ستاره‌شناسان یک «ابرنواختر شکست‌خورده» فوق‌العاده نادر را رصد کردند + ویدیو

ستاره‌شناسان با استفاده از داده‌های تلسکوپ فضایی هابل و بررسی‌های فروسرخ ناسا، فرایند ناپدید شدن یک ابرنواختر شکست‌خورده را دنبال کردند.

به گزارش سرویس نجوم تک‌ناک، یک ستاره عظیم در کهکشان آندرومدا به طور اسرارآمیزی ناپدید شد. طی نزدیک به یک دهه، ستاره‌شناسان شاهد محو شدن این ابرغول درخشان بودند تا جایی که به‌ طور کامل از دید پنهان شد. برخلاف انتظار، این ستاره در یک ابرنواختر منفجر نشد و به‌جای آن به آرامی فرو ریخت و به یک سیاه‌چاله تبدیل شد؛ پدیده‌ای که دانشمندان آن را «ابرنواختر شکست‌خورده» می‌نامند. این ستاره که با کد M31-2014-DS1 شناخته می‌شود، زمانی در حدود ۱۰۰ هزار برابر خورشید درخشندگی داشت. بین سال‌های ۲۰۱۶ تا ۲۰۱۹، در نور مرئی به شدت کم‌نور شد و تا سال ۲۰۲۳، هنگام بررسی مجدد از دید محو شده بود.

برای مطالعه بیشتر: تلسکوپ جیمز وب پرده از راز تولد غول‌های گازی برداشت

چگونگی محو شدن ابرنواختر شکست‌خورده

کیشالای دی از دانشگاه کلمبیا هدایت تیمی را بر عهده داشت که فرایند ناپدید شدن این ابرنواختر شکست‌خورده را دنبال کردند. نتایج این مطالعه که در نشریه Science منتشر شد، نمونه‌ای نادر از فروپاشی یک ستاره عظیم به سیاه‌چاله بدون انفجار معمول ابرنواختر را نشان می‌دهد. معمولا زمانی که ستاره‌های عظیم به پایان عمر خود می‌رسند، هسته آنها فرو می‌ریزد و موج‌های شوک به لایه‌های بیرونی ستاره منتقل می‌شود. این موج‌ها باعث انفجار درخشان ابرنواختر می‌شوند که از فواصل کیهانی بسیار دور نیز قابل مشاهده است. اما گاهی این شوک‌ها کافی نیستند و لایه‌های بیرونی به هسته باز می‌گردند و ستاره به آرامی ناپدید می‌شود.

بیشتر بخوانید: آشکارسازهای فوق‌حساس کلید کشف ماده تاریک و رازهای جهان هستند + تصویر

ستاره M31-2014-DS1 دقیقا این روند را طی کرد. پژوهشگران با بررسی مشاهدات آرشیوی از سال ۲۰۰۵ دریافتند که این ستاره سال‌ها رفتار غیرعادی داشته و توسط ابر ضخیمی از غبار احاطه شده بود. این ستاره در سال ۲۰۱۴ در نور فروسرخ شروع به درخشیدن کرد؛ نوری که چشم انسان قادر به دیدن آن نیست، اما تلسکوپ‌های تخصصی آن را شناسایی می‌کنند. این درخشش در سال‌های بعد کاهش یافت و ستاره به آرامی محو شد. پژوهشگران این پدیده را ناشی از تشکیل غبار داغ می‌دانند که از موادی ایجاد شده بود که در مراحل اولیه فروپاشی ستاره به بیرون پرتاب شده بودند.

چرا ناپدید شدن ستاره طول کشید؟

فرایند طولانی و آهسته محو شدن این ابرنواختر شکست‌خورده، ویژگی منحصربه‌فرد آن است. اگر ستاره تنها تحت تاثیر گرانش فرو می‌ریخت، طی حدود هفت ماه ناپدید می‌شد، اما این فرایند بیش از سه سال طول کشید. این طولانی شدن نشان می‌دهد که انرژی آزاد شده هنگام فروپاشی هسته، لایه‌های بیرونی ستاره را به طور موقت نگه داشته و سقوط آنها را به تاخیر انداخته است. مطالعات تیم پژوهشی نشان می‌دهد که این ستاره در ابتدای عمر خود حدود ۱۳ برابر خورشید جرم داشته اما طی میلیون‌ها سال، بیشتر آن را از دست داده و هنگام فروپاشی تنها حدود ۵ جرم خورشیدی باقی مانده است. هسته ستاره انرژی عظیمی آزاد کرد، اما به اندازه‌ای نبود که ستاره را مانند ابرنواختر عادی منفجر کند. شوک ضعیف تنها مقدار کمی از مواد ستاره، حدود یک‌دهم جرم خورشید را با سرعت کم پرتاب کرد. این گاز خنک شد و ذرات غبار ایجاد کرد که باعث درخشش فروسرخ مشاهده‌شده شد. بخش عمده جرم ستاره به داخل هسته بازگشت و سیاه‌چاله‌ای ایجاد شد.

حتما بخوانید: شگفت‌انگیزترین تصاویر فضایی سال ۲۰۲۵

طی سال‌های بعد، مواد باقی‌مانده همچنان به سیاه‌چاله وارد می‌شدند و درخشش به نسبت پایدار باقی ماند. با کاهش نرخ ورود ماده، روشنایی به تدریج کاهش یافت تا تقریبا هیچ چیز قابل مشاهده‌ای باقی نماند. هابل در سال ۲۰۲۲، هیچ نور مرئی‌ ثبت نکرد، اما در فروسرخ، بقایای ضعیف ستاره شامل یک پوسته غبار بیش از ۱۰ هزار برابر کم‌نورتر از ستاره اصلی مشاهده شد. تایید این درخشش در سال ۲۰۲۳ توسط تلسکوپ‌های زمینی هاوایی انجام شد. این پدیده تکرار نمونه‌های مشابه است. در سال ۲۰۱۵، ستاره‌ای در کهکشان NGC 6946 رفتار مشابهی داشت، که انفجاری درخشان، پوشش غبار و کاهش تدریجی درخشندگی طی چند سال بود. مقایسه این دو رویداد، الگوی پایان ستاره‌های عظیم را نشان می‌دهد: پایان آنها اغلب با انفجار نیست، بلکه با ناپدید شدن آهسته و آرام همراه است.

تعیین اینکه یک ستاره عظیم به انفجار ابرنواختری می‌رسد یا به آرامی فرو می‌ریزد، ممکن است به میزان جرمی بستگی داشته باشد که قبل از پایان از دست می‌دهد. ستاره M31-2014-DS1 بخش عمده پوشش هیدروژنی بیرونی خود را از طریق بادهای ستاره‌ای قوی یا انتقال ماده به یک ستاره همراه از دست داده بود، در حالی که NGC 6946-BH1 پوشش هیدروژنی ضخیم‌تری داشت. با وجود این تفاوت‌ها، هر دو ستاره به ابرنواختر شکست‌خورده تبدیل شدند که نشان می‌دهد مسیرهای متعددی می‌تواند به فروپاشی آرام منتهی شود. ضخامت پوشش هیدروژنی باقی‌مانده نیز بر طول دوره درخشش اولیه اثرگذار است.

خبر پیشنهادی: بلوک‌های سازنده حیات در محیط های رادیواکتیو فضا کشف شدند

هیچ پرتو ایکسی از این ستاره‌ها مشاهده نشده است، چرا که همان گاز غبارآلود که درخشش فروسرخ ایجاد می‌کند، پرتوهای ایکس را نیز مسدود می‌نماید و حضور سیاه‌چاله را از دید تلسکوپ‌ها پنهان می‌کند. احتمال شناسایی حتی یک رویداد از این دست پیش‌تر بین ۱ تا ۲۰ درصد برآورد شده بود. کشف دو مورد نشان می‌دهد که با پیشرفت بررسی‌های طولانی‌مدت نجومی، ستاره‌های بیشتری ممکن است کشف شوند یا رابطه بین جرم تولد ستاره و سرنوشت نهایی آن پیچیده‌تر از حدس‌های ساده باشد. برای ستاره‌هایی با جرم بیش از حدود ۱۲ برابر خورشید، تفاوت بین انفجار و ناپدید شدن به عوامل ظریف تکاملی وابسته است که پیش‌بینی آن دشوار است. برخی به ابرنواختر تبدیل می‌شوند و برخی مانند M31-2014-DS1، به آرامی محو می‌شوند. مشاهدات ده‌ساله M31-2014-DS1 از اولین نشانه‌های مشکل تا ناپدید شدن کامل، دلیل دشواری یافتن چنین ستاره‌هایی را نشان می‌دهد؛ میلیون‌ها ستاره باید سال‌ها رصد شوند تا بتوان در زمان درست به ستاره مناسب نگاه کرد. با بهبود نظارت‌های نجومی طولانی‌مدت، ستاره‌شناسان انتظار دارند ستاره‌های بیشتری پیدا کنند که برخلاف مرگ انفجاری معمول، به آرامی محو می‌شوند.