره. وستتضمن العملية برمتها أربعة تفجيرات سريعة، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة تعادل تريليونات القنابل النووية.
سوف يلمع المستعر الأعظم الناتج بشكل مشرق في السماء، وسيظهر أكثر سطوعًا بعشر مرات من القمر الكامل. تسمح خاصية السطوع الموحد للمستعرات الأعظم من النوع Ia باستخدامها كمؤشرات للمسافة الكونية.
ما هي المستعرات الأعظم من النوع Ia؟
تحدث هذه الانفجارات عندما تتراكم كتلة زائدة من الأقزام البيضاء وتفقد استقرار الجاذبية. على عكس المستعرات الأعظمية ذات الانهيار الأساسي، تشتمل المستعرات الأعظم من النوع Ia على تفجير نووي حراري كامل.
- إنها بمثابة “شموع قياسية” لقياس المسافات على المقاييس المجرية والكونية.
- أنها تساهم في إنتاج العناصر الثقيلة في الكون.
- ويقدر تردده في مجرة درب التبانة بواحد كل 500 عام.
وتنبأت النظريات بأن ثنائيات القزم الأبيض ستكون مسؤولة عن معظم هذه الأحداث. اكتشاف هذا السلف يؤكد هذه الفرضية.
السياق التاريخي للملاحظات
في القرن السادس عشر، سجل علماء الفلك مثل تايكو براهي ويوهانس كيبلر أول “نجوم جديدة” في السماء. وقد سُميت هذه الظواهر بالمستعرات الأعظم بعد قرون.
من المعروف اليوم أن المستعرات الأعظم من النوع Ia لا تخلق نجومًا جديدة، ولكنها تدمر بقايا النجوم القديمة. هناك طريقان رئيسيان: انهيار النجوم الضخمة أو تراكمها في الأقزام البيضاء.
أهمية الاكتشاف الحالي
يمثل هذا التحديد أول تأكيد مباشر لثنائي قزم أبيض مزدوج يؤدي إلى مستعر أعظم من النوع Ia. قرب النظام يسهل الملاحظات التفصيلية المستقبلية.
يسلط الباحثون الضوء على أن الأنظمة المماثلة قد تكون أكثر شيوعًا في المجرة. يشير هذا الاكتشاف إلى الحاجة إلى إجراء عمليات بحث أعمق لرسم خريطة لسلائف المستعرات الأعظم.
تفاصيل تسلسل الانفجار
وستعمل الدوامة المدارية على تقليل الفترة إلى 30 إلى 40 ثانية قبل الاصطدام النهائي. سوف تدمر الطاقة المنطلقة النظام الثنائي بالكامل.
سيكون سطوع الذروة يعادل 200 ألف مرة سطوع كوكب المشتري من الأرض. تشير النماذج إلى تفجير رباعي واحد في هذا السيناريو.
الآثار المترتبة على علم الفلك النجمي
يعزز هذا التأكيد نماذج التطور الثنائي في النجوم متوسطة الكتلة. تمثل الأقزام البيضاء مصير معظم النجوم، بما في ذلك الشمس.
تساعد أنظمة مثل هذه في فهم معدلات المستعرات الأعظم في درب التبانة. ستسمح لنا الملاحظات المستمرة بتحسين التنبؤات حول الأحداث الكونية البعيدة.
ملاحظات إضافية
أكدت الفرق الدولية المعلمات بأدوات متعددة. وتضمن كتلة شاندراسيخار الفائقة المصير الانفجاري بغض النظر عن السيناريوهات البديلة.
وستكون البعثات الفضائية المستقبلية قادرة على رصد تطورات مماثلة في ثنائيات أخرى.
التقدم في الكشف الثنائي
تجمع التقنيات الحديثة بين البيانات من الأقمار الصناعية مثل TESS والتلسكوبات الأرضية. وهذا يزيد من الكفاءة في تحديد الأنظمة المدمجة.
يمهد هذا الاكتشاف الطريق لدراسة موجات الجاذبية في المراحل النهائية للدوامة.
