اكتشف علماء الفلك نظامًا نجميًا نادرًا محكومًا عليه بالانفجار في كيلونوفا

قام علماء الفلك في الولايات المتحدة ونيوزيلندا بأول ملاحظة لنظام نجمي مُقدر له أن ينفجر مثل كيلونوفا. يوصف تطور النجم الثنائي النادر بأنه حدث "واحد من كل 10 مليارات" ويمكن أن يساعد علماء الفلك على تطوير فهم أفضل لكيفية تكوين العناصر الثقيلة في الكون.

كيلونوفا هو انفجار ضخم ناجم عن اندماج نجمين نيوترونيين. على الرغم من أنه يُعتقد أن الكيلونوفا مصدر مهم للعناصر الثقيلة في الكون - بما في ذلك الذهب والبلاتين - إلا أنها تبدو أحداثًا نادرة جدًا. في الواقع ، يُعتقد أن عشرة أنظمة أسلاف كيلونوفا فقط موجودة بين 100 مليار نجم في مجرة ​​درب التبانة ، مما يجعل هذه الملاحظة نادرة وهامة.

تم اكتشاف النظام لأول مرة بواسطة CPD-29 2176 ناسا نيل جيريلز سويفت المرصد. الآن ، تمت دراستها بتفصيل أكبر بكثير بواسطة نويل ريتشاردسون من جامعة إمبري ريدل للطيران في ولاية أريزونا وزملاؤه. استخدموا بيانات من SMARTS تلسكوب في مرصد سيرو تولولو للبلدان الأمريكية في شيلي في دراستهم.

مستعر أعظم لطيف

استنتج الفريق أن CPD-29 2176 تحتوي على جسمين نجميين في مدار ضيق مع بعضهما البعض. أحد الأشياء هو نجم نيوتروني تم إنشاؤه في سوبرنوفا فائقة التجريد. هذا انفجار نجمي لطيف نسبيًا حيث يقذف مواد أقل بكثير من مستعر أعظم نموذجي. يُعتقد أن النجم النيوتروني يقع في مدار قريب مع نجم ضخم من النوع "Be". يتم نقل المادة من نجم Be إلى النجم النيوتروني ، مما يعني أن نجم Be في طريقه إلى أن يصبح مستعرًا أعظميًا بحد ذاته.

عندما ينفجر نجم Be ، سيصبح أيضًا نجمًا نيوترونيًا. نظرًا لأن الانفجار سيكون خفيفًا نسبيًا ، فمن المتوقع أن يستمر النظام الثنائي. سوف يفقد النجمان النيوترونيان المداريان بإحكام الطاقة المدارية عن طريق إشعاع موجات الجاذبية والاندماج في النهاية في انفجار كيلونوفا.

يشرح ريتشاردسون سبب اهتمامهم بـ CPD-29 2176. "اكتشفنا مدارًا غير عادي لمثل هذا الثنائي الذي كان دائريًا بشكل غريب مقارنة بالنجوم الأخرى من هذا النوع مع رفقاء النجوم النيوترونية ، لذلك بدأنا في التحقيق في تطوره. وجد فريقنا أنه يجب أن يكون هناك تاريخ غني من التفاعلات الثنائية لشرح النظام كما لوحظ اليوم وأنه يجب أن يتفاعل مرة أخرى في المستقبل. "

انقلبت الطاولات

يعتقد الفريق أن النظام كان موجودًا سابقًا كنجم Be ونجم مصاحب أكبر. جرد نجم Be المادة من رفيقه ، والتي انفجرت بعد ذلك في سوبرنوفا فائقة التجريد لتكوين النجم النيوتروني الحالي. بعد ذلك ، انقلبت الطاولات ، وبدأ النجم النيوتروني في تجريد نجم Be ، ووضع نجم Be في مستعر أعظم شديد التجريد.

يوضح ريتشاردسون: "إن CPD-29 2176 قريبة جدًا منا ، على بعد 11,400 سنة ضوئية فقط ، وهي ساطعة بشكل معقول". "سمح لنا هذا بالحصول على معلمات جيدة على النظام ثم استخدامها للعمل على تطور مثل هذا الثنائي. يتيح لنا وجود أمثلة على أنظمة مثل CPD -29 2176 أن نجمع معًا كيفية تكوين النجوم النيوترونية الثنائية التي تغذي كيلونوفا. "

كان المدار الدائري للنظام مفتاحًا لفهم تطوره وتمييز CPD-29 2176 كنظام سلف كيلونوفا. كان جزءًا لا يتجزأ أيضًا من هذا التنبؤ هو حقيقة أن Be تدور بسرعة ، وهي بقايا من وقتها تجرد الكتلة من رفيقها.

المدار الدائري المدهش

"لقد فوجئت كثيرًا عندما وجدنا أن المدار كان دائريًا. لم نكن نتوقع ذلك. بمجرد أن أكدنا المدار وقياساتنا ، كانت النمذجة والنتائج الأخرى مثيرة للاهتمام ، "يشرح ريتشاردسون.

قال ريتشاردسون: "يجب أن ينفجر النجم [Be] الذي نراه اليوم كمستعر أعظم ، والذي من المحتمل أن يستغرق بضعة ملايين من السنين". "بعد ذلك ، في غضون بضعة مليارات من السنين ، سوف يندمج النجمان النيوترونيان." النطاق الزمني الطويل المرتبط بهذه العملية يعني أن الأمر متروك لعلماء الفلك المستقبليين لملاحظة CPD -29 2176 في طريق كيلونوفا.

لوحظ تصادم مذهل لنجمين نيوترونيين لأول مرة

في غضون ذلك ، يعتزم الفريق دراسة ثنائيات أخرى تحتوي على نجوم ونجوم نيوترونية ، والتحقيق في خصائصها المدارية بحيث يمكن مقارنتها بالمدارات غير العادية لهذا النظام. يمكن أن يساعد هذا في تحديد المزيد من أنظمة أسلاف الكيلونوفا ، وبالتالي يحتمل أن يكشف عن أسرار هذه الأحداث العنيفة.

جيليان راستينجاد هي عالمة فلك في جامعة نورث وسترن تدرس كيلونوفا ولم تشارك في هذه الدراسة الخاصة بـ CPD -29 2176. وهي متحمسة بشأن النتائج.

"هذا الاكتشاف هو لقطة مثيرة لحالة لم يتم ملاحظتها من قبل لهذه الأنظمة ، مما يضفي نظرة جديدة على كيفية تشكلها. هذا يترك الكثير من المجهول حول كيفية تشكل هذه الثنائيات وتطورها ، ومدى شيوعها في كوننا ".

ريتشاردسون هو المؤلف الرئيسي لورقة بحثية نُشرت في المجلة الطبيعة الذي يصف CPD-29 2176.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/doomed-to-explode-in-a-kilonova-rare-star-system-is-discovered-by-astronomers/