التنميط السوبرنوفا المحتملة

السؤال الرئيسي الذي يحاول شايفر الإجابة عنه هو ما هي النجوم التي تكون أسلافًا للنوع المستعر الأعظم من النوع Ia. يحاول الفلكيون تعقب هذا اللغز لأكثر من 40 عامًا.

إن المستعرات الأعظمية من النوع Ia مشرقة بشكل ملحوظ ولكنها أيضًا موحدة بشكل ملحوظ في سطوعها ، وبالتالي تعتبر أفضل "الشموع القياسية" الفلكية للقياس عبر المسافات الكونية. كما أن المستعرات الأعظمية من النوع Ia أساسية أيضًا للبحث عن الطاقة المظلمة. تم استخدام هذه الانفجارات كمؤشرات مسافة لقياس مدى سرعة الكون في التمدد.

ومع ذلك ، فإن المشكلة المحتملة هي أن المستعرات الأعظمية البعيدة قد تكون مختلفة عن الأحداث القريبة ، مما يربك التدابير. قال شيفر إن الطريقة الوحيدة لحل هذه المشكلة هي تحديد نوع النجوم التي تنفجر على أنها مستعرات أعظمية من النوع Ia بحيث يمكن حساب التصحيحات. قال شايفر: "تتطلب برامج علم الكونيات الفائقة للمستقبلات الضخمة القادمة حل هذه المشكلة بالنسبة لهم لتحقيق هدفهم في علم الكونيات الدقيق".

تم اقتراح العديد من أنواع أنظمة النجوم على أنها السوبرنوفا المحتملة ، مثل ثنائيات القزم الأبيض المزدوج التي لم يتم اكتشافها حتى عام 1988 ، والنجوم التكافلية التي تكون نادرة جدًا. لكن السلف الواعد هو نوفا المتكررة (RN) والتي عادة ما تكون أنظمة ثنائية مع تدفق المادة من نجم مصاحب إلى قزم أبيض. تتراكم المادة على سطح القزم الأبيض حتى يرتفع الضغط بما يكفي لإحداث تفاعل نووي حراري (مثل قنبلة H). RNs يمكن أن يكون لها انفجارات متعددة كل قرن (على عكس نوفا الكلاسيكية التي لها ثوران واحد فقط).

للإجابة على السؤال عما إذا كان RN أسلاف مستعر أعظم ، أجرت شيفر بحثًا مكثفًا للحصول على فترات مدارية RN ، ومعدلات تراكم ، وتواريخ الانفجار ، ومنحنيات ضوء الاندفاع ، ومتوسط ​​المقدار بين الانفجارات.

كان أحد الأسئلة الكبيرة هو ما إذا كان هناك ما يكفي من حالات RN لتزويد المعدل الملحوظ من المستعرات الأعظمية. كان السؤال الآخر هو ما إذا كان ثوران نوفا نفسه ينفجر مادة أكثر مما يتراكم بين الانفجارات ، لذلك لن يكتسب القزم الأبيض كتلة.

من خلال النظر إلى صور السماء القديمة ، كان قادرًا على حساب جميع الانفجارات المكتشفة وقياس تواتر انفجارات RN حتى عام 1890. ويمكنه أيضًا قياس الكتلة التي تم إخراجها أثناء الثوران من خلال قياس أوقات الكسوف على الصور المؤرشفة ، ثم النظر إلى التغيير في الفترة المدارية عبر الثوران.

من خلال القيام بذلك ، تمكن شيفر من الإجابة على كلا السؤالين: كان هناك ما يكفي من حالات RN لتوفير مصادر لمعدل السوبرنوفا من النوع Ia الملحوظ. وقال: "بوجود 10000 نوفي متكرر في مجرتنا درب التبانة ، فإن أعدادهم عالية بما يكفي لتناسب جميع أنواع المستعرات الأعظمية من النوع الأول".

كما وجد أن كتلة القزم الأبيض آخذة في الازدياد وسيحدث انهياره في غضون مليون سنة أو نحو ذلك ، ويسبب مستعر أعظم من النوع Ia.

استنتج شيفر أن ما يقرب من ثلث جميع "نوفات الكلاسيكية" هي في الحقيقة RNe مع انفجارات اثنين أو أكثر في القرن الماضي.

من خلال هذه المعرفة ، يمكن لمنظري الفلك الآن إجراء الحسابات لإجراء تصحيحات دقيقة في استخدام المستعرات الأعظمية لقياس توسع الكون ، مما قد يساعد في البحث عن الطاقة المظلمة.

نتيجة مهمة من هذا البحث الأرشفي هو التنبؤ بـ RN الذي سينفجر في أي وقت. RN المسمى U Scorpii (U Sco) جاهز لـ "التفجير" ، وقد تم بالفعل تكوين تعاون عالمي كبير (يطلق عليه "USCO2009") لتقديم ملاحظات مركزة (في الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والبصرية والأشعة تحت الحمراء) الحدث القادم. هذه هي المرة الأولى التي يحدد فيها توقع واثق أي نجم سيذهب نوفا وأي عام سينفجر فيه.

خلال هذا البحث اكتشف Schaefer أيضًا RN جديد (V2487 Oph) ، وست ثورات جديدة ، وخمس فترات مدارية ، وقطرتين مفاجئتين غامضتين في السطوع أثناء الانفجارات.

وقال شيفر إن الاكتشاف الآخر هو أن كفاءة اكتشاف نوفا "منخفضة بشكل مروع" ، حيث تبلغ عادة 4٪. أي أنه لم يتم رصد سوى 1 من أصل 25 نوفا. وقال شيفر إن هذه فرصة واضحة للفلكيين الهواة لاستخدام الكاميرات الرقمية لمراقبة السماء واكتشاف جميع الانفجارات المفقودة.

استخدم Schaefer المحفوظات من جميع أنحاء العالم ، مع اثنين من المحفوظات الأساسية هي مرصد كلية هارفارد في بوسطن ، ماساتشوستس وفي مقر الجمعية الأمريكية لمراقبي النجوم المتغيرة (AAVSO) في كامبريدج ، ماساتشوستس. تحتوي جامعة هارفارد على مجموعة من نصف مليون صورة سماء قديمة تغطي السماء بأكملها مع 1000-3000 صورة لكل نجمة تعود إلى عام 1890. إن AAVSO هي غرفة المقاصة لعدد لا يحصى من سطوع النجوم من قبل عدة آلاف من الهواة في جميع أنحاء العالم من 1911 إلى حاضر.

المصدر: جامعة ولاية لويزيانا ، مؤتمر صحفي لاجتماع جمعية الدول الأمريكية