...المستعرات العظمى الانفجارات الضخمة التي تضيء الكون
إحدى أروع الأشياء في الكون موت نجم ضخم
تعيش سريعًا وتموت يافعة
داخل النجوم .. حرارة اللب والضغوطات هائلة
إننا نتكلم عن بلايين الدرجات في مركز إحدى تلك النجوم
قنبلة زمنية موقوتة تنفجر بطاقة فوق الوصف
الدقائق الأخيرة في حياة النجم الضخم هي أقوى الأحداث الكارثية التي نراها بالكون
خاتمة مثيرة تتوهّج عبر الفضاء
هذا المستعر الأعظم ألمع من مئات بلايين النجوم التي تكوّن المجرّة
يا لروعة ذلك
لكن موت تلك النجوم يحمل أيضًا مفتاح الحياة ذاتها
فهم المستعرات العظمى هو فهم قصتنا
ندين بوجودنا لها
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com
كيف يعمل الكون
الآن بمكان ما في الكون يتفجّر نجمٌ ضخم
صانعًا انفجارًا كونيًا ضخما يسمّى المستعر الأعظم
المستعرات العظمى هي النهاية الكبيرة الدرامية لحياة النجم
تموت كافة النجوم، لكن تموت الكبيرة فقط بانفجار
ليموت النجم في مستعر أعظم فينبغي أن يكون أضخم من الشمس ثماني مرّات على الأقلّ
من السهل أن نعتقد أن شمسنا عملاقة
لكن شمسنا صغيرة مقارنة ببعض النجوم العملاقة في السماء
بوسعنا رؤية بعض تلك النجوم العملاقة بالعين المجرّدة
وألمع عاشر نجم في سماء الليل هو عملاق أحمر ضخم 15 ضِعف كتلة الشمس
الجوزاء
الجوزاء بالغ الضخامة بحيث لو وضعته في نظامنا الشمسي لامتدّ لمدار المشتري
إنه أحد أكبر الوحوش بالمجرّة إنه نجم أيضًا على شفا الموت
عُمر الجوزاء أقل من عشرة ملايين عام
لكن أيام هذا النجم العملاق معدودة
إنه على وشك الانفجار
وعندما ينفجر فسنرى بقعة من السماء مضاءة لأربعة عشر يومًا حتى يضيء كالبدر
سيكون أروع المشاهد في التاريخ
قد ينفجر في أي لحظة، أعني هذا ما أقف بسببه في فنائي في الشتاء
وأنظر إلى منكب الجبار، وأرى الجوزاء، وأتمنّى أن ينفجر
ما الذي سيؤول بالجوزاء إلى مستعر أعظم؟
لفهم موت النجم لضخم ينبغي أن نفهم حياته
من مولده حتى مماته فإن حياة النجم هي معركة مستمرّة
تسحب الجاذبية للداخل وتدفع الطاقة للخارج
يقوم باطن النجم بدمج أنوية ذرات لا حصر لها
تكتظ الذرات لتقترب من بعضها للغاية
لو اقتربت بما يكفي فستلتصق لتُكوّن ذرة أضخم
في كل ثانية يُدمج النجم الضخم سبعة ونصف بليون طن من الهيدروجين
تلك الكمية من الطاقة تكافئ قرابة مئة بليون قنبلة ذرية في الثانية
هذا انفجار ضخم
تلك الطاقة المتفجّرة تهدّد بتمزيق النجم
لكن جاذبية النجم الهائلة تحافظ عليه
كل ما بالكون هو معركة بين قوة الجاذبية الساحبة وقوة الضغط أو الطاقة الدافعة
كل نجم في السماء حتى شمسنا هو ساحة معركة ديناميكية
يحدُث بالنجم انفجار ضخم للغاية على أن يُفجر النجم
تحافظ عليه الجاذبية
تلك القوتان المتضادتان تحددان حياة النجم وموته
وحينها يهمّ الحجم
كلما كان النجم عملاقًا زاد دفع الجاذبية للداخل وصعُب على النجم أن يدفع للخارج ليحافظ على حياته
النجوم العملاقة كأنها تتعاطى المنشطات
لديها الكثير من الوقود لتحرقه
إنها قوية للغاية بحيث تستنفد وقودها بمعدّل سريع
النجوم العملاقة كالجوزاء هي مصانع عملاقة
تقوم بدمج العناصر الأخفّ لأخرى أثقل
لكن لا يبدأ العمل الشاق إلا قُبيل حتفها
حتى قرابة 90% من عمرها تقوم بدمج الهيدروجين إلى هيليوم
لكن في النهاية يبدأ الهيدروجين بالنفاد
في لُب النجم العملاق الضخم
هناك سلسلة من الاندماج الذي يحدث من العناصر الأخف للأثقل
ويتسارع في كل خطوة
يبدأ العد التنازلي للموت
يُهيمن السحب الداخلي للجاذبية ليرفع حرارة اللب
يبدأ الهيليوم بالاندماج إلى كربون
هنا هيليوم يكفي لمليون عام تقريبًا
لكنه سينفد أيضًا وتبدأ الأمور بالتسارع
يندمج الكربون إلى نيون ويستغرق ذلك ألف عام
ويندمج النيون إلى سيليكون وهذا يستغرق قرابة العام
متى يبدأ بدمج السيليكون والحديد فإنه يستغرق يومًا واحدًا
ويصير أكثر اهتياجًا كبرنامج سباق الطهي
حيث متى يقترب الوقت من نهايته يحاولون القيام بأشياء أكثر ويهتاجون حتى ينتهي الوقت
النجم الآن في سكرات موته
متى يبدأ تكوين الحديد فيشارف الوقت للوصول إلى نهاية هذا النجم الكارثية
تتكوّن كرة ضخمة من حديد بالغ الكثافة في مركز لُب النجم المحتضر
كرة الحديد هذه بعرض عدة آلاف ميل
وبالغة السخونة
تسخن حتى تصير الحرارة متناهية
أعنى أننا نتكلم عن بلايين الدرجات في مركز إحدى تلك النجوم
تلك الحرارة العاتية تنَتُج من تفاعلات الاندماج
المزيد من التفاعلات تُكوّن عناصر أثقل فأثقل
وفي كل خطوة تصدر طاقة أقل حتى يتكوّن الحديد
عند محاولة دمج أنوية الحديد فهذا يحتاج طاقة ولا يولّدها
فمتى يبدأ اللب بدمج الحديد فإنه يسلب في الأساس طاقته
لبّ الحديد المتنامي يمتصّ المزيد والمزيد من الطاقة من النجم
تستمرّ جاذبية النجم بالشدّ للداخل لتكتسح الضغط الدافع من باطن النجم
ينسحق كل شيء لدرجات مهولة
فجأة لا يوجد تفاعل نووي يدعم النجم أمام سحق الجاذبية
بعدم وجود ما يدعمه فإن النجم هالك، تفوز الجاذبية
تنهار أطراف لب الحديد
تنهار تريليونات أطنان الحديد للداخل في ربع سرعة الضوء
لا يتبقى للنجم سوى أقل من ثانية ليعيش
يبدأ كل شيء بالتهاوي بسرعة كبيرة
ينهار اللب بسرعة بحيث لا يكفي وقت لطبقات النجم الخارجية لتتفاعل، إنها تتعلّق فحسب
كذئب القيوط البري عندما ينهار جُرُف تحته ولا يسقط حتى يلاحظه
ينهار بقية النجم
يندفع تريليون تريليون تريليون طن من الغاز للداخل في أعقاب الحديد
تخيّلوا كتلة النجم بأكملها التي دعمتها التفاعلات النووية بالداخل
فجأة توقفت تلك التفاعلات النووية في جزء من الثانية
يندفع كل شيء نحو المنتصف
لتُطلق جميعها أضخم الانفجارات في الكون
بوسع الضربة القاضية المدهشة أن تفوق لمعان كل النجوم في المجرة
لكن ثمة مشكلة
لا نفهم بالكامل كيف لكرة منسحقة من الحديد وأطنان الغاز المنهار أن يصنع كرة نارية ضخمة؟
إثارة اللب المنهار لانفجار ضخم هي إحدى أكبر الألغاز في الفيزياء الفلكية
المستعر الأعظم .. أحد أقوى الانفجارات في الكون
أثاره انهيار نجم ضخم
!كيف لانهيار عنيف أن يثير انفجارًا ضخمًا
هذا يشتمل على بعض أعقد فيزياء فلكية معروفة للبشرية
ولا نفهم بالكامل تفاصيل العملية
إننا نفتقد شيئًا، لأننا دائمًا نرصد المستعر الأعظم بعد فوات الأوان
ما ترونه هو لمعان النجم وهذا يحدث بعد الواقعة
الحل السحري ليس بالعثور على المستعر الأعظم لكن العثور على اللحظة التي ندعوها لحظة الانفجار
لحظات الانفجار هي حشرجة موت النجوم العملاقة
إنها اللحظات بعد انهيار اللب عندما يتفجّر النجم في وميض ضخم من الضوء المرئي
في تاريخ الفلك بأكمله لم نلتقط تلك اللحظة إلا مرتين
مرّة بمقراب ناسا "الفضائي باهظ الثمن "كيبلر
ومرّة بواسطة هاوٍ أرجنتيني محظوظ
أحبّ تلك القصة، هناك فلكي "هاوٍ يسمّى "فيكتور بوزو
لديه مقراب رائع في مرصد في فنائه
وكان يلتقط صورًا بالتتابع لذات المجرة في السماء
واتضح أنه كان ينظر للمنطقة المناسبة من السماء والتقط بالحظ لحظة انفجار المستعر الأعظم
فرص التقاط تلك اللحظات واحد لعشرة ملايين
ما التقطه "فيكتور" كانت لحظة وصول الموجة الصدمية للسطح
لاحظ "فيكتور" تلك البقعة الظاهرة في صوره
ليدرك أنه التقط أول وميض للضوء من نجم متفجّر
قام بإخطار الفلكيين المحترفين عبر أرجاء الأرض
عندما سمعتُ اكتشافه اندهشت للغاية
أنّى لهذا الشخص مستخدمًا كاميرا على مقرابه للمرة الأولى
تتجه عشوائيًا صوب مجرّة في السماء
أن يكتشف هذا النجم المتفجّر في ساعة انفجاره الأولى، إنه أمر جيد إن صحّ
قام "أليكس فلبينكو" وفريقه بمراقبة الضوء الساطع من النجم
ما اكتشفناه من دراسة الضوء من مستعر "بوزو" الأعظم
أن الجسم قد سطع بسرعة لوقت قصير
،عندما قامت موجة صدمية موجة فوق صوتية، بعبور النجم
تتفجّر عبر السطح
عندما وصلت للحافة، انطلقت كمية هائلة من الطاقة على هيئة وميض هائل
هذه لحظة الانفجار الصدمي
الموجة الصدمية العملاقة انطلقت بسرعة 30 ألف ميل في الساعة
تتفجّر عبر سطح النجم
وتمزّقه إربًا
نرى الموجات الصدمية من الانفجارات على الأرض
بوسعها الانطلاق عبر الغازات والسوائل والمواد الصلبة
وأيضًا عبر طبقات النجم المنهار
ملاحظة الموجة الصدمية التي تصل لسطح النجم كانت بالغة الأهمية
لأن "فيكتور" قد تمكّن من التقاط النجم وقت تحوّله لمستعر أعظم
هذا كنزٌ علمي
لحظة الانفجار الصدمي أشبه بمسحوق الذهب الكوني
وميض في الطاسة يمتدّ لعشرين دقيقة
غمضة عين فقط بمقاييس الوقت الفلكية
لكن ما يُفجّر الموجة الصدمية هو سؤال الارتداد
يمكن تفسير الموجة الصدمية للمستعر الأعظم بمعاونة كرة سلة
ما يحدث في النجم المتفجر أن التفاعلات النووية تنطفئ في اللب
ثم تنهار الطبقات الخارجية بسرعات عالية صوب اللب الداخلي
ثم ترتدّ وترجع للخارج
وما يعطيها الطاقة الكبيرة هو تركيب النجم
عندما يستنفد النجم المحتضر وقوده
فإنه يصنع طبقات من عناصر مختلفة
الحديد الثقيل في اللب مع طبقات فوق طبقات من العناصر الأخف فوقه
لنفترض وجود طبقة واحدة
وحدث ارتداد كإسقاط تلك الكرة
لا ترتدّ عاليًا لكن لنضعها مثل النجم
بالثقيل بالأسفل والأخف بالأعلى
لنرى كيف يحدث هذا الارتداد
هذا هو الارتداد الحقيقي
كرة التنس تندفع بقوّة من كرة السلة
لأن الطاقة من ارتداد كرة السلة تنتقل للأعلى
ينطبق ذات الأمر مع النجم المنهار لكن مع المزيد من الطبقات
كافة العناصر المختلفة تنهار للداخل
الطبقات الأثقل ترتطم باللب الكثيف أولاً لتنقل الطاقة للطبقات الأخفّ
هذا يصنع موجة صدمية
لكن تلك الطاقة لا تكفي لدفع الموجة الصدمية طوال الطريق لخارج النجم
المشكلة أننا عندما رأينا ذلك بالتفصيل باستخدام نماذج الحاسوب فلم تفلح
توقفت الموجة الصدمية لم نجعل النجم يتفجّر
لخمسين عامًا لم نكتشف ما ينقصنا
شكّ العلماء بارتباط شيء آخر، شيء يستحيل رصده
أيمكن وجود شبح في آلة المستعر الأعظم؟
عندما تموت نجوم ضخمة كالجوزاء
فإن موتها المتفجّر يرسل موجات صدمية عبر الفضاء لتريليونات الأميال
لكن نشوء تلك الموجات الصدمية أمرُ حيّر العلماء لعقود
عندما عُدنا لحواسيبنا مرارًا بنظرياتنا ونظرنا لآلية عمل المستعر الأعظم
فإنها لم تفلح، لم يكن ليتفجّر النجم
في نماذج الحاسوب، الارتداد من الغاز الساقط واللب المنهار
لا يسعه أن يدفع الموجة الصدمية حتى خارج النجم
هناك شيءٌ هام مفقود
ما احتجناه من داخل لب النجم هو مصدر جديد للطاقة
شيء يقوم بالدفع الأخير حتى يُمزّق النجم نفسه إربًا
اعتقد العلماء أن تلك الطاقة تأتي من جسيم غامض يسمّى النيوترينو
النيترينُوَات نوعٌ من جسيمات فيزيائية أولية لا تزال غامضة علينا
إنها كجسيمات شبحية تعبرنا دون أن تمسّنا مطلقًا
،مثل جسيمات الضوء، الفوتونات لا تحمل النيترينُوَات شحنة كهربية
لكن على نقيض الفوتونات فيمكنها المرور عبر النجوم والكواكب ونحن
من أين تأتي إذًا؟ يعتقد العلماء أن مصدرها النجم ذاته
في منتصف لبّ النجم يتكوّن شيءٌ يُدعى النجم النيتروني
كرة مادية مدهشة بالغة الانضغاط بعرض عشرة أميال فقط
عندما ينهار اللبّ الحديدي للنجم تنسحق الذرات معًا
تُدفع البروتونات والإليكترونات للاندماج لتكوين النيترونات
تحرّر تلك العملية كميات هائلة من النيترينُوَات
رغم كونها من أكثر الجسيمات شيوعًا في الكون
يَصعُب رصد النيترينُوَات عيانًا
لكن في 1987 حالف العلماء الحظ
صار نجمٌ ضخم مستعرًا أعظم في مجرّة قريبة
في 1987، تلقّى الفلكيون هديّة رائعة
كان أول مستعر أعظم بالعين المجردة منذ قرابة 400 عام
وكان لدينا العديد من المقرابات لدراسته عبر الطيف الكهرومغناطيسي
لكن أطلق المستعر الأعظم 1987-إيه أداةً علمية أخرى
مستشعر نيترينُوَات مخبّأ "في عمق جبل في "اليابان
كانت هنالك انبعاثات من النيترينوات مرتبطة بالمستعر الأعظم
كانت مفاجأة مذهلة، منحة رائعة
عند محاولة التقاط جسيمات غامضة وقياسها
،لا تعلم حتى إن كانت ستصلك إشارة أم لا أنت تجلس وحسب وتنتظر قرب مستشعرك
وفجأة يظهر هذا لك، ما مدى روعة ذلك
كان هذا دليلاً دامغًا أن المستعر الأعظم يُصدر نيترينوات
قد تكون النيترينوات خفية لكنها لا تخرج بلطف من لب النجم المنهار
يجب أن تنفجر للخارج
المذهل حيال داخل انفجار المستعر الأعظم أنه يصير كثيفًا بما يكفي ليحبس النيترينوات
فجأة .. يزداد الضغط
عندما أضاف العلماء ضغط النيترينوات لنماذج الحاسوب
انطلقت الموجة الصدمية أكثر بُعدًا عن اللب
لكن لا يزال المستعر الأعظم لا ينفجر
نحتاج لمكوّن آخر
الفوضى
لأن النجوم دائرية فيغوينا الاعتقاد أن انفجار المستعر الأعظم سيكون دائريًا بالمثل
لكن المستعر الأعظم ليس متجانسًا تمامًا
تقوم الطاقة من الموجة الصدمية والنيترينوات بتسخين الغاز بطرق فوضوية غير متوقعة
تسبب ارتفاع فقاعات حارة ثم تنخفض وترتفع وتنخفض مجددًا كحركة الغليان
هذا يسبّب الكثير من الاضطراب في الغاز
أضاف الباحثون كافة المكوّنات لحاسوب فائق وأداروه
النتيجة هي تلك المحاكاة
عندما تتباطأ الموجة الصدمية في طريقها خارج اللب فإنها تصنع تموّجات دقيقة في العناصر المنهارة بالأعلى
تصير التموّجات موجات ضخمة متدفقة
تنطلق النيترينوات من النجم النيتروني لتسخّن طبقات العناصر فوقها لتصير فقاعات وترتفع
في النهاية تندمج الحرارة العالية مع ضغط تلك الحركات العنيفة
لتسوق الموجة الصدمية للخارج مثل تسونامي داخل النجم يمزّق النجم إربًا
اتضح أن النجوم تتفجّر
تعلم الطبيعة ما تفعله
كانت نماذج الحاسوب بسيطة للغاية
متى صارت النماذج معقدة، وأخذنا في الاعتبار كافة أبعاد النجم
بدأ نموذج المستعر الأعظم بالانفجار
نعتقد أن المستعرات العظمي أحداث بسيطة، أحداث عنيفة لكن بسيطة
وهذا مجرّد توضيح جميل لحقيقة
أنه عندما تتعمق فيها فتجد مشاكل ديناميكية السوائل الرائعة والبالغة التعقيد
تسافر الموجة الصدمية عبر كافة طبقات العناصر المكوّنة للنجم العملاق
تستغرق ساعات حتى تصل للحافة الخارجية وتثير أوّل وميض للضوء
لكن هذا الوميض مجرّد بداية المستعر الأعظم
العرض الضوئي المدهش لا يزال في بدايته
العرض الضوئي الذي سيصنع عناصر ضرورية للحياة
نرى الضوء من المستعرات العظمى ممتدًا عبر الكون
لكن ما نراه ليس بأول وميض متفجّر
لقد كان إحماءً قبل العرض الرئيسي
المستعرات العظمى إحدى أنشط الأحداث في الكون
تحتوي المجرّة على مئات بلايين النجوم
لكن موت هذا النجم وحده قد يفوق بريقه كافة تلك النجوم
إحدى الأمور الشيّقة عن المستعرات العظمى
أنه متى يتفجّر النجم فلا يكون في أوج بريقه في الحال
بل يستغرق أيامًا وأسابيع
الوميض الأول هو الأجزاء المتفجّرة للمستعر الأعظم
يُفجّر أطنانًا من الموادّ للفضاء حول النجم المحتضر
لكن تلك النثائر المنقذفة ما تجعل المستعر الأعظم يضيء
يتوهّج أكثر لمعانًا من الانفجار نفسه
تتكوّن العناصر الثقيلة في ألباب النجوم الضخمة
وحتى العناصر الأثقل تتكوّن أثناء حدث الانفجار
عندما يتمزّق النجم
تصير درجات الحرارة والضغوط هائلة
لدرجة أن العناصر التي كانت تؤلّف طبقات النجم
تندمج لتصنع عناصر أثقل
وبعضها مشعّ
اضمحلال تلك العناصر المشعّة يُصدر في العادة ضوءًا
ما يجعله برّاقًا على مدار وقت أطول أكثر مما كان عليه
هذه السحابة من المواد فائقة اللمعان قد تمتدّ لأشهر وأحيانًا سنوات
تلك البقايا من المستعر الأعظم تضيء الكون كألعابٍ نارية كونية
إنها أشياء جميلة في سماء الليل
لأنكم ترون بقايا كل ما صنعه المستعر الأعظم في انفجاره
لكنها ليست مجرّد عروض ضوئية رائعة
لكنها ضرورية لنشوء المجرات والأنظمة الشمسية
المكونات الضرورية كالكبريت والفسفور والكربون والأوكسجين
حتى العناصر الضرورية لبناء كوكب صخري كالأرض نفسها
لا يمكن تكوينها إلا داخل نجم ضخم، ولن تنتشر سوى عبر انفجارات المستعرات العظمى
قام مقراب فضاء ناسا "تشاندرا" بدراسة إحدى أشهر الأجسام في درب التبانة
بقايا المستعر الأعظم ذات الكرسي-أ
ذات الكرسي-أ هو بقايا مستعر أعظم يافع لا يتعدّى عمره 400 عام
،منذ أن تفجّر نجمه ظلّ ذات الكرسي-أ يتوسّع
إنه الآن بعرض 29 سنة ضوئية
"باستخدام الآشعة السينية، أمعن مقراب "تشاندرا الفضائي النظر داخل تلك السحابة العملاقة
أظهرت الملاحظات الجديدة من ذات الكرسي-أ أن المقذوف من هذا الحدث
قام بتكوين عشرات آلاف أضعاف كتلة الأرض من عناصر بالغة الأهمية
ما يعادل 70 ألف كتلة أرضية من الحديد ومليون كتلة أرضية من الأوكسجين
هذان عنصران مهمّان للحياة وللأرض ولنا
الحديد في دمائكم والكالسيوم في عظامكم
تم تكوينهما في انفجارات المستعر الأعظم
قبل بلايين الأعوام
أظهرت الدراسة الجديدة شيئًا أكثر غرابة
ذات الكرسي-أ يحمل أيضًا وحدات بناء الحياة
نرى كل ذرة ضرورية للحمض النووي في بقايا هذا المستعر الأعظم
إحدى أروع الأمور عن المستعرات العظمى أن وجودنا يعتمد عليها
يتألف جزيء حمضنا النووي من عناصر كانت في السابق في لبّ نجم عملاق
في مكان ما، قادكم مستعر أعظم مجهول منذ دهر لأن تشاهدوني أتكلم عن المستعرات العظمي، هذا رائع
تصنع المستعرات العظمى كافة العناصر اللازمة لبناء كل شيء، من الكواكب للبشر
،النجوم المحتضرة تهبنا الحياة إنها عملية تدوير كونية
لكن ماذا لو زيّفت بعض النجوم حتفها؟
لآلاف السنوات، تعجّب البشر من نجوم جديدة لامعة تظهر في السماء
وتستمرّ المستعرات العظمى بإدهاشنا
افتناننا بالمستعرات العظمى زاد مع كل اكتشافٍ لحدثٍ جديد
دراسة المستعرات العظمى تمرّ بثورة
إننا نتعلم المزيد والمزيد، ونتمكّن أفضل من العثور عليها وملاحظتها
اتضح أنه ليست كل المستعرات العظمى متماثلة
بعضها نتاج نجوم قزمة بيضاء تسرق الموادّ من توأمها، وتزداد حجمًا حتى تتفجّر
كل المستعرات العظمى الأخرى هي نجوم عملاقة تنهار تحت تأثير جاذبيتها
لكن لتعقيد الأمور أكثر قسّم العلماء المستعرات العظمى بناءًا على وجود الهيدروجين من عدمه
النوع الأول يفتقد الهيدروجين
النوع الثاني يحتويه
لدى الفلكيون تقسيمات المستعرات العظمى
وقد يدفعكم ذلك للاعتقاد أننا ألمّينا بها
لكن إليكم التسريب .. لا نلمّ بها
سبتمبر 2014، ظهر مستعر أعظم في كوكبة الدب الأكبر وتوهّج لامعًا لـ600 يوم
عندما فحص العماء السجلات اكتشفوا رصد مستعر أعظم بنفس البقعة قبلها بـ60 عامًا
يبدو أن هذا النجم يحتضر مرارًا وتكرارًا
هذا المستعر الأعظم بعينه لم نرَ مثيله من قبل
بدا غريبًا ومستحيلاً
لقد لمع وخفت خمس مرات على مدار عدة أعوام
وكل لمعان قد يُصنّف كمستعر أعظم بالنظر لطاقته الكلية
إنه مستعر أعظم لا يخمد أبدًا
كيف يحدث ذلك مع ذات النجم مرارًا وتكرارًا؟
إنه يبدو كنجم زومبي
كيف يكون لنجم عدة احتضارات؟
تكمُن الإجابة في حجمه المطلق
إننا نتكلم عن نجم بالغ الضخامة أكثر من كتلة الشمس بمئة ضعفٍ أو يزيد
الحدّ الأقصى لحجم نجمٍ قبل أن يمزّق نفسه
هذا النجم بالغ الضخامة بحيث أن التفاعلات في لبّه خارج حدود الوصف
وتلك التفاعلات النشطة تُنتج أكثر من مجرّد عناصر
قد يصل باطنه لسخونة شديدة حتى تُنتج آشعة جاما
إنها أنشط صورة يمكن تصوّرها للضوء
الطاقة الشديدة لآشعة جاما تدعم النجم المحتضر أمام قوى الجاذبية الساحقة للداخل
لكنها تؤثّر بالمثل على آشعة جاما نفسها
بوسع آشعة جاما فوق طاقة معيّنة أن تقوم بشئ غريب
يمكنها تحويل نفسها لمادّة
هذا التحوّل يؤثّر على التوازن الدقيق بين الجاذبية والطاقة في لبّ النجم
يبدأ اللب بالانهيار
عندما ينهار فإنه يولّد المزيد من الطاقة
تتسرّب تلك الطاقة عبر طبقات النجم الخارجية
ونرى بريقًا مفاجئًا للنجم .. نبضة
ويلمع ويخفت قدرًا من الوقت كل مرة يحرّر فيها بعض الموادّ، لكن لا يتفجّر
،إنها تقريبًا مستويات طاقة المستعر الأعظم هذا ما خدع الفلكيين في بادئ الأمر
في النهاية تتوقف النبضات
يهدأ النجم ليستعدّ ليعيش وقتًا آخر
لا يزال يجهل الفلكيون إن كان هذا المستعر الأعظم الزومبي قد مات أخيرًا
نعتقد أننا رأينا الانفجار الأخير للمستعر الأعظم الزومبي
لكن للأمانة لسنا متأكدين بعد
ربما يخمد حاليًا لكن سيدهشنا العام القادم ويلمع مجددًا
لكن ليس هذا بالمستعر الأعظم الغامض الوحيد الذي حيّر العلماء
إليكم المستعر الأعظم إس إن-2014 سي
،المستعر الأعظم 2014 سي غريب تم تصنيفه في البداية أنه من النوع الأول
يستخدم الفلكيون النوع الأول والثاني لتمييز المستعر الأعظم إن كان يحتوي الهيدروجين أم لا
لو قمت بتحليل الضوء القادم من المستعر الأعظم لألوانه الأساسية بتحليل طيفه
لو تواجدت بصمة الهيدروجين في هذا الطيف فسيكون من النوع الثاني
ولو كان مفقودًا لكان من النوع الأول
عندما اكتُشف إس إن 2014-سي في البداية كان يفتقد الهيدروجين
لكن ظهر الهيدروجين لاحقًا فجأة
وأدركنا أنه من النوع الثاني
إنه مستعر أعظم متلوّن كالحرباء
تحوّل من النوع الأول الخالي من الهيدروجين إلى النوع الثاني المليء بالهيدروجين
كيف يتحوّل المستعر الأعظم من افتقاره للهيدروجين إلى امتلاكه
قام المستعر الأعظم الحرباء بإرباك العلماء حتى نظروا حوله بمقراب نجمي جديد للآشعة السينية
أظهر أن النجم قد طرح كميات ضخمة من الهيدروجين
لكن لم يحدث ذلك أثناء حدث المستعر الأعظم
بل حدث قبل ذلك بعقود
هذا النجم عملاق للغاية وغير مستقرّ
وخضع لحدثٍ انفجاري قبل قرن
ليس كبيرًا ليكون مستعرًا أعظم، لكنه طرح كافة الهيدروجين في ذلك النجم لذا كان من النوع الأول
ثمّ انفجر النجم مجددًا
لكن كان هذا الحدث ضخمًا
الغازات المنطرحة من المستعر الأعظم ارتطمت بالهيدروجين الذي طرحه النجم سابقًا قبل التفجّر
وعندما ارتطمت الغازات المنطرحة توهّج غاز الهيدروجين
ثمّ رأينا غاز الهيدروجين في الطيف وصار من النوع الثاني
كلما عرف العلماء عن المستعرات العظمى صارت أكثر تعقيدًا
يبدو أننا رأينا كافة أنواع المستعرات العظمى الممكنة
ورأينا منها الغريب للغاية
مثل الزومبي أو الحرباء
لكن لابدّ من وجود أخرى هنالك أكثر غرابة
ربما هناك مجموعة كاملة من المستعرات العظمى غير المكتشفة
مثيرة .. ومحيّرة .. ومميتة
وربما كانت تشكّل النظام الشمسي والأرض منذ بداية الزمان
موت النجم الضخم
إنه أكثر من مجرّد انفجار ملحمي
إنه يُطلق العنان لعاصفة من العناصر التي تُكوّن الكون من حولنا
هناك دورة جميلة من الحياة والموت في الكون
تولد نجومٌ وتعيش ثمّ تموت
وعندما تموت فإنها تُثري الكون بذرات ومواد كيميائية جديدة
والتي تستمرّ لتكوّن نجومًا وكواكب جديدة
الغبار المنقذف من الانفجار يُكوّن سحبًا بين نجمية مدهشة .. السدائم
حضانة النجوم
بما فيها نظامنا الشمسي
إحدى أكبر الدلائل لدينا أن المستعرات العظمى تُنتج بعض العناصر المشعّة النادرة
العناصر المشعّة التي لا نزال نراها مترسّخة في النظام الشمسي الآن
إنها منتشرة كملحٍ مشّع
تلك العناصر المشعّة الموجودة عبر كواكبنا لا تُنتجها سوى المستعرات العظمى
برهان على أن الأرض والنظام الشمسي قد تكوّنا من نجوم متفجّرة قبل 4.6 بليون عامًا
لكن ربما أثّرت المستعرات العظمى على الأرض في وقتٍ أحدث
لدينا دليل بوجود انفجار مستعر أعظم
الذي انهمر على الأرض قبل 2.5 مليون عامًا
وقام بترسيب حديد من نوع خاصّ
الحديد 60 هو عنصرٌ مشعّ تكوّن أثناء المستعر الأعظم
وُجد في متحجّرات منذ ذلك الوقت
كان منطمرًا في قشرة الأرض ذاتها، إننا نرى بعض الأدلة
،قبل مليونين ونصف المليون عام
تغيّرت الحياة على الأرض جذريًا
فقدت أفريقيا أغلب ،غاباتها إلى أراضي عشبية
،انقرضت العديد من النباتات والحيوانات
وظهرت أنواعٌ عديدة جديدة
لكن كيف بوسع المستعر الأعظم تغيير الحياة على الأرض بصورة جذرية دون تدميرها تمامًا؟
عندما انفجر المستعر الأعظم أطلق كميات هائلة من آشعة جاما
ولو كان هذا المستعر الأعظم قريبًا بما يكفي للأرض لقام بتأثير تدميري للغلاف الجوي
بعض كميات الطاقة المهولة في المستعر الأعظم
تغادر النجم في حزمة آشعة جاما
لو اتجهت تلك الآشعة صوب الأرض لتضرّرت طبقة الأوزون
قامت بالتأثير على طبقة الأوزون الذي أثّر على كمية الآشعة فوق البنفسجية التي ترتطم بالسطح
التي تثير الطفرات، ما يثير تكوين أشكال مختلفة من النباتات
،التي يمكنها قتل الطحالب في المحيطات هناك الكثير من التأثيرات المحتملة
الطفرات تسوق التطوّر في كافة نواحي الحياة، من الأبسط لأكثرها تعقيدًا
من المرجّح أن نتاج المستعر الأعظم القريب نسبيًا
أن أدّت الطفرات إلى القردة العليا ثم الإنسان العاقل
قام ذلك بالتأثير على تطوّر الحياة على الأرض، وعلى البشر بالأخصّ
هل تلك مصادفة أن يبدأ السلف البشري بالظهور قرابة ذلك الوقت؟
أم دبّت الحياة في البشرية بفِعل المستعر الأعظم؟
تبدو المستعرات العظمى مثالاً للموت العنيف
لكن كانت هناك خطوات عديدة في تكوين نظامنا الشمسي
وتكوينكم والتي لها صلة وثيقة بالمستعر الأعظم
قام بتكوين العناصر الكيميائية التي ربما ساقت تطوّرنا
لربما لم نتواجد إن لم تكن هنالك نجوم متفجّرة
من العناصر في حمضنا النووي إلى ..النظام الشمسي والعالم الذي نعيش به
قامت المستعرات العظمى بتكويننا
سبب دراستنا للفلك في الأساس هو إجابة السؤال، من نحن؟
من أين جئنا؟ وأين نتّجه؟
وبالمستعرات العظمى التي يدور ...كلّ شيء عنها في تلك القصة
فما أنتم سوى موت نجم بالمعنى الحرفي
تلك الانفجارات الملحمية تقوم بحلّ أكبر ألغاز وجودنا
صارت قصة المستعرات العظمى أكثر تشويقًا وتعقيدًا مع كلّ اكتشاف
كلما زادت معرفتنا اكتشفنا المزيد مما لا نفهمه عن ماهيتها
رغم ذلك يبدو الكون شيئًا بعيدًا لا يمكن الوصول إليه
لكن النجوم هي ما تنير الكون ولدينا بها ارتباطًا قويًا
هناك الكثير مما نحبّه حيال النجوم المتفجّرة
إنها ما تُنشئ عناصر الحياة
... من أقربها إلى أكبر نطاقاتها المتخيّلَة
المستعرات العظمى هى مفتاح كل ذلك
لذا شكرًا للمستعر الأعظم، تحياتي لك
لذا من فضلك ابقَ بعيدًا
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com