تنها ۲۶ ساعت پس از شناسایی ابرنواختر SN 2024ggi در آوریل ۲۰۲۴، رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) تلسکوپ بسیار بزرگ خود (VLT) را در شیلی به سوی این رویداد چشمگیر نجومی نشانه رفت. ابرنواخترها انفجارهای عظیم هنگام مرگ ستارگان هستند و VLT موفق شد این انفجار را در نخستین لحظات، درست زمانی که موج انفجار در حال شکافتن سطح ستاره بود، ثبت کند. این دستاورد برای نخستینبار شکل ابرنواختر را در مرحله آغازین و گذرای آن آشکار کرده است.
به گفته یی یانگ، ستارهشناس دانشگاه تسینگهوا و نویسنده همکار مقالهای که امروز در نشریه Science Advances منتشر شده، هندسه انفجار ابرنواختر اطلاعات بنیادی درباره تحول ستارگان و فرآیندهای فیزیکی منجر به این آتشبازیهای کیهانی فراهم میکند.
با وجود شهرت ابرنواخترها، پژوهشگران هنوز درباره نحوه انفجار ستارگان بسیار عظیم—با جرمی بیش از هشت برابر خورشید—اختلاف نظر دارند. زمانی که یک ستاره عظیم سوخت خود را تمام میکند، هستهاش فرو میریزد و لایههای بیرونی جرم به درون سقوط میکنند، سپس با شوک بازگشتی به بیرون پرتاب میشوند و هنگام شکافتن سطح ستاره، انرژی عظیمی آزاد میکنند. در همین لحظه است که ابرنواختر روشن و قابل مشاهده میشود.
یانگ و همکارانش در این مطالعه نوشتند: «مرگ ستارگان عظیم با شوک بازگشتی ناشی از سقوط درونی آغاز میشود که ستاره را متلاشی میکند. نحوه آغاز و گسترش این شوک درون ستاره، معمایی چند دههای است.» SN 2024ggi در فاصله ۲۲ میلیون سال نوری، در کهکشان NGC 3621 قرار دارد که از نظر نجومی فاصله زیادی محسوب نمیشود. این ستاره پیش از انفجار، یک ابرغول سرخ با جرمی بین ۱۲ تا ۱۵ برابر خورشید و شعاعی ۵۰۰ برابر بزرگتر بود.
پژوهشگران برای نخستینبار موفق شدند شکل گذرای «شکافت اولیه» را پیش از برخورد موج انفجار با مواد اطراف ستاره ثبت کنند. این کار با استفاده از روشی به نام طیفقطبشسنجی انجام شد. لیفان وانگ، ستارهشناس دانشگاه تگزاس A&M و نویسنده همکار این مطالعه، توضیح داد که این روش اطلاعاتی درباره هندسه انفجار ارائه میدهد که با روشهای دیگر قابل دستیابی نیست.
اگر تصور شما تصویری دقیق و رنگارنگ از یک انفجار کیهانی است، باید گفت که اینجا چنین چیزی مطرح نیست. تصویر منتشرشده صرفاً بازسازی هنری بر اساس دادههای جدید است. خود ابرنواختر بهصورت یک نقطه دیده میشود، اما پژوهشگران توانستند با بررسی قطبش نور آن، هندسه انفجار را بازسازی کنند. قطبش یکی از ویژگیهای ذرات نور است که در برخی موارد امکان استنباط شکل منبع نور را فراهم میکند.
پژوهشگران دریافتند که انفجار اولیه شکلی شبیه زیتون داشته و با گسترش مواد به بیرون و برخورد با ماده اطراف ستاره، این شکل تختتر شده اما محور تقارن خود را حفظ کرده است. یی یانگ گفت این یافتهها نشان میدهد که یک سازوکار فیزیکی مشترک در انفجار بسیاری از ستارگان عظیم نقش دارد؛ سازوکاری که تقارن محوری مشخصی دارد و در مقیاسهای بزرگ عمل میکند.
