فلكيون يحددون أخيرًا مصدر المستعر الكاذب الهيليومي الوحيد في درب التبانة

لغز نجمي عمره 25 عامًا بدأ ينقشع

عندما انفجر V445 Puppis في أواخر عام 2000، أدرك الفلكيون على الفور أنهم أمام شيء غير مألوف. لم يُظهر الانفجار أي هيدروجين، وهو العنصر الذي يغذي عادةً المستعرات الكاذبة الكلاسيكية. ثم، وكأنه اختفى فور ظهوره، غطّى النظام نفسه خلف ستار كثيف من الغبار، فحجب المصدر المركزي وحوّل حدثًا نادرًا إلى لغز فلكي طويل الأمد.

والآن أصبح الغبار أرق بما يكفي لتمكين الباحثين من إعادة بناء ما حدث. ووفقًا للمادة الأصلية، جمع John Mills من جامعة Warwick بين رصدات الأشعة تحت الحمراء من التلسكوب الكبير جدًا، وصور Hubble، وعقدين من التحليل الطيفي من Southern African Large Telescope، وقياسات السطوع من مهمة TESS التابعة لناسا، للكشف عن النظام الثنائي في قلب V445 Puppis. والنتيجة تحدد الجسم على أنه قزم أبيض يستمد المادة من نجم هيليوم، ما يفسر أخيرًا كيف أمكن للانفجار أن يحدث من دون هيدروجين.

وتكتسب النتيجة أهمية لأن V445 Puppis لا يزال المستعر الكاذب الهيليومي الوحيد المؤكد في درب التبانة. وهذا يجعله أكثر من مجرد حالة شاذة. إنه مختبر نادر لاختبار كيفية عمل انتقال الكتلة، والاشتعال الحراري النووي، وتطور الأنظمة الثنائية عندما يكون الهيليوم، لا الهيدروجين، هو المحرك للحدث.

لماذا تميز V445 Puppis منذ البداية

في المستعر الكاذب العادي، يدور قزم أبيض حول نجم مرافق ويسحب منه مع مرور الوقت غازًا غنيًا بالهيدروجين. وتتراكم هذه المادة على سطح القزم الأبيض إلى أن يصبح الضغط والحرارة مرتفعين بما يكفي لإطلاق وميض حراري نووي جامح. يكون الانفجار عنيفًا، لكن القزم الأبيض ينجو عادة، ما يسمح بتكرار الدورة إذا استمر التراكم.

اتبع V445 Puppis المخطط العام نفسه مع فرق حاسم واحد: كان الوقود هيليومًا. ويقول النص الأصلي إن النجم المرافق هو نجم هيليوم، أي نجم جُرّد من غلافه الخارجي من الهيدروجين، على الأرجح بفعل القزم الأبيض نفسه الذي يراكم منه المادة الآن. وهذه النجوم نادرة للغاية. وتصفها المقالة بأنها قد لا تتجاوز بضعة آلاف بين مئات المليارات من النجوم في المجرة.

وتساعد هذه الندرة في تفسير سبب ندرة رصد المستعرات الكاذبة الهيليومية إلى هذا الحد. كما ترفع أهمية كل قيد جديد يستطيع الفلكيون فرضه على هذا النظام. عندما لا يوجد سوى مثال واحد مؤكد في درب التبانة، تصبح تفاصيل مداره وحطامه وتركيبه وسلوكه بعد الانفجار ذات أهمية غير معتادة.

الغبار أخفى الأدلة، لكنه لم يفعل ذلك إلى الأبد

لم يعلن انفجار عام 2000 عن نوع نادر من المستعرات الكاذبة فحسب، بل خلق أيضًا الظروف التي جعلت دراسة النظام صعبة. فقد أطلق الانفجار غلافًا ثنائي القطب امتد لأكثر من تريليون كيلومتر، وأنتج قرص غبار كثيفًا حجب الثنائية المركزية لنحو ربع قرن. ولسنوات، استطاع الفلكيون مشاهدة الحطام وهو يتمدد، بينما ظلوا عاجزين عن رؤية المحرك الذي صنعه.

ويبدو أن هذه الهندسة أصبحت الآن محورية للقصة. فالمصدر يصف بنية ذات خصر ضيق في الغلاف المتمدد، مع قرص الغبار في المركز المسؤول عن إخفاء النظام. ومع انجلاء الحطام تدريجيًا، تسرب ما يكفي من الضوء ليصبح من الممكن إعادة بناء الثنائية باستخدام عدة أدوات رصدية.

وهذا يذكّرنا بشكل مفيد بكيفية حل الألغاز الفلكية عادة. ليس عبر لقطة واحدة، بل عبر المثابرة على مدى عقود وعبر أطوال موجية متعددة. تستطيع بيانات الأشعة تحت الحمراء اختراق الغبار أفضل من الضوء المرئي. ويتتبع التحليل الطيفي الحركة والتركيب. وتضيف القياسات الضوئية الفضائية معلومات زمنية. ويمنح Hubble والتلسكوبات الأرضية الكبيرة تفاصيل مكانية. وفي V445 Puppis، يبدو أن هذا السجل الرصدي الطويل كان حاسمًا.

ثنائية نادرة بفترة مدارية مفاجئة

تتضمن الصورة المستعادة للنظام نتيجتين لافتتين على الأقل. أولًا، يدور النجمـان حول بعضهما كل 3.7 أيام، وهو ما يقول النص الأصلي إنه أطول بنحو الضعف مما كان الفلكيون يفترضونه. ويغيّر تعديل التوقيت المداري الطريقة التي يصمم بها الباحثون الثنائية، بما في ذلك كيفية انتقال المادة ومدى سرعة إعادة بناء الظروف اللازمة لانفجارات مستقبلية.

ثانيًا، يبدو أن التراكم قد استؤنف بالفعل. وبعبارة أخرى، بدأ القزم الأبيض يسرق المادة مرة أخرى من رفيقه نجم الهيليوم. وهذا يشير إلى أن حدث عام 2000 لم ينهِ قصة النظام، بل أعاد ضبطها. فما تزال الثنائية نشطة، وهذا يجعل V445 Puppis مهمًا ليس فقط كحالة ما بعد الحدث، بل كجسم متطور يستحق المراقبة بحثًا عن تغيّرات مستقبلية.

ويشمل التدفق الخارج أيضًا كتل غازية مندمجة، ربما غنية بالأكسجين، تتحرك بسرعات تصل إلى 12 مليون كيلومتر في الساعة. ويشتبه Mills، وفقًا للمادة الأصلية، في أن هذه العقد قُذفت بعد الانفجار الرئيسي، ولم يُرَ مثلها في أي مستعر كاذب آخر. وإذا تأكد ذلك، فسوف يضيف طبقة أخرى من التفرد إلى نظام يقف بالفعل وحيدًا في السجل المجرّي.

لماذا تهم المستعرات الكاذبة الهيليومية أبعد من نجم غريب واحد

المستعرات الكاذبة الهيليومية مثيرة للاهتمام بذاتها، لكن V445 Puppis قد يرتبط أيضًا بسؤال أكبر بكثير: كيف تتطور بعض الأقزام البيضاء نحو انفجار كارثي. ويربط النص الأصلي هذا المسار البحثي بمستعرات Ia العظمى، وهي الانفجارات النجمية التي استُخدمت كمساطر كونية وساعدت في كشف تسارع تمدد الكون.

لا يدّعي المقال أن V445 Puppis مقدر له أن يصبح مستعرًا أعظم من النوع Ia، وهذا تمييز مهم. ما يشير إليه فعلًا هو أن النظام قد يوضح مسارًا تكتسب فيه الأقزام البيضاء المادة وتعالجها في ظروف غير مألوفة. وقد يحسن فهم هذا المسار النماذج المتعلقة بأي الأنظمة الثنائية تبقى مستعرات كاذبة متكررة، وأيها يفقد كتلة مفرطة فلا ينمو، وأيها قد يقترب في النهاية من العتبة المؤدية إلى حدث أشد تدميرًا.

هذه هي القيمة العلمية للأنظمة النادرة. فهي تختبر الفئات القائمة تحت الضغط. فالمستعر الكاذب الخالي من الهيدروجين يفرض على الفلكيين أن يسألوا ما إذا كانت أطرهم القياسية واسعة بما يكفي، وما إذا كانت الأنظمة الثنائية التي تبدو غريبة قد تساعد في تفسير الظواهر الكونية الأشهر على نحو أفضل.

ما الذي سيأتي بعد ذلك

لم يعد V445 Puppis مخفيًا بالكامل، لكنه أيضًا ليس حالة محسومة من كل الجوانب. ما زالت هناك أسئلة حول تركيب الكتل عالية السرعة، والتسلسل الدقيق للتدفق الخارج، وكيف سيتطور استئناف التراكم في النظام. وستظل المتابعة المستمرة مهمة، خاصة لأن هذا الجسم أثبت بالفعل أنه قادر على تغيير مدى وضوحه عبر عقود.

ومع ذلك، فقد تضيق اللغز المركزي بشكل كبير. ويبدو أن الفلكيين قد حددوا الآن الثنائية المسؤولة عن المستعر الكاذب الهيليومي الوحيد المؤكد في درب التبانة: قزم أبيض يراكم مادة من نجم هيليوم منزوع الغلاف، في مدار مدته 3.7 أيام. وبعد 25 عامًا من القرائن غير المباشرة، يعد ذلك تقدمًا كبيرًا. أحيانًا في علم الفلك، لا يكون الاكتشاف هو العثور على جسم جديد، بل رؤية الجسم الذي كان موجودًا طوال الوقت أخيرًا.

• انفجر V445 Puppis في عام 2000 من دون هيدروجين، ما جعله المستعر الكاذب الهيليومي الوحيد المؤكد في درب التبانة.
• استخدم الباحثون بيانات VLT وHubble وSALT وTESS لتحديد النظام الثنائي المخفي.
• يتكون النظام من قزم أبيض يراكم مادة من نجم هيليوم نادر.
• يدور النجمان كل 3.7 أيام، وقد بدأت عملية التراكم من جديد بعد الانفجار.

هذه المقالة مبنية على تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.