العلماء يرصدون اختفاء نجم وظهور ثقب أسود مكانه
تاريخ النشر: 2nd, January 2025 GMT
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
تخضع النجوم الضخمة التي تفوق كتلتها الشمس بأكثر من ثمانية أضعاف إلى انفجارات مستعرات عظمى (Supernovae) في نهاية حياتها، وهذه الانفجارات القوية تُخلف وراءها إما ثقبًا أسود أو نجمًا نيوترونيًا، وتتميز بسطوع يفوق المجرات التي تحتويها لعدة أشهر، ومع ذلك، رصد علماء الفلك ظاهرة غير اعتيادية، حيث تخطى نجم ضخم مرحلة الانفجار وتحول مباشرة إلى ثقب أسود.
ورصد العلماء اختفاء نجم M31-2014-DS1 وظهور ثقب أسود مكانه يفتح آفاقًا جديدة لفهم المستعرات العظمى الفاشلة، ويؤكد أن نهاية النجوم الضخمة قد تكون أكثر تعقيدًا مما كنا نعتقد وتوضح "البوابة نيوز" كيف حدث ذلك وفقا لموقع sciencealert.
التوازن النجمي والانهيار:
تتوازن النجوم بفعل قوتين: القوة الخارجية الناتجة عن الاندماج النووي والقوة الداخلية للجاذبية مع اقتراب نهاية حياة النجم، ينفد الهيدروجين اللازم للاندماج النووي، ما يؤدي إلى ضعف القوة الخارجية، وتحت تأثير الجاذبية القوية، ينهار النجم على نفسه، ما يؤدي عادةً إلى انفجار مستعر أعظم، لكن في بعض الحالات، لا يحدث الانفجار، وينهار النجم مباشرة مكونًا ثقبًا أسود.
حالة نجم M31-2014-DS1:
رصد علماء الفلك نجمًا ضخمًا في مجرة أندروميدا (M31) أظهر سلوكًا غريبًا، وفي عام 2014 لاحظ العلماء توهجه في نطاق الأشعة تحت الحمراء، واستمر هذا التوهج نحو 1000 يوم، ثم انخفض بشكل ملحوظ خلال 1000 يوم أخرى بين عامي 2016 و2019، وبحلول عام 2023، اختفى النجم تمامًا عند مراقبته باستخدام تلسكوبات متقدمة.
النتائج الرئيسية:
• يعتقد الباحثون أن النجم بدأ بكتلة أولية تقدر بـ20 كتلة شمسية، لكنه فقد جزءًا كبيرًا من كتلته، ووصل إلى نحو 6.7 كتلة شمسية قبل انهياره.
• أظهرت الملاحظات أن النجم كان محاطًا بغلاف غباري حديث التكوين.
• غياب أي دليل على انفجار مرئي يشير إلى أن النجم تحول مباشرة إلى ثقب أسود دون المرور بانفجار مستعر أعظم.
المستعرات العظمى الفاشلة:
تُعرف هذه الحالات بـ"المستعرات العظمى الفاشلة"، وهي نادرة جدًا، حيث تحدث مرة كل قرن تقريبًا في مجرة مثل درب التبانة. تشير الأبحاث إلى أن ما بين 20-30% من النجوم الضخمة قد تنتهي حياتها بهذه الطريقة.
آلية الانهيار:
عند انهيار النواة النجمية، تنضغط الإلكترونات والبروتونات معًا لتكوين نيوترونات ونيوترينوات، ويطلق انفجار النيوترينوات طاقة هائلة قد تدفع بموجة صدمة إلى الخارج، وفي بعض الحالات، تفشل هذه الموجة في الانتعاش، ما يؤدي إلى انهيار النجم بالكامل مكونًا ثقبًا أسود.
أمثلة أخرى:
• عام 2009 رصد مستعر أعظم فاشل آخر في مجرة NGC 6946، أُطلق عليه اسم N6946-BH1، وكان نجمًا أحمر عملاقًا بكتلة 25 كتلة شمسية، اختفى بعد أن زاد سطوعه بمقدار مليون ضعف مقارنة بالشمس.
أهمية الاكتشافات:
وتساعد دراسة المستعرات العظمى الفاشلة في تحسين فهمنا للنجوم الضخمة وتطورها، خاصةً أنها تؤدي دورًا رئيسيًا في تشكيل العناصر الثقيلة، تكوين النجوم الجديدة، وإطلاق الأشعة الكونية التي تصل إلى الأرض.
المصدر: البوابة نيوز
كلمات دلالية: ثقب أسود اختفاء نجم علماء الفلك المجرات ثقب أسود
إقرأ أيضاً:
علماء الفلك يكتشفون مجرة أحفورية تبعد عن الأرض 3 مليارات سنة ضوئية
دبي، الإمارات العربية المتحدة (CNN) -- تمكّن علماء الفلك من رصد مجرّة حافظت على حالتها من دون تغيير لمدة 7 مليارات سنة، ما يتيح لمحة نادرة عن تاريخ الكون ويضيف إلى مجموعة غامضة من الأجرام تُعرف باسم "المجرات الأحفورية" أو "مجرات البقايا".
تُعد هذه الظواهر الفضائية الغريبة مجرات خرجت عن المسار التطوري المتوقع لها بعد مرحلة أولى من تكوّن النجوم بكثافة. وعلى عكس المجرات الأخرى التي تستمر في التوسع والاندماج مع بعضها البعض، تبقى المجرات الأحفورية شبه خاملة. وكأنها كبسولات زمنية كونية، تُوفر لمحة عن الكون القديم وتتيح لعلماء الفلك دراسة آليات تشكُّل المجرات.
أما المجرة الأحفورية المكتشفة حديثًا، التي أُطلق عليها اسم KiDS J0842+0059، فهي تبعد حوالي 3 مليارات سنة ضوئية عن الأرض، ما يجعلها الأبعد من نوعها والأولى التي تُرصد خارج "الكون المحلي"، وهي منطقة من الفضاء أقرب إلى الأرض، والتي يبلغ نصف قطرها نحو مليار سنة ضوئية.
وقد تم اكتشافها بواسطة فريق من علماء الفلك بقيادة المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية، باستخدام صور عالية الدقة من تلسكوب "المنظار الثنائي الكبير" في ولاية أريزونا الأمريكية.
أفاد كريشينزو تورتورا، وهو الباحث في المعهد الوطني للفيزياء الفلكية، والمؤلف الأول لدراسة حول هذا الاكتشاف نُشرت في 31 مايو/آيار في دورية Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية) أن "المجرات الأثرية، وبمحض الصدفة، لم تندمج مع أي مجرة أخرى، وبقيت سليمة إلى حدٍّ ما عبر الزمن. هذه الأجسام نادرة جدًا، لأن احتمال اندماجها مع مجرة أخرى يزداد بشكل طبيعي مع مرور الوقت".
مضغوطة جدًا..ضخمة جدًايعتقد علماء الفلك أن المجرات الأكثر ضخامة تتكوَّن على مرحلتين، وفقًا لما أوضحته الكاتبة المشاركة في الدراسة، كيارا سبينيلو، الباحثة في جامعة أكسفورد بالمملكة المتحدة.
وقالت: "في البداية، هناك اندفاع مبكر في تكوّن النجوم، وهو نشاط سريع وعنيف للغاية". وأضافت: "نحصل في النهاية على جسم مضغوط وصغير جدًا، وهو السلف لهذا الأثر الباقي (المجرة الأحفورية)".
أما المرحلة الثانية، بحسب قولها، فهي عملية طويلة الأمد تبدأ عندما تبدأ المجرّات القريبة من بعضها البعض بالتفاعل، والاندماج، وابتلاع بعضها البعض، ما يؤدي إلى تغيّر كبير في أشكالها وأحجامها وعدد نجومها.
وأوضحت سبينيلو: "نُعرِّف الأثر الباقي (المجرة الأحفورية) بأنه الجسم الذي تخطى تقريبًا هذه المرحلة الثانية، بحيث كوَّن ما لا يقل عن 75% من كتلته في المرحلة الأولى".
تتمثل السمة المميزة للمجرّات الأحفورية في أنها قديمة جدًا، ومضغوطة، وكثيفة للغاية، أكثر بكثير من مجرّتنا.
وقالت إنها "تحتوي على (مليارات) من النجوم التي تساوي كتلة الشمس، لكنها لا تنتج أي نجوم جديدة، فهي لا تفعل شيئًا فعليًا، وتُعد بمثابة سجلات أحفورية للكون القديم جدًا".
وأضافت: "لقد تشكّلت عندما كان عمر الكون صغيرًا جدًا، ولأسباب لا نفهمها حتى الآن، لم تتفاعل. ولم تندمج مع أنظمة أخرى. وتطورت من دون إزعاج، وبقيت على حالها".
من جانبه، أشار ميشيل كابيلاري، وهو أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة أكسفورد والذي لم يشارك في الدراسة إلى أن المجرات الأحفورية مهمة للغاية لأنها تمثّل رابطًا مباشرًا مع عدد ضخم من المجرات التي وُجدت قبل مليارات السنين".
وأضاف: "باعتبارها 'أحفوريات حية'، فقد نجت من عمليات الاندماج والفوضى التي شهدتها غالبية المجرات الضخمة الأخرى. ودراستها تتيح لنا إعادة بناء ظروف الكون في بداياته وفهم الانفجارات الأولية لتكوّن النجوم".
ولفت كابيلاري إلى أن السؤال الرئيسي يتمثل بالتالي: ما الذي تسبب في توقّف هذه المجرّات عن تشكيل النجوم بشكل مفاجئ؟
وقال: "تشير الأدلة من الملاحظات المحلية والبعيدة إلى أن التغذية الراجعة من الثقوب السوداء فائقة الكتلة قد تكون السبب وراء ذلك. فهذه الثقوب السوداء قادرة على إنتاج رياح قوية تطرد أو تسخّن الغاز داخل المجرة، ما يمنع تكوّن النجوم مجددًا. ومع ذلك، لا تزال هذه المسألة مجالًا نشطًا للبحث العلمي".
مستقبل غير مؤكداكتشف العلماء مجرة KiDS J0842+0059 لأول مرة في عام 2018 باستخدام تلسكوب المسح VLT الموجود في مرصد بارانال في تشيلي. وقد أظهرت تلك الملاحظة أن المجرة كانت مأهولة بنجوم قديمة جدًا، لكنها قدّمت فقط تقديرًا لكتلتها وحجمها، ما استدعى إجراء ملاحظة أكثر تفصيلًا لتأكيد كونها مجرة أثرية.
وقد استخدم المقراب الثنائي الكبير (Large Binocular Telescope) لهذا الغرض، ويتمتع بقدرة عالية على التقاط صور دقيقة بفضل تقنيته التي تعوّض عن الاضطرابات الجوية، وهي ظاهرة يمكن أن تجعل من الصعب على التلسكوبات الأرضية التركيز على الأجسام البعيدة.
تنضم المجرّة الأحفورية المكتشفة حديثًا إلى مجموعة صغيرة من المجرّات الأخرى التي تمت دراستها بنفس مستوى التفاصيل، وقد تم تأكيد وجود المجرة الأكثر نقاءً - والتي تسمى NGC 1277 - بواسطة تلسكوب هابل الفضائي في عام 2018.
تتشابه مجرّتي NGC 1277 وKiDS J0842+0059 إلى حد كبير، لكن الأخيرة أبعد بكثير عن الأرض. وبحسب ما قالته سبينيلو، فهي تندرج تقريبًا بشكل مثالي تحت تعريف المجرة الأحفورية.
قالت سبينيلو: "هذا ما نطلق عليه اسم أحفورة كونية متطرفة، لأن تقريبًا كل نجومها — أو 99.5% منها — تشكلت في وقت مبكر جدًا من عمر الكون، ولم تفعل المجرة شيئًا يُذكر بعد ذلك".
ولفتت إلى أن المجرة الأحفورية تحتوي على نجوم وكواكب، مثل مجرّتنا، لكنها أكثر كثافة بكثير.
وأضافت: "ستكون هناك الكثير من النجوم في حجم صغير جدًا، لذلك ستكون مزدحمة للغاية. وسيكون من الصعب جدًا العثور على أنظمة شمسية مثل نظامنا، يحتوي على العديد من الكواكب التي تدور حول نجم واحد، فقط بسبب احتمال وجود نجوم قريبة تؤثر على ذلك".
تبدو مجرّة KiDS J0842+0059 للمراقبين كما كانت عليه قبل 3 مليارات سنة، لأن هذا هو الوقت الذي يستغرقه ضوء المجرّة للوصول إلى الأرض.
تفترض سبينيلو أن هذه الأحفورة ستبقى على حالها إلى الأبد، لكنها أوضحت أن العلماء لا يستطيعون الجزم بذلك، لأنهم لا يعرفون حتى الآن ما الذي يمنعها من التفاعل مع المجرات الأخرى.
وأضافت سبينيلو: "لابد أن هناك شيئًا يمنعها من الاندماج مع غيرها، لكن طالما أننا لا نعرف ما هو، فلا يمكننا فعليًا التنبؤ بما قد يحدث في المستقبل".
كوكب الأرضنشر الخميس، 10 يوليو / تموز 2025تابعونا عبرسياسة الخصوصيةشروط الخدمةملفات تعريف الارتباطخيارات الإعلاناتCNN الاقتصاديةمن نحنالأرشيف© 2025 Cable News Network. A Warner Bros. Discovery Company. All Rights Reserved.
قمة منتظرة.. باريس سان جيرمان وتشيلسي في نهائي كأس العالم للأندية