للمرة الأولى، تمكن علماء فلك من مراقبة لحظة انطلاق موجة الصدمة الناتجة عن انفجار نجم مستعد للموت، كاشفين عن انفجار مدهش غير متوقع.
وعادةً ما يكون من الصعب رصد هذه اللحظة بالتفصيل، لأن النجوم التي تنفجر كسوبرنوفا نادرة، وغالبا ما تكون بعيدة جدا عن التلسكوبات قبل أن تبدأ عملية الانفجار.
لكن عندما انفجر النجم "SN 2024ggi" في 10 أبريل/نيسان 2024 ضمن المجرة الحلزونية القريبة نسبيا "NGC 3621" على بُعد 22 مليون سنة ضوئية في كوكبة الحية المائية (Hydra)، أدرك عالم الفلك يي يانغ من جامعة تشينغوا في بكين أن الفرصة لا بد من اغتنامها.
تحرك يانغ وفريقه الدولي، المكوّن من علماء من الصين وأوروبا والشرق الأوسط والولايات المتحدة، بسرعة للحصول على وقت رصد باستخدام التلسكوب العملاق جدًا (VLT) في المرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي، وبعد 26 ساعة فقط من اكتشاف الانفجار بواسطة كاميرات ATLAS، بدأت البيانات تصل من التلسكوب.
قال ديترش باديه من "المرصد الأوروبي الجنوبي": "التسجيلات الأولى أظهرت المرحلة التي تسارعت فيها المادة الناتجة عن الانفجار عند مركز النجم واخترقت سطحه، ولبضع ساعات، كان بالإمكان مراقبة هندسة النجم والانفجار معا".
والنجم الذي انفجر كان عملاقا أحمر ضخما يزيد وزنه عن الشمس بـ 12 إلى 15 مرة. وتموت هذه النجوم عندما تتوقف التفاعلات النووية في نواتها، ما يؤدي إلى انهيار النواة جاذبيًا وتكوين نجم نيوتروني، فيما تتدحرج الطبقات المحيطة بالنواة ثم ترتد إلى الخارج مسببة انفجارًا يدمّر النجم من الداخل إلى الخارج.
وعلى الرغم من أن الانفجار بدا كنقطة ضوء بسيطة، فإن استقطاب الضوء كشف عن هندسة موجة الصدمة، و باستخدام مطياف "فوريس 2" وتقنية قياس استقطاب الضوء عند أطيافه المختلفة، تمكن الفريق من قياس تفاصيل شكل الانفجار.
ويقول يانغ: "هندسة الانفجار توفر معلومات أساسية عن تطور النجوم والعمليات الفيزيائية التي تؤدي إلى هذه الألعاب النارية الكونية".
وأظهرت القياسات أن شكل الانفجار كان مسطحا يشبه الزيتونة أو العنب، لكنه انتشر بتناظر مذهل حتى عند اصطدامه بحلقة من المادة حول النجم.
وأضاف يانغ: "تشير هذه النتائج إلى وجود آلية فيزيائية مشتركة وراء انفجار العديد من النجوم الضخمة، تتسم بتناظر محوري واضح وتعمل على نطاق واسع".
تتيح هذه الملاحظات للعلماء استبعاد بعض النماذج النظرية وتقوية أخرى التي تصف كيفية انتقال موجة الصدمة من نواة النجم إلى سطحه، مشيرين إلى أن التباينات التي لوحظت في انفجارات سوبرنوفا لاحقا قد تكون ناجمة عن مجالات مغناطيسية قوية وليس امتصاص النيوترينوات.
نشرت نتائج الدراسة في 12 نوفمبر/تشرين الثاني بمجلة "ساينس أدفاسيس"، وهي متاحة على موقع "المرصد الأوروبي الجنوبي" الإلكتروني، وتمثل خطوة غير مسبوقة في فهم لحظات موت النجوم الضخمة لحظة بلحظة.
