علماء الفلك يحلون لغز المستعر الأعظم الذي تم اكتشافه في عام 1181 منذ قرون

في أغسطس 1181 ، اكتشف علماء الفلك في الصين واليابان “نجمًا ضيفًا” لامعًا في سماء الليل نعلم الآن أنه مستعر أعظم – أحد المستعرات الأعظمية القليلة المسجلة في مجرتنا درب التبانة. قبل ستة أشهر من اختفائه ، كان يتلألأ. لقرون لم يتمكن علماء الفلك من تحديد مصدر مصدر SN 1181 ، وهذه التفاصيل مهمة في تحديد الفئة التي ينتمي إليها المستعر الأعظم. الآن ، يعتقد فريق دولي من علماء الفلك أنهم استشهدوا بهذا المصدر باعتباره أحد أكثر النجوم سخونة في المجرة في Pa 30 Nebula. ورقة جديدة نشرت في رسائل إلى مجلة علم الفلك.

كما لدينا كتب سابقاهناك نوعان من المستعرات الأعظمية المعروفة ، اعتمادًا على كتلة النجم الأصلي. يحدث انهيار قلب الحديد مع المستعرات الأعظمية النجوم الكبار (أكثر من عشرة كتل شمسية) ، والتي تنهار بعنف بدرجة كافية لتسبب انفجارًا كبيرًا مدمرًا. مع زيادة درجة الحرارة والضغط ، يبدأ الكربون الموجود في مركز النجم في الذوبان. هذا يوقف انهيار المركز ، مؤقتًا على الأقل ، وتستمر العملية تدريجياً مع النوى الأثقل. عندما يتم استنفاد الوقود أخيرًا ، (بداخله) سوف ينهار اللب الحديدي إلى ثقب أسود أو نجم نيوتروني.

ثم هناك مستعر أعظم نووي حراري. تبرد النجوم الصغيرة (حتى حوالي ثماني كتل شمسية) تدريجياً وتصبح مراكز كثيفة من الرمادي تسمى الأقزام البيضاء. إذا كان القزم الأبيض الذي نفد الوقود النووي جزءًا من نظام ثنائي ، فيمكنه فصل المادة عن نظيره وإضافة كتلته حتى يصل قلبه إلى درجة حرارة عالية بما يكفي لإحداث اندماج الكربون.

هناك أيضًا أنواع نادرة من المستعرات الأعظمية. سجل علماء الفلك الصينيون أقدم وأشهر “نجوم الضيوف” في 4 يوليو 1054. يمكن رؤيته لمدة 23 يومًا ظهراً. البقية تتشكل الآن سديم السلطعون. يعتبر البعض SN 1054 تم وصف المستعر الأعظم ، المعروف أيضًا باسم “التقاط الإلكترون” ، منذ حوالي 40 عامًا.

إذا كان هذا صحيحًا ، فإن SN 1054 له ابن عم من القرن الحادي والعشرين. مرة أخرى في يونيو ، أبلغنا يسمى فريق الفلكيين محدد ثاني مستعر أعظم يسمى SN 2018zd – وهو يلبي جميع معايير سوبر نوفا يلتقط الإلكترون. في هذا السيناريو ، لا يكفي انهيار اللب الحديدي للنجم لإنتاج مستعر أعظم ، ولكن لا يوجد ضوء كافٍ لمنعه من الانهيار عبر قلبه. بدلاً من ذلك ، توقف هذه النجوم عملية الاندماج عندما تحتوي نواتها على الأكسجين والنيون والمغنيسيوم. في هذه الحالة ، يتم امتصاص الإلكترونات بواسطة النيون والمغنيسيوم في المركز ، مما يشكل المركز تحت وزنه. والنتيجة النهائية هي سوبر نوفا.

وفقًا لهذا التحليل الجديد ، يبدو أن SN 1181 ينتمي إلى نوع آخر نادر نسبيًا معروف. اكتب Iax. إنه ذو صلة اكتب Ia Type، حيث يكون السوبرنوفا نتيجة نظام نجمي ثنائي حيث يكون أحد النجمين قزمًا أبيض. بشكل عام ، يطرد القزم الأبيض الهيدروجين والهيليوم من كويكبه ، وينفجر في النهاية إلى كتلة حرجة ، ويدمر القزم الأبيض في هذه العملية. ولكن هناك حالات مثل SN 2012Z حيث يفقد القزم الأبيض نصف كتلته ويتراجع نجم الزومبي بقايا.

كتب المؤلفون: “SN 1181 هو المستعر الأعظم التاريخي الوحيد الباقي في الألفية الماضية بدون نظير محدد”. لسنوات عديدة ، كان الراديو والنابض المعروف باسم 3C-58 هو المرشح الوحيد المتبقي ، والذي يدور حاليًا 15 مرة في الثانية. وهذا يعني أن بولسار لم يفقد قدرًا كبيرًا من طاقة دورانه خلال 900 عام الماضية. على النقيض من ذلك ، فقد بقايا SN 1054 ، سديم السرطان ، ثلثي طاقته الدورانية. وفقًا للدراسات الراديوية الحديثة لـ 3C-58 ، فإن بولسار أقدم بكثير من SN1181 ، لذلك لا يمكن أن يكون هناك بقايا.

ادخل إلى السديم الشبيه بالقرص Pa30 ، الذي اكتشفه علماء الفلك لأول مرة في عام 2013. وولف ريوت النجم المعروف باسم Parker’s Star. قرر المؤلفون أن الغبار والغاز في Pa30 سوف يتوسعان إلى ما بعد 1100 كم / ثانية ، واستخدم الفريق هذه السرعة لتعمير السديم: حوالي 1000 عام. هذا يجعلها مرشحًا ممتازًا لبقية SN 1181.

“التقارير التاريخية تضع النجمة الضيفة بين نجمين صينيين ، Zhuangzhou و Hu Hai. نجم Parker يناسب الموقع جيدًا.” قال المؤلف المشارك ألبرت جيلسترا جامعة مانشستر. “أي أن العمر والموقع يتطابقان مع أحداث 1181.”

تكهن علماء الفلك سابقًا بأن اصطدام Pa30 و Parker Star وانصهار نجمين قزمين أبيضين أدى إلى خلق مستعر أعظم من النوع IX و Gigstra. و اخرين.النتائج تتماشى مع هذه الفرضية. “ينتمي حوالي 10 بالمائة فقط من المستعرات الأعظمية إلى هذه الفئة وغير مفهومة جيدًا.” قال زيجلسترا. “إن SN1181 الباهت ولكنه يتلاشى ببطء شديد يلائم هذه الفئة. يمكننا قراءة السديم المتبقي والنجم المندمج معًا والحصول على شرح للثوران. إنه أمر ممكن. حل اللغز التاريخي والفلكي.

DOI: رسائل من مجلة علم الفلك ، 2021. 10.3847 / 2041-8213 / ac2253 (حول DOIs)