في مكان ما في الكون، يصل نجم ما إلى نهاية حياته، ربما يكون نجمًا ضخمًا ينهار تحت تأثير جاذبيته. أو ربما يكون عبارة عن نجم كثيف، يجتذب المادة من نجم آخرفينهار أيضًا. أيا كان السبب، فإن هذا النجم لا يتلاشى بهدوء في النسيج المظلم للزمان والمكان. وإنما يحدث انفجارًا هائلًا عبر الكون، ويترك لنا سطوعًا لا مثيل له وكم هائل من الجسيمات والعناصر، ويصبح سوبر نوفا أو “مستعر أعظم”. وفيما يلي عشر حقائق شيقة عن السوبرنوفا.
1-يرجع تاريخ أقدم سوبرنوفا مسجل إلى حوالى 2000 عام
لاحظ علماء الفلك الصينيون ضوءًا ساطعًا في السماء، في عام 185 ميلاديًا. وقد وثق هؤلاء الفلكيون القدماء ملاحظاتهم في الكتب، ولاحظوا أنه تألق كأنه نجم، وبدا أنه لم ينتقل عبر السماء مثل المذنب. على مدى الأشهر الثمانية المقبلة تلاشى هذا الزائر السماوي ببطء عن الأنظار، وأطلقوا عليها “النجمة الضيفه”.
وبعد مرور ألفي عام، في الستينيات، وجد العلماء أدلة على وجود هذا الزائر الغامض في بقايا المستعرات العظمى التي تبعد حوالي 8000 سنة ضوئية. فيعد ذلك السوبرنوفا، هو أقدم ما سجلته البشريه.
2– كثير من العناصر التي تكوننا تتكون في السوبرنوفا
كل شيء من الأكسجين الذي تتنفسه إلى الكالسيوم في عظامك والحديد في دمك والسيليكون الموجود في جهاز الكمبيوتر الخاص بك موجود في قلب تلك النجوم.
عندما تنفجر السوبرنوفا، فإنها تطلق العنان للعديد من التفاعلات النووية. وتلك التفاعلات النووية هي المسؤله عن انتاج الكثير من العناصر في العالم من حولنا. يأتي النصيب الأكبر من العناصر مثل الأكسجين والحديد من السوبرنوفا، تلك النجوم الضخمة التي تنهار تحت تأثير جاذبيتها. ويتشاركون في مسؤولية إنتاج الحديد في الكون مع المستعرات النووية الحرارية، والأقزام البيضاء. ويعتقد العلماء أيضًا أن السوبرنوفا هي موقع رئيسي لإنتاج معظم العناصر الأثقل من الحديد.
3- السوبرنوفا هي مصانع النيوترينو
في فترة مدتها 10 ثوانٍ، ستطلق السوبرنوفا أكثر من 1058 نيوترينوًا، وهي جسيمات شبحية يمكنها أن تنتقل دون أي إعاقة عبر كل شيء في الكون تقريبًا. خارج نواة السوبرنوفا، قد يستغرق الأمر سنة ضوئية لإيقاف النيوترينو. لكن عندما ينفجر نجم، يمكن أن يصبح المركز كثيفًا لدرجة أن النيوتريونات تستغرق بعض الوقت للهروب. ولكن عندما يفرون، تحمل النيوتريونات 99٪ من طاقة السوبرنوفا.
يراقب العلماء انفجار النيوترونات باستخدام نظام إنذار مبكر يسمى( سنيوز). وهي شبكة من أجهزة الكشف عن النيوترينو في جميع أنحاء العالم. تتم برمجة كل كاشف لإرسال مخطط بيانات إلى جهاز كمبيوتر مركزي كلما رأى انفجار النيوترونات. إذا شاهدت أكثر من تجربتين انفجارًا في غضون 10 ثوانٍ ، يصدر الكمبيوتر تنبيهًا تلقائيًا للمجتمع الفلكي للبحث عن نجم منفجر. لكن ليس عليك أن تكون فلكيًا خبيراً لتلقي ذلك التنبيه. يمكن لأي شخص الاشتراك في الموقع بالأسفل ليكون من بين أول من يعلم.
4– السوبرنوفا معجلات جسيمات قوية
تعد السوبرنوفا مختبرات طبيعية في الفضاء، حيث يمكنهم تسريع الجسيمات إلى ما لا يقل عن 1000 مرة من طاقة الجسيمات في مصادم الهادرونات الكبير، وهو أقوى مصادم على وجه الأرض.
التفاعل بين انفجار المستعر الأعظم والغازات المحيطة بالنجوم يخلق منطقة ممغنطة تسمى الصدمة. عندما تتحرك الجزيئات إلى تلك المنطقة المسماه بالصدمة، ترتد من المجال المغنطيسي وتتسارع ، مثل كرة السلة. عندما يتم إطلاقها في الفضاء ، فإن بعض هذه الجزيئات عالية الطاقة ، والتي تسمى الأشعة الكونية ، تصطدم في نهاية المطاف بجونا، وتصطدم بالذرات وتخلق زخات من الجزيئات الثانوية التي تمطر على رؤوسنا.
5– النشاط الإشعاعي
بالإضافة إلى تكوين العناصر والنيوتريونات، فإن التفاعلات النووية داخل السوبرنوفا تكون نظائر مشعة أيضًا. بعض هذه النشاطات الإشعاعية تصدر إشارات ضوئية ، مثل أشعة جاما، التي يمكننا رؤيتها في الفضاء.
هذا النشاط الإشعاعي هو جزء مما يجعل السوبرنوفا ساطعة للغاية. كما أنه يوفر لنا طريقة لتحديد ما إذا كان قد تم تفجير أي سوبرنوفا بالقرب من الأرض. إذا حدثت المستعرات الأعظمية بالقرب من كوكبنا، فسوف يتم رشنا ببعض هذه الجسيمات الغير مستقرة.
في عام 1998، قام الفيزيائيون بتحليل القشور من قاع المحيط وعثروا على طبقات 60Fe ، وهو نظير مشع نادر من الحديد يمكن إنشاؤه بكميات وفيرة داخل االسوبرنوفا. باستخدام المعدل الذي تتحلل فيه بمرور الوقت ، فقد تمكنوا من حساب المدة التي مضت فيها على الأرض. لقد قرروا أنه على الأرجح تم إلقاؤه على كوكبنا بواسطة سوبرنوفا قريب منذ حوالي 2.8 مليون سنة.
6- السوبرنوفا القريبة يمكن أن تسبب انقراضًا جماعيًا
إذا وقعت سوبرنوفا على مقربة كافية، فقد تكون أخبارًا سيئة للغاية لكوكبنا. على الرغم من أننا ما زلنا غير متأكدين من أن انفجار النجم سيؤثر علينا ، إلا أننا نعلم أن السوبرنوفا ينبعث منها كم هائل من الفوتونات عالية الطاقة مثل الأشعة السينية وأشعة جاما. مما يؤدي إلى تجريد الغلاف الجوي لدينا من الأوزون. على سبيل المثال فإن جميع المخلوقات في سلسلة طعامنا من القاع إلى الأعلى ستقلى في أشعة الشمس فوق البنفسجية حتى لا يتبقى شيء على كوكبنا سوى البقايا والعظام.
تحدث السوبرنوفا في مجرتنا بمعدل واحد أو اثنين تقريبًا في كل قرن. ومع ذلك ، لم نشاهد سوبر نوفا في درب التبانة منذ حوالي 400 عام. شوهدت أحدث المستعرات الأعظمية القريبة في عام 1987 ، ولم تكن حتى في مجرتنا. كان في مجرة قريبة تسمى ” سحابة ماجلان الكبرى”.
لكن الموت من قبل سوبرنوفا على الأرجح ليس شيئًا يجب أن تقلق بشأنه في حياتك، أو حياة أطفالك أو أحفادك أو أحفاد أحفاد أحفادك. ، أقرب مرشح لدينا لسوبرنوفا، يبعد 150 سنة ضوئية – بعيد جدًا عن إلحاق أي أضرار حقيقية بالأرض. حتى ذلك المستعر الأعظم البالغ عمره 2.8 مليون سنة والذي أخرج الدواخل المشعة في محيطاتنا كان يبعد، على الأقل، 100 سنة ضوئية من الأرض ، والتي لم تكن قريبة بما فيه الكفاية لتسبب في انقراض جماعي .
7- يمكن أن يتردد ضوء السوبرنوفا عبر الزمن
كما يرتد صوتك عندما ترتد موجات الصوت الخاصة بها من سطح وتعود مرة أخرى، فإن موجات الضوء الناتجه من السوبرنوفا ترتد من غيوم الغبار الكوني وتتجه نحو الأرض.
نظرًا لأن الضوء المردد يأخذ طريقًا خلابًا إلى كوكبنا ، فإن هذه الظاهرة تفتح بوابة إلى الماضي ، مما يسمح للعلماء بالنظر إلى السوبرنوفا التي حدثت منذ مئات السنين. ومن الأمثلة الحديثة على ذلك ((SN 1572 ، أو المستعر الأعظم (تايكو)، الذي حدث في عام 1572. كان ذلك السوبرنوفا أكثر إشراقًا من كوكب الزهرة، وكان مرئيًا في وضح النهار واستغرق عامين ليختفي من السماء.
في عام 2008 ، وجد علماء الفلك موجات ضوئية ناشئة عن موقع الهدم الكوني للنجم الأصلي. قرروا أنهم كانوا يرون أصداء الضوء من السوبرنوفا. على الرغم من أن الضوء كان أكثر ضعفًا بمقدار 20 مليار مرة مما لاحظه عالم الفلك تايكو براي في عام 1572 ، إلا أن العلماء كانوا قادرين على تحليل طيفه وتصنيف المستعرات العظمى باعتباره مستعرًا نوويًا حراريًا. بعد مرور أكثر من أربعة قرون على انفجارها ، لا يزال ضوء هذه المستعرات التاريخية يصل إلى الأرض.
8- استخدمت السوبرنوفا لاكتشاف الطاقة المظلمة
نظرًا لأن المستعرات النووية الحرارية فائقة السطوع ، ولأن ضوءها يضيء ويخفت بطريقة يمكن التنبؤ بها ، فيمكن استخدامها كمنارات لعلم الكونيات. ففي عام 1998 ، اعتقد العلماء أن التوسع الكوني ، الذي بدأه الانفجار الكبير ، من المحتمل أن يتباطأ بمرور الوقت. لكن دراسات المستعرات العظمى تشير إلى أن توسع الكون كان في الواقع يتسارع.
يمكن للعلماء قياس السطوع الحقيقي للسوبرنوفا من خلال النظر في النطاق الزمني الذي يتلألأ فيه ويتلاشى. من خلال مقارنة مدى سطوع هذه السوبرنوفا مع سطوعها في الواقع، يمكن للعلماء تحديد مدى بعدهم. كما يمكن للعلماء أيضًا قياس الزيادة في الطول الموجي لضوء السوبرنوفا نظرًا لأنه يتحرك بعيدًا عنا. وهذا ما يسمى الانزياح نحو الأحمر.
سمحت مقارنة الانزياح نحو الأحمر باستنتاج كيف تغير معدل التمدد على مدار تاريخ الكون. يعتقد العلماء أن المسبب لهذا التسارع الكوني هو ما يسمى بالطاقة المظلمة.
9- تحدث المستعرات الأعظمية بمعدل حوالي 10 لكل الثانية
بحلول الوقت الذي تصل فيه إلى نهاية هذه الجملة ، من المحتمل أن يكون نجم ما قد انفجر في مكان ما في الكون. بينما يطور العلماء تقنيات أفضل لاستكشاف الفضاء ، يزداد عدد السوبرنوفا. حاليا يجدون أكثر من ألف مستعرات عظمى في السنة.
لكن عندما تنظر في عمق السماء ليلاً إلى الأضواء الساطعة المتلألئة بمليارات السنين الضوئية ، فأنت تنظر بالفعل إلى الماضي. ترجع السوبرنوفا التي يكتشفها العلماء إلى بداية الكون. بإضافة جميع المستعرات الأعظمية التي لاحظوها ، يمكن للعلماء معرفة معدل حدوث المستعرات العظمى في جميع أنحاء الكون بأكمله.
يقدر العلماء أن حوالي 10 سوبر نوفا تحدث في الثانية ، تنفجر في الفضاء مثل الفشار في الميكروويف.
10- نحن على وشك الحصول على نتائج أفضل بكثير في اكتشاف السوبرنوفا البعيدة
على الرغم من أننا كنا على علم بهذه النجوم المتفجرة لآلاف السنين ، لا يزال هناك الكثير الذي لا نعرف عنه. هناك نوعان معروفان من المستعرات الأعظمية ، ولكن هناك العديد من الأصناف المختلفة التي لا يزال العلماء يتعلمون عنها. يمكن أن تنجم المستعرات الأعظمية عن اندماج اثنين من الأقزام البيضاء. كما يمكن أيضًا أن يؤدي دوران نجم إلى إنشاء ثقب أسود يراكم المواد. أو يمكن أن تكون كثافة قلب النجم عالية جدًا بحيث تبدأ في إنشاء أزواج إلكترونية-بوزيترون ، مما يتسبب في سلسلة من ردود الفعل في النجم.
الآن ، يقوم العلماء برسم خرائط لسماء الليل. فيمكن للعلماء اكتشاف انفجارات سوبر نوفا جديدة من خلال البحث عن تغييرات في الصور التي يلتقطونها بمرور الوقت.
في عام 2019 ، سوف يُحدث تلسكوب المسح الكبير السينمائي ، أو( LSST) ، ثورة في فهمنا للنجوم المتفجرة. حيث أنه مصمم لجمع المزيد من الضوء من الفضاء أكثر من أي وقت مضى. سوف يتحرك بسرعة عبر السماء . ويلتقط المزيد من الصور في قطع أكبر من الاستطلاعات السابقة. سيزيد هذا من عدد المستعرات الأعظمية التي نراها بمئات الآلاف في السنة.
دراسة هذه القنابل الفلكية ستوسع معرفتنا بالفضاء وتقربنا أكثر من فهم ليس فقط أصلنا ، ولكن الكون بأكمله.
ترجمة: بسمة خالد حسن
مراجعة: آية غانم
تحرير: هدير جابر
المصدر / all-about-supernovae
