ممکن است اولین سوپراکیلونووا تا به‌حال در انفجار عجیب ستاره‌ای شناسایی شده باشد

یک تیم تحقیقاتی به رهبری کال‌تک به‌نظر می‌رسد نخستین سوپراکیلونووا را کشف کرده باشد؛ پدیده‌ای کیهانی که در آن ستاره‌ای دو بار به‌طرزی کاملاً متفاوت می‌ترکد.

تحلیل آن‌ها از مجموعه‌ای از مشاهداتی که با تشخیص موج گرانشی اوایل امسال آغاز شد، شاید شواهدی از اولین ابرنواختر شناخته‌شده که پس از آن کیلونووا رخ داده است، فراهم کند.

ابرنواخترها زمانی رخ می‌دهند که ستاره‌های چرخش‌سریع و بسیار بزرگ‌تر از خورشید، فروپاشی کرده و می‌ترکند؛ معمولاً یک ستاره نوترونی به‌جا می‌ماند.

کیلونوواها در عوض، از ادغام‌های فوق‌پرانی انرژی دو ستاره نوترونی به‌وجود می‌آیند؛ این دو ستاره اغلب به‌صورت یک سامانهٔ دوستاره‌ای شکل می‌گیرند. این رویدادهای قدرتمند موج‌های گرانشی را در فضا‑زمان ایجاد می‌کنند؛ موج‌هایی که همچون زنگی، ساختار کل کیهان را به‌صدا درمی‌آورند.

به همین دلیل، هنگامی که امواج گرانشی نظیر این‌ها توسط همکاری LIGO‑Virgo‑KAGRA در ۱۸ اوت ۲۰۲۵ شناسایی شد، ستاره‌شناسان به‌دنبال نشانه‌های یک برخورد فاجعه‌بار گشتند.

چند ساعت پس از آن، جامعهٔ نجومی آسمان‌ها را به‌دقت جست‌وجو کرد تا منبع دقیق آن را بیابد و شیئی جذاب و به‌سرعت محو‌شونده در فاصلهٔ ۱٫۳ میلیارد سال نوری شناسایی کرد.

به‌طرزی، این رخداد خاص – که اکنون با نام AT2025ulz شناخته می‌شود – شبیه تنها کیلونووا «به‌صراحت تأیید‌شده» دیگری بود که در سال ۲۰۱۷ کشف شد. این کیلونووا با نام GW170817، یک نقطه عطف بود که دانشمندان برای اولین بار مبدأ و منبع امواج گرانشی را شناسایی کردند.

همانند GW170817، جرقه‌های سوزانده‌شده در محل AT2025ulz با رنگ قرمز در اثر تشکیل عناصر سنگین همچون طلا درخشیدند؛ این نشان‌دهندهٔ وقوع یک برخورد پرانرژی بود. اما پس از چند روز، درخشندگی قرمز این جرقه‌ها محو شد و AT2025ulz دوباره برآمد، این‌بار هیدروژن در طیف آن ظاهر شد؛ ویژگی‌ای که معمولاً بیشتر به ابرنواختر نسبت داده می‌شود تا کیلونووا.

پس این چه بود؟ ابرنواختر یا کیلونووا؟ پژوهشگران بر این باورند که هر دو بود.

مطالعات پیشین فرض کرده‌اند که ابرنواخترها – به‌ندرت – می‌توانند دو ستاره نوترونی را از دیسک سریع‌چرخانِ آشغال‌های خود آزاد کنند، نه فقط یکی. اگر این دو بلافاصله به‌هم برخورد و ترکیب شوند، ممکن است سیگنال موج گرانشی یک کیلونووا را تولید کنند.

به‌طور معمول، این ادغام‌ها در فضاهای باز رخ می‌دهند که امکان مشاهدهٔ واضح‌تری از تابش‌هایشان را فراهم می‌کند.

براين متزگر، ستاره‌شناس دانشگاه کلمبیا و یکی از هم‌نویسندگان این مطالعه، از طریق ایمیل به ScienceAlert توضیح داد که این بار ادغام «درون ستارهٔ منفجرشده» رخ داده است؛ بنابراین هر سیگنال کیلونووا توسط جرم بسیار بزرگ‌تری که از ستارهٔ منفجرشده پرت شد، مسدود می‌شود.

به همان اندازه، دو جسمی که به‌هم برخوردند و کیلونووا را تولید کردند، شامل یک جسم شگفت‌انگیزاً کوچک بودند؛ «حداقل یکی از اجسام برخوردی کمتر از جرم یک ستاره نوترونی معمولی است»، می‌گوید دیوید ریتز، فیزیک‌دان لیزری در LIGO و یکی از هم‌نویسندگان این پژوهش.

خودی این یک کشف نادر است، چرا که مکانیزم‌های تشکیل چنین ستاره‌های نوترونی زیرستاره‌ای (که هنوز کشف نشده‌اند) همچنان «چالشی بزرگ برای تکامل ستارگان» محسوب می‌شوند.

ستاره‌های نوترونی پیش‌بینی می‌شود که محدودهٔ جرمی بین ۲٫۲ تا حدوداً سه جرم خورشیدی داشته باشند، گرچه به‌صورت نظری می‌توانند تا ۰٫۱ جرم خورشیدی نیز کاهش یابند.

از نظر نظری، دو روش برای تولید ستاره‌های نوترونی زیرستاره‌ای از یک ابرنواختر وجود دارد: یا از طریق تجزیه، به این صورت که یک ستارهٔ جرم‌دار و چرخان سریع، به‌عنوان ابرنواختر منفجر شود و به‌جای یک ستاره نوترونی، به دو ستاره نوترونی شکافدهد؛ یا با فرآیندی به نام شکست‌خوردگی (fragmentation).

در این سناریوی دوم، ستارهٔ جرم‌دار و چرخان سریع (حداقل ۲۰ جرم خورشیدی) فروپاشی می‌کند و یک دیسک گازی بزرگ و چرخان به وزن چندین جرم خورشیدی تشکیل می‌دهد.

چند ثانیه پس از شکل‌گیری، دیسک تحت نیروی جاذبهٔ خود به «یک دستهٔ از توده‌های کوچک» می‌شکند که خود به سرعت در عرض چند ثانیه به ستاره‌های نوترونی کم‌جرم تبدیل می‌شوند، به‌نقول متزگر.

متزگر به ScienceAlert گفت که این فرایند شبیه به شکل‌گیری سیاره‌ها در دیسک‌های اطراف ستاره‌های اولیه (پروستارها) است.

به‌هر شکل، این نتیجهٔ همچنان نامشخص یادآور این است که کیهان همواره با اسرار بی‌پایان خود ما را شگفت‌زده و سرگردان می‌کند. همچنین نشان می‌دهد که چنین پدیده‌های جذابی می‌توانند تفسیرهای متعددی در داده‌ها پنهان داشته باشند.

پژوهش‌های بیشتری برای تأیید سوپراکیلونووا و رویدادهای مشابه لازم است.

«رویدادهای کیلونووا آینده ممکن است شبیه GW170817 نباشند و به‌عنوان ابرنواخترها اشتباه گرفته شوند»، مانی کسلیوال، ستاره‌شناس کال‌تک و نویسندهٔ اصلی این مطالعه، نتیجه‌گیری می‌کند.

این پژوهش در نامه‌های مجله اخترشناسی منتشر شده است.