برای اولین بار، ستارهشناسان موفق به شناسایی یک سیستم دوتایی ستارهای شدهاند که هر دو ستاره آن در انفجارهای ابرنواختری غولپیکر جان باختهاند. این پدیده که تا پیش از این هرگز مشاهده نشده بود، سرنخهای جدیدی درباره چرخه تکامل و مرگ ستارگان عظیم در کهکشان راه شیری به دست میدهد.
بیش از نیمی از ستارگان کهکشان، برخلاف خورشید منفرد ما، در سیستمهای چندگانه قرار دارند و به دور یکدیگر میچرخند. ملیتیادیس میخائیلیدیس، پژوهشگر پسادکتری دانشگاه استنفورد و نویسنده ارشد این مطالعه، به Space.com توضیح میدهد که در میان ستارگان با جرم بسیار بالا، این درصد حتی به مراتب بیشتر است.
وقتی چنین ستارانی تمام سوخت هستهای خود را میسوزانند، با انفجارهای درخششی به نام ابرواختر به پایان مسیر خود میرسند. این رویدادها میتوانند برای مدت کوتاهی از تمام ستارگان یک کهکشان درخشانتر باشند و ابرهای داغی از بقایا را بر جای بگذارند که به عنوان بقایای ابرنواختر شناخته میشوند. تا به امروز، حدود 300 مورد از این بقایا در کهکشان ما شناسایی شده است.
چرا جفتهای ابرنواختری تاکنون پنهان مانده بودند؟
با وجود فراوانی ستارگان عظیم در سیستمهای دوتایی، انتظار میرفت جفتهای زیادی از آنها به صورت ابرنواختر منفجر شوند، اما این پدیده تا به حال ثبت نشده بود. دو عامل اصلی این پنهانشدگی را توجیه میکند:
- نزدیکی بیش از حد: اگر ستارگان در زمان انفجار بسیار به هم نزدیک باشند، بقایای حاصل شبیه به انفجار یک ستاره واحد به نظر میرسد.
- دفع شدن همدم: انفجار نخستین ستاره ممکن است همدم خود را با قدرت زیادی دور کند و نشانههای زندگی مشترک آنها را از بین ببرد.
سحابی عروس دریایی و همسایه پنهانش
تیم پژوهشی به سراغ بقایای ابرنواختری به نام IC 443 رفت که در فاصله 6000 سال نوری از زمین در صورت فلکی جوزا قرار دارد. این سحابی به دلیل شباهت ظاهریش با عروس دریایی، با نام سحابی عروس دریایی نیز شناخته میشود.
IC 443 یکی از پر مطالعهترین بقایای ابرنواختر در کهکشان است. امواج شوک حاصل از این انفجار با ابرهای گاز و غبار پیرامون برخورد کرده و پوستههای حبابی هممرکزی ایجاد کردهاند؛ دقیقاً مانند قطرهای که روی سطح دریاچه میافتد و امواج دایرهوار میسازد. این ساختار به شدت از محیط اطراف خود ایزوله است و سادهسازی تحلیل انتشارهای نورانی آن را ممکن میسازد.
پژوهشگران متوجه همسایهای بسیار کمنور و مدتها پنهان در کنار IC 443 شدند که با نام G189.6+3.3 شناسایی میشود. این بقایا ابتدا در سال 1994 توسط ماهواره آلمانی ROSAT از طریق انتشارهای ضعیف اشعه ایکس کشف شد و بعدها رصدخانه فضایی روسی-آلمانی Spektrum Roentgen Gamma (SRG) ساختارهای صدفیمانندی را در آن آشکار کرد که ماهیت ابرنواختری آن را تایید میکرد.
تحلیل دادهها و کشف ارتباط تاریخی
دانشمندان برای درک بهتر این پدیده، دادههای بیش از 16 ساله تلسکوپ فضایی پرتو گاما فرمی ناسا را به همراه اندازهگیریهای رادیویی، نوری و اشعه ایکس پیشین را مورد بررسی قرار دادند. نتیجه جالب توجه بود: هر دو ساختار IC 443 و G189.6+3.3 در حال برخورد با یک ابر میانستارهای مشترک از هیدروژن بودند. این امر ثابت میکند که آنها در فضا به یکدیگر نزدیک هستند و مراکز انفجارهایشان تنها 30 تا 50 سال نوری از یکدیگر فاصله دارد.
میخائیلیدیس در این باره میگوید: «احتمال اینکه به صورت تصادفی با دو بقایای ابرنواختر نامرتبط در این فاصله از هم مواجه شویم، حدود یک در هزار است. این نشان میدهد که ما با اولین جفت ابرنواختر حاصل از یک سیستم دوتایی روبهرو هستیم.»
سن و جرم ستارگان اولیه
تخمینها نشان میدهد که G189.6+3.3 از IC 443 قدیمیتر است. ستاره مادر G189.6+3.3 بین 20,000 تا 110,000 سال پیش منفجر شده، در حالی که IC 443 حدود 8,000 تا 9,000 سال پیش شکل گرفته است. جرم هر یک از ستارگان اولیه نیز بیش از 20 برابر جرم خورشید تخمین زده میشود.
افقهای جدید در درک تکامل ستارگان
این کشف میتواند به عنوان پنجرهای به سوی درک بهتر چگونگی تکامل، تعامل و مرگ ستارگان دوتایی عظیم عمل کند. تحلیلهای آتی بر روی این دو ساختار میتواند نشان دهد که انفجار ستاره نخستین چقدر انرژی و شتاب به ستاره همدم خود در لحظه مرگ منتقل کرده است. نتیجه این پژوهش در 21 ژوئیه در مجله Nature Communications به چاپ رسیده است و مسیر جدیدی را برای رصد پویایی خشنترین رویدادهای کیهانی هموار میسازد.
