كشف السبب المحتمل لانفجار "البقرة" الفضائي المثير للغاية!

وأوضح تحليل حدث 2018، الملقب بـ "البقرة" (AT2018cow)، أنه من المحتمل أن يكون نوعا غير عادي من المستعر الأعظم لانهيار النواة الذي أدى إلى تكوين جسم كوني مضغوط، إما نجما نيوترونيا أو ثقبا أسود صغيرا.

ويقول عالم الفلك ديراج باشام، من معهد Kavli للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "من المحتمل أننا اكتشفنا ولادة جسم مضغوط في مستعر أعظم. يحدث هذا في المستعرات الأعظمية العادية، لكننا لم نشاهدها من قبل لأنها عملية فوضوية. ونعتقد أن هذا الدليل الجديد يفتح إمكانيات للعثور على الثقوب السوداء الصغيرة أو النجوم النيوترونية الصغيرة".

واكتُشف "البقرة" في 16 يونيو 2018، وكان ساطعا بشكل لا يصدق، أكثر سطوعا بحوالي 100 مرة من مستعر أعظم نموذجي. وهذا مشرق للغاية لدرجة أنه اعتُقد في البداية أنه قادم من داخل مجرة ​​درب التبانة. وذهل علماء الفلك عندما اكتشفوا أنه انبثق بالفعل من مجرة ​​تبعد 200 مليون سنة ضوئية.

إقرأ المزيد

توهج ضخم رُصد على نجم بعيد أكبر بـ 10 مرات من أقوى توهج سُجّل على الإطلاق!

ومنذ "البقرة"، حدد المزيد من الانفجارات ذات المظهر الجانبي المماثل. وسُميت Fast Blue Optical Transients، من FBOTs، وكان علماء الفلك حريصين على الوصول إلى أسبابها.

وكان أحد الخيارات المحتملة هو توهج اضطراب المد والجزر من ثقب أسود يلتهم جسما كثيفا آخر، مثل قزم أبيض؛ أو من ثقب أسود متوسط ​​الكتلة أكبر من كتلة الشمس بمقدار 850 مرة.

وهناك خيار آخر كان نوعا من المستعرات الأعظمية المنهارة، حيث ينهار قلب نجمي، لم يعد مدعوما بالضغط الخارجي للاندماج، تحت جاذبيته في جسم شديد الكثافة.

وكانت إحدى الطرق لتحديد أي من هذه السيناريوهات الأكثر احتمالية هي إلقاء نظرة فاحصة على بيانات الأشعة السينية، لذلك هذا ما فعله باشام وفريقه.

ويقول باشام: "كانت هذه الإشارة قريبة وساطعة أيضا في الأشعة السينية، وهو ما لفت انتباهي". بالنسبة لي، فإن أول ما يتبادر إلى ذهني هو أن هناك ظاهرة نشطة حقا تستمر في توليد أشعة سينية. لذلك، أردت اختبار فكرة وجود ثقب أسود أو جسم مضغوط في قلب "البقرة"". 

وكانت البيانات التي حللوها مأخوذة من تلسكوب الأشعة السينية التابع لناسا، وهو مستكشف التركيب الداخلي للنجم النيوتروني (NICER)، المرتبط بمحطة الفضاء الدولية. وبعد اكتشاف "البقرة"، لاحظ NICER الكائن لمدة 60 يوما تقريبا لجمع بيانات الأشعة السينية عن سلوكه.

وفي هذه البيانات، وجد الباحثون أن شيئا ما داخل "البقرة" كان ينبض بالأشعة السينية اللينة، ما يؤدي إلى انفجار كل 4.4 مللي ثانية، طوال فترة المراقبة البالغة 60 يوما. ويضع هذا الدوري قيودا صارمة جدا على الآلية الفيزيائية لإنتاج الأشعة السينية؛ ومهما كان المدى فلا يمكن أن يكون أكبر من 1000 كيلومتر (621 ميل).

ويقول باشام: "الشيء الوحيد الذي يمكن أن يكون صغيرا هو جسم مضغوط - إما نجم نيوتروني أو ثقب أسود".

وتضع قوة الإشارة أيضا قيودا على كتلة الجسم. ولا يمكن أن تكون أكبر من 800 ضعف كتلة الشمس، ما يستبعد حدوث اضطراب مدّي لثقب أسود متوسط ​​الكتلة. وهذا يشير أيضا إلى انهيار النواة.

ويمكن إنتاج النبضات الدورية بآليات مختلفة، اعتمادا على ماهية الجسم المضغوط. وإذا كان ذلك نجما نيوترونيا، فيمكن أن يكون معدل دورانه 4.4 مللي ثانية. وإذا كان ثقبا أسود، يمكن أن ينتج الانبعاث عن طريق الارتداد - المواد التي انفجرت خلال المستعر الأعظم تسقط مرة أخرى في الثقب الأسود الوليد، ما ينتج عنه انبعاثات الأشعة السينية.

ومع ذلك، لا تزال هناك بعض الأسئلة التي لم تتم الإجابة عنها والتي لا تزال موجودة في أي من النموذجين. وبالنسبة للنجم النيوتروني، يصعب تفسير ضيق النطاق الترددي للانبعاثات. وبالنسبة للثقب الأسود، يصعب شرح خصائص مثل سطوع الأشعة السينية وثباتها.

ويمكن أن تساعد الدراسات المستقبلية وغيرها من FBOTs في حل هذه المشكلات المعلقة. ويمكن أن تساعدنا أيضا في فهم بعض أكثر الأشياء تطرفا في الكون بشكل أفضل.

ونُشر البحث في مجلة Nature Astronomy.

المصدر: ساينس ألرت