انفجار دوگانه کیهانی منجر به تولد «سوپرکیلونوا» بیسابقه شد
در یک رخداد عجیب، یک ابرنواختی دو ستاره نوترونی تازهمتولد به وجود آورد که بههم پیوستند و یک کیلونوا قدرتمند ساختند.
وقتی ستارگان عظیم میمیرند، در انفجارهای آتشین به نام ابرنواختیها به پایان میرسانند. در موارد نادرتر، دو ستاره تقریباً مرده بههم برخورد میکنند و کیلونواهای کمنورتر اما به همان شدت میسازند. در موارد حتی نادرتر، ابرنواختیها و کیلونواها در یک سوپرکیلونوا همپوشانی مییابند — حداقل در حال حاضر این بهترین تبیین ممکن است.
در مقالهای تازه برای The Astrophysical Journal Letters، ستارهشناسان به رهبری مؤسسه فناوری کالیفرنیا توصیف میکنند که یک انفجار ستارهای عجیب احتمالاً ترکیبی از ابرنواختی و کیلونوا است. بهدقت، یک ابرنواختی دو ستاره نوترونی — هستههای متراکم و تقریباً مردهٔ ستارگان — بهوجود آورد که سپس ترکیب شد و یک کیلونوا ساختند.
اگر تأیید شود، سیگنال نامگذاریشده AT2025ulz دومین کیلونوا در تاریخ شناساییشده را نمایش میدهد و نخستین موردی است که به این شکل پیچیده بهوجود آمده است.
از انفجارها تا امواج
وقتی ستارگان در پایان عمر خود میسوزند، این انفجارها به جهان عناصر سنگینتری نظیر کربن و آهن میافکند. در مقابل، کیلونواها عناصری حتی سنگینتر همچون طلا و اورانیوم آزاد میکنند که سپس به پایههای اساسی برای شکلگیری ستارگان بیشتر و سیارات سنگینتر تبدیل میشوند.
چنین رویدادهای فاجعهبار موجهایی در فضا‑زمان به نام امواج گرانشی ایجاد میکنند که ابزارهایی همانند LIGO بر روی زمین این امواج را دریافت میکنند. انسانها تا کنون فقط یک بار کیلونوا را در سال ۲۰۱۷، با استفاده از LIGO، مستند کردهاند. بنابراین ستارهشناسان وقتی در آگوست امسال، همان مرکز هشدار داد و به جامعه اعلام کرد که سیگنالی شبیه به آن تشخیص تاریخی به نظر میرسد، بسیار خوشحال شدند.
تقریباً فوراً، دوربین دیگری از نظرسنجی نورهای سرخ بهسرعت کمرنگشده را تأیید کرد —نشانهای از تولید عناصر سنگین توسط کیلونواها— که از همان مکان منبع میآمد. چند روز پس از آن، منبع دوباره بهدرخشش پرداخت، اما اینبار به رنگ آبی، شبیه به یک ابرنواختی.
کارآگاهان ستارهای
«در ابتدا، حدود سه روز، این انفجار دقیقاً شبیه به اولین کیلونوا در سال ۲۰۱۷ بهنظر میآمد»، مانسی کاسلیوال، نویسندهٔ اصلی مطالعه و رفتهشناس در Caltech، گفت. «همه به شدت سعی میکردند آن را مشاهده و تجزیه و تحلیل کنند، اما سپس بهنظر آمد که شبیه یک ابرنواختی است و برخی ستارهشناسان علاقهٔ خود را از دست دادند. ما نه.»
برای کاسلیوال، سؤالات بیپاسخ درباره AT2025ulz بیش از حد زیاد بود تا بتوان گفت که این یک ابرنواختی است. ابتدا، این سیگنال شبیه به یک ابرنواختی متوسط نبود — یا حتی شبیه به کیلونوا مشاهدهشده در ۲۰۱۷. بهعلاوه، دادههای امواج گرانشی به ترکیب دو جسم اشاره داشت که حداقل یکی از آنها بهطور غیرعادی سبک بود.
«هیچ ستاره نوترونی تا به حال با جرمی کمتر از جرم خورشید مشاهده نشده بود و این بهنظر میرسید که بهصورت نظری غیرممکن است»، برایان متزگر، همنویسندهٔ مطالعه و فیزیکدان نظری در دانشگاه کلمبیا، گفت. اما این همانچیزی بود که LIGO کشف کرد: یک ستاره نوترونی زیرخورشیدی که در یک ادغام انفجاری شرکت داشت.
تحقیقی ناتمام
از دیدگاه نظری، بهترین تبیین برای ستارگان نوترونی سبک وزن این است که محصول یک ستارهٔ عظیم با چرخش سریع باشد که در جریان ابرنواختی به دو بخش تقسیم میشود، متزگر گفت. اما هرجومرج کلی در سراسر این فرایند، علاوه بر این، ستارگان نوترونی نوپا را بهسوی یک مارپیچ مرگبار میکشاند که با یک کیلونوا به پایان میرسد، او افزود.
با این حال، این تبیین که اگرچه «جذاب» است، باید بیشتر آزمون شود، پژوهشگران اذعان کردند. بههر حال، AT2025ulz—اگر یک کیلونوا باشد—فقط دومین کیلونوا شناساییشده تا بهحال است.
«رویدادهای آیندهٔ کیلونوا ممکن است شبیه GW170817 نباشند و ممکن است بهعنوان ابرنواختیها اشتباه شوند»، کاسلیوال گفت. «ما با قطعیت نمیدانیم که سوپرکیلونوا پیدا کردهایم، اما این رخداد به هر حال چشمنواز است.»