نوع جدید ابرنواختر کشف شد

اغلب تصور می‌کنیم که انفجارهای ابرنواختری برای ستارگان بزرگ اجتناب ناپذیر است. سوخت ستاره بزرگ تمام می‌شود، گرانش هسته‌اش را فرو می‌ریزد و انفجار! اما اخترشناسان مدت‌ها فکر می‌کردند که حداقل یکی از انواع ستاره‌های بزرگ به ابرنواختر ختم نمی‌شود. این ستاره‌ها که به عنوان ستاره‌های Wolf-Rayet شناخته می‌شوند، تصور می‌شد که با فروپاشی آرام هسته‌شان به سیاه‌چاله خاتمه می‌یابند. اما کشفی جدید نشان می‌دهد که ممکن است به ابرنواختر تبدیل شوند و دسته‌بندی جدید ابرنواختر را ایجاد کنند.

ستاره ولف-رایت

ستاره ولف-رایت WR 124 در قلب سحابی احاطه‌کننده‌اش M1-67

به گزارش اورانوس از یونیورس تودی، ستارگان Wolf-Rayet از جمله پرجرم‌ترین ستارگان شناخته شده هستند. آنها در پایان عمر کوتاه خود هستند، اما به جای اینکه سوختشان تمام شود و منفجر شوند، لایه های بیرونی خود را با باد ستاره‌ای بسیار قدرتمند به بیرون می‌رانند. این اتفاق سحابی دربرگیرنده ستاره را تولید می‌کند که سرشار از هلیوم یونیزه، کربن و نیتروژن است، اما تقریباً هیچ هیدروژنی وجود ندارد. دمای سطح ستاره باقیمانده می‌تواند بیش از ۲۰۰۰۰۰ کلوین باشد که آنها را به درخشان‌ترین ستاره‌های شناخته شده تبدیل می‌کند. اما از آنجایی که بیشتر این نور در محدوده فرابنفش قرار دارد، به طور خاص برای چشم غیر مسلح روشن نیستند.

لایه های ستاره بزرگ

در ستاره‌های بزرگ، عناصر مختلف قبل از منفجر شدن ستاره در لایه‌های مختلف قرار دارند.

 

حتی با بیرون ریختن لایه‌های بیرونی ستاره‌های ولف-رایت (WR)، ستاره مرکزی هنوز بسیار پرجرم‌تر از خورشید است. بنابراین مشخص است که تبدیل شدن آن به ابرنواختر فقط موضوع زمان است. مهم نیست که همجوشی جدول تناوبی تا چه اندازه رخ می‌دهد، در نهایت سوخت ستاره تمام می‌شود و منجر به ابرنواختر فروپاشی هسته می‌شود. اما می‌توانیم طیف عناصر درون ابرنواخترها را ببینیم، و هرگز طیفی را ندیده‌ایم که با ستاره‌های ولف-رایت مطابقت داشته باشد. از آنجایی که کشف ابرنواخترها  رایج شده، برخی از ستاره شناسان کنجکاو شدند که آیا ستارگان ولف-رایت در عوض مرگ آرامی دارند؟ تصور این بود که آن‌ها لایه‌های بیرونی را به قدر کافی بیرون می‌اندازند تا هسته باقی‌مانده در نهایت مستقیماً به سیاه‌چاله فرو بریزد. نیازی به انفجاری عظیم نیست. مرگی خاموش برای ستاره‌ای عظیم.

این مطالعه اخیر نشان می‌دهد که حداقل برخی از ستاره‌های ولف-رایت به ابرنواختر تبدیل می‌شوند که می‌تواند دسته‌بندی جدید ابرنواختر را ایجاد کند. این گروه به طیف ابرنواختری معروف به SN 2019hgp که توسط تأسیسات گذرای زوویکی (Zwicky Transient Facility – ZTF) کشف شد را بررسی کردند. طیف این ابرنواختر دارای نور نشری درخشانی بود که نشان دهنده وجود کربن، اکسیژن و نئون بود، اما هیدروژن یا هلیوم وجود نداشت. وقتی گروه به داده‌ها دقیق‌تر نگاه کرد، متوجه شد که این خطوط نشری خاص مستقیماً توسط عناصری از ابرنواختر ایجاد نشده‌اند. در عوض، بخشی از سحابی بودند که با سرعت بیش از ۱۵۰۰ کیلومتر بر ثانیه از ستاره دور می‌شدند.

طیفی از SN 2019hgp

طیفی از SN 2019hgp

 

به عبارت دیگر، قبل از وقوع ابرنواختر، ستاره‌ی مولد توسط سحابی غنی از کربن، نیتروژن و نئون احاطه شده بود، در حالی که فاقد عناصر سبکتر هیدروژن و هلیوم بوده. انبساط سحابی باید توسط بادهای ستاره‌ای قوی انجام شده باشد. این به خوبی با ساختار ستاره‌های ولف-رایت مطابقت دارد. بنابراین به نظر می‌رسد SN 2019hgp اولین نمونه از ابرنواختر ولف-رایت است. از آن زمان، ابرنواخترهای مشابهی نیز شناسایی شده‌اند.

از آنجایی که این ابرنواختر با طیف سحابی اطراف شناسایی شده است، مشخص نیست که آیا این انفجار ابرنواختری ساده بوده است یا اینکه آیا فرآیند ترکیبی پیچیده‌تری بوده است که در آن لایه بالایی ستاره منفجر می‌شود در حالی که هسته مستقیماً به سیاه‌چاله فرو می‌ریزد. رصدهای بیشتری برای تعیین جزئیات لازم است. آنچه واضح است این است که حداقل برخی از ستاره‌های ولف-رایت بی‌صدا به شب نمی‌روند.

مرجع: Gal-Yam, A و دیگران “ستاره WC/WO در حال انفجار در سحابی در حال گسترش کربن-اکسیژن-نئون.” Nature 601.7892 (2022): 201-204.

ستاره‌شناس آماتور، معلم نجوم، فیزیک‌دان و کارشناس رایانه
  • instagram

دیدگاهتان را بنویسید