هابل يلتقط فيديو مذهل لنوبات موت نجم ينفجر في مستعر أعظمي

التقط تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا اللحظات الأخيرة المتفجرة لنجم أثناء انتقاله إلى مستعر أعظم في مجرة تبعد 70 مليون سنة ضوئية عن الأرض. واستخدم علماء الفلك من جامعة جونز هوبكنز صورا من التلسكوب الفضائي، لتتبع الضوء الباهت للمستعر الأعظم إلى المجرة الحلزونية NGC 2525. ورُصد المستعر الأعظم، المعروف رسميا باسم SN2018gv، لأول مرة في منتصف يناير 2018 في كوكبة Puppis، في نصف الكرة الجنوبي.

وأنشأ الفريق مقطع فيديو بتقنية الفاصل الزمني باستخدام صور المستعر الأعظم، الذي رُصد بين فبراير 2018 وفبراير 2019 ويظهر أنه يتلاشى تدريجيا إلى الغموض. وفي ذروته كان الانفجار يصل إلى خمسة مليارات مرة أكثر سطوعا من الشمس، متجاوزا جميع النجوم والمجرات الأخرى من حوله. وظهر المستعر الأعظم، داخل المجرة NGC 2525، مثل نجم لامع للغاية يقع على الحافة الخارجية لأحد أذرعه الحلزونية، عندما لوحظ لأول مرة.

وقام علماء الفلك الذين يعملون في مشروع لقياس معدل تمدد الكون، بتوجيه هابل أولا نحو المستعر الأعظم في فبراير 2018. ويمكن استخدام المستعرات الأعظمية مثل هذا كأشرطة قياس كونية، ما يسمح لعلماء الفلك بحساب المسافة إلى مجراتها. واستخدم آدم ريس الحائز على جائزة نوبل من جامعة جون هوبكنز، هذا المستعر الأعظم كـ "شمعة" لتحديد نقطة في الفضاء، كجزء من قياس معدل التمدد.

وقال ريس: "لا يمكن لأي عرض للألعاب النارية الأرضية أن ينافس هذا المستعر الأعظم الذي التقط في تلاشي مجده بواسطة تلسكوب هابل الفضائي". والمستعرات الأعظمية هي انفجارات قوية تشير إلى نهاية حياة النجم، وهذا الانفجار هو ما يُعرف باسم مستعر أعظم من النوع 1a.

وينشأ هذا النوع من عرض الألعاب النارية الكونية من نجم قزم أبيض موجود في نظام ثنائي قريب، يتراكم من مادة من نجمه المصاحب. وإذا وصل القزم الأبيض إلى كتلة حرجة - 1.44 ضعف كتلة شمسنا - فإن قلبه يصبح ساخنا بدرجة كافية لإشعال اندماج الكربون. ويؤدي هذا إلى عملية هاربة تدمج كميات كبيرة من الأكسجين والكربون معا في غضون ثوان، وتؤدي الطاقة المنبعثة إلى "تمزق النجم بعيدا".

وتُطرح المادة من النجم في انفجار عنيف - تصل سرعتها إلى 6% من سرعة الضوء وتنبعث منها كميات هائلة من الإشعاع. وتصل المستعرات الأعظمية من النوع Ia باستمرار إلى ذروة سطوع تبلغ 5 مليارات مرة أكثر سطوعا من شمسنا، قبل أن تتلاشى بمرور الوقت. ونظرا لأن المستعرات الأعظمية من هذا النوع تنتج هذا السطوع الثابت، فهي أدوات مفيدة لعلماء الفلك، تُعرف باسم "الشموع القياسية"، والتي تعمل بمثابة قياسات الشريط الكوني. ومن خلال معرفة السطوع الفعلي للمستعر الأعظم ومراقبة سطوعه الظاهري في السماء، يمكن لعلماء الفلك حساب المسافة إلى هذه الأحداث العظيمة وبالتالي إلى مجراتها.

وجمع ريس وفريقه قياسات المسافة من المستعرات الأعظمية مع المسافات المحسوبة، باستخدام النجوم المتغيرة المعروفة باسم متغيرات Cepheid. وتنبض متغيرات Cepheid في الحجم، ما يسبب تغيرات دورية في السطوع. ونظرا لأن هذه الفترة مرتبطة ارتباطا مباشرا بسطوع النجم، يمكن لعلماء الفلك حساب المسافة إليها. ويهتم الفريق بقياس المسافة إلى هذه المجرات بدقة، لأنها تساعدهم على تقييد معدل تمدد الكون بشكل أفضل. ويُعرف معدل التمدد هذا أيضا باسم ثابت هابل. وتفسر هذه القيمة مدى سرعة توسع الكون اعتمادا على بعده عنا، حيث تتحرك المجرات البعيدة بشكل أسرع بعيدا عنا.

ومنذ إطلاقه، ساعد تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ووكالة الفضاء الأوروبية بشكل كبير على تحسين دقة ثابت هابل. وقللت النتائج من نفس برنامج المراقبة بقيادة ريس، من عدم اليقين في قياسها إلى نسبة غير مسبوقة 1.9%. وستساهم القياسات الإضافية للمجرة التي عُثر فيها على المستعر الأعظم، في تحقيق الهدف المتمثل في تقليل عدم اليقين إلى 1%. وسيسمح لهم تحقيق هذا الهدف بتحديد مدى سرعة توسع الكون. قد يكشف ثابت هابل الأكثر دقة عن أدلة حول المادة المظلمة غير المرئية والطاقة المظلمة الغامضة، التي تشكل غالبية الكون.