دانشمندان زمان و مکان وقوع یک انفجار ابرنواختری را تعیین کردند


با کمک تلسکوپ فضایی هابل و استفاده از روشی ابتکاری، دانشمندان به بررسی بقایای یک انفجار ابرنواختری را که نور حاصل از آن ۱۷۰۰ سال پیش به زمین رسیده بود، پرداختند و زمان و مکان وقوع انفجار را تعیین کردند.

در پژوهشی تازه که جزئیات آن طی نشست جامعه‌ی اخترشناسی آمریکا اعلام شد، ستاره‌شناسان با نگاه به بقایای یک انفجار ابرنواختری، از آن برای تعیین زمان و مکان وقوع انفجار و درنتیجه یافتن ستاره‌ی اصلی استفاده کردند. این مطالعه با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، به آن‌ها امکان داد تا با بررسی ترکش‌های پرسرعت این انفجار کیهانی، محاسبه‌ی دقیق‌تری از زمان و مکان آن داشته باشند.

روش محاسبه

ستاره‌ای که این انفجار از آن شکل گرفته، در حقیقت مدت‌ها پیش، در ابر ماژلانی کوچک به عنوان یکی از دو قمر کهکشانی راه شیری، منفجر شده است. اکنون یک جسد گازی در حال انبساط و به عبارتی یک ابرنواختر از این ستاره به جای مانده که با نام ۱E 0102.2-7219 شناخته می‌شود و برای نخستین بار توسط رصدخانه‌ی اینشتین ناسا و در طیف پرتو ایکس کشف شد.

پژوهشگران برای تعیین سن آن، تصاویر بایگانی شده‌ی هابل را مورد مطالعه قرار دادند و با فاصله‌ی ۱۰ سال کاوش‌ها در نور مرئی را تکرار کردند. این تیم به سرپرستی «جان بانووتز» (John Banovetz) و «دنی میلیساولژویچ» (Danny Milisavljevic) از دانشگاه پوردو، سرعت ۴۵ توده‌ی گازی غنی از اکسیژن به شکل بچه قورباغه را که توسط انفجار ابرنواختری به بیرون پرتاب شده بودند، اندازه‌گیری کردند. با توجه به اینکه اکسیژن یونیزه شده در نور مرئی بیشترین درخشش را دارد، یک ردیاب مطلوب برای بررسی حرکت مواد کیهانی محسوب می‌شود.

برای محاسبه‌ی سن دقیق انفجار، منجمان ۲۲ توده‌ی سریع گاز خروجی یا گره را انتخاب کردند. آن‌ها تشخیص دادند که سرعت این اهداف با گذر از مواد میان‌ستاره‌ای کاهش می‌یابد. سپس حرکت گره‌ها را به عقب شناسایی کردند تا جایی که محل خروج آن‌ها در یک نقطه همگرا شد و بدین ترتیب محل آغاز انفجار ابرنواختری را تشخیص دادند. با مشخص شدن این موضوع، آن‌ها می‌توانستند مدت زمانی که طول می‌کشد تا این گره‌های سریع از مرکز انفجار به مکان فعلی خود برسند را محاسبه کنند.

طبق تخمین آن‌ها از زمان و مکان این انفجار ابرنواختری، نور حاصل از انفجار، ۱۷۰۰ سال پیش و دوران سقوط امپراتوری روم به زمین رسیده است. اما از آنجا که این ابرنواختر در یکی از ابرهای ماژلانی قرار دارد و فقط برای ساکنان نیمکره‌ی جنوبی زمین قابل مشاهده است، متأسفانه، هیچ ثبتی از این رویداد انجام نشده است.

مقایسه با بررسی‌های قبلی

اما نتایج محققان با بررسی‌های قبلی در مورد محل انفجار و سن این ابرنواختر متفاوت است. برای نمونه، در گذشته بررسی رویدادهای انفجار، سن ۲۰۰۰ و ۱۰۰۰ سال پیش را نشان می‌داد. بانووتز و میلیساولژویچ اما تحلیل خود را قوی‌تر می‌دانند.

یکی از این پژوهشگران گفت: «یک مطالعه‌ی قبلی تصاویر گرفته شده توسط دو دوربین مختلف هابل، دوربین میدان باز سیاره‌ای ۲ و دوربین پیشرفته برای کاوش (ACS) را که با فاصله‌ی چندین سال تهیه شده‌اند، مقایسه کرده است. اما مطالعه‌ی ما داده‌های گرفته شده با دوربین یکسان ACS را مقایسه می‌کند و این امر مقایسه‌ی ما را بسیار قوی‌تر می‌سازد. ردیابی گره‌ها با استفاده از یک ابزار بسیار آسان‌تر است. این همچنین نشان‌دهنده‌ی دیرپایی هابل است که باعث می‌شود بتوانیم چنین مقایسه‌ی کاملی از تصاویر گرفته شده با فاصله ۱۰ سال انجام دهیم.»

منجمان همچنین از ویژگی‌های تصاویر واضح گرفته شده توسط ACS برای تعیین توده‌هایی که باید بررسی شوند، استفاده کردند. در مطالعات قبلی، محققان برای محاسبه‌ی سن انفجار، میانگین سرعت همه‌ی بقایای گازی را درنظر می‌گرفتند. اما در مطالعه‌ی اخیر، اگرچه داده های ACS مناطقی را نشان می‌دهد که سرعت جریان خروجی کم می‌شود، اما محققان این گره‌ها را در نمونه‌گیری قرار ندادند. این نقاط محدوده‌هایی هستند که جریان خروجی ابرنواختری به مواد چگال‌تری که پیش از منفجر شدن، از ستاره بیرون رانده شده، برخورد می‌کنند. پژوهشگران برای انجام یک برآورد دقیق از سن انفجار ابرنواختری، به مؤلفه‌هایی نیاز داشتند که بیانگر سرعت اصلی انفجار باشند.

ستاره‌ی نوترونی احتمالی

هابل همچنین تغییرات زمانی ستاره‌ی نوترونی احتمالی باقی مانده از این انفجار را مورد مطالعه قرار داد که در بررسی با تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه‌ی جنوبی اروپا در شیلی، و در ترکیب با داده‌های رصدخانه‌ی پرتو ایکس چاندرا ناسا شناسایی شده است. بر اساس تخمین دانشمندان، ‌این ستاره‌ی نوترونی احتمالی برای رسیدن به موقعیت فعلی خود باید بیش از ۳.۲ میلیون کیلومتر در ساعت از مرکز انفجار در حال حرکت باشد.

بانووتز گفت: «این سرعت بسیار زیاد و بیشترین سرعتی است که برای یک ستاره‌ی نوترونی متصور هستیم؛ حتی اگر انفجار ابرنواختری موجب ضربه به آن شده باشد. از سویی بررسی‌های اخیر این پرسش را ایجاد می‌کند که آیا این جرم واقعا یک ستاره‌ی نوترونی باقی مانده از انفجار ابرنواختری است یا خیر. زیرا این جرم می‌تواند فقط یک توده‌ی درخشان از مواد بیرون رانده شده توسط انفجار ابرنواختری باشد و نتایج ما به طور کلی چنین چیزی را تأیید می‌کند.»

بدین ترتیب ممکن است هنوز تلاش‌ها برای یافتن ستاره‌ی نوترونی ادامه داشته باشد. بانووتز گفت: «اگرچه مطالعه‌ی ما راز این انفجار ابرنواختری را حل نمی‌کند، اما تخمینی از سرعت ستاره‌ی نوترونی احتمالی ارائه می‌دهد.»

عکس کاور: تصویری از بقایای انفجار ابرنواختری ۱E 0102.2-7219 از نگاه هابل، که نور انفجار آن تقریبا ۱۷۰۰ سال پیش به زمین رسیده است.

Credit: NASA, ESA, and J. Banovetz and D. Milisavljevic (Purdue University)

منبع: NASA



منبع

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *