عندما تموت النجوم ، فإنها لا تموت بهدوء ولكنها تفضل الخروج بضجة! يُعرف هذا باسم المستعر الأعظم ، والذي يحدث عندما ينفق النجم كل وقوده ويخضع لانهيار الجاذبية. في هذه العملية ، سوف تنفجر الطبقات الخارجية للنجم في انفجار هائل مرئي من بلايين السنين الضوئية. لعقود ، كانت ناسا تراقب المجرات خارج درب التبانة واكتشفت العديد من المستعرات العظمى.
على سبيل المثال ، على مدى السنوات ال 20 الماضية ، تلسكوب هابل الفضائي تم رصد المجرة NGC 5468 - مجرة حلزونية متوسطة تقع على بعد حوالي 130 مليون سنة ضوئية من الأرض في كوكبة العذراء. في ذلك الوقت ، شهدت هذه المجرة 5 مستعرات أعظم ، وبفضل اتجاهها (متعامد مع مصلحتنا) ، تمكن الفلكيون من دراسة هذه المجرة والمستعرات الأعظمية بتفاصيل مجيدة.
في بعض الحالات ، تعاني النجوم من مستعر أعظم بالقرب من نهاية عمرها بمجرد أن تستهلك كل وقود الهيدروجين والهيليوم - المعروف باسم المستعر الأعظم من النوع الثاني. اعتمادًا على كتلة النجم ، فإنه إما يترك وراءه بقايا تعرف باسم النجم النيوتروني أو ثقب أسود. ومع ذلك ، وجد علماء الفلك أنه في معظم الحالات ، ستصبح النجوم سوبرنوفا نتيجة لمصاحبة ثنائية "شفط" منها.
سيحدث هذا السيناريو ، المعروف باسم المستعر الأعظم من النوع الأول ، عندما يكون أحد الزوجين الثنائيين قد أصبح بالفعل مستعرًا أعظميًا ويصبح نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود. بينما يخرج النجم المرافق من تسلسله الرئيسي ويتوسع ليصبح عملاقًا أحمر ، ستبدأ قوة الجاذبية لرفيق القزم الأبيض / الثقب الأسود في سحب المواد من سطح العملاق الأحمر وسحبها إلى قرص يتراكم عليها ببطء.
بمرور الوقت ، ستفقد نجمة Red Giant كتلة أكبر من رفيقها أكثر مما يمكنها دعمه ، مما يتسبب في اندماج نووي هارب في قلبها والذي سيبدأ عملية السوبرنوفا. في كلتا الحالتين ، سينتج عن الانفجار جسم شديد السطوع يتألق مؤقتًا بنفس السطوع مثل المجرة بأكملها التي تستضيفه.
في حالة NGC 5468 ، تمت ملاحظة كلا النوعين من المستعرات الأعظمية خلال العشرين عامًا الماضية - والتي تشمل SN 1999cp و SN 2002cr و SN2002ed و SN2005P و SN2018dfg. بفضل اتجاه المجرة بالنسبة إلينا ، تمكن الفلكيون من اكتشاف كل من الأجسام الساطعة التي نتجت عن هذه المستعرات الأعظمية الخمسة في اللحظة التي أصبحت فيها مرئية.
تثير ملاحظة المستعرات الأعظمية في مجرة أخرى سؤالًا مهمًا. كم مرة تتجه النجوم إلى المستعر الأعظم في مجرة درب التبانة ، وما الذي يساهم في المعدل الذي تتحول فيه نجوم المجرة إلى مستعر أعظم؟ يكفي القول أن درب التبانة لا تعاني من الكثير من المستعرات الأعظمية ، على الأقل ليست تلك التي تمكن علماء الفلك من ملاحظتها. في الواقع ، كانت آخر مرة شهد فيها أي شخص مستعر أعظم في السماء قبل أكثر من 400 عام!
أحد الأشخاص الذين شهدوا على هذا الحدث كان الفلكي الشهير يوهان كيبلر. في 9 أكتوبر 1604 ، رصد الجسم المشرق في السماء من مرصده في براغ وراقب بلا كلل حتى تلاشى بعد عامين. تم تسجيل ملاحظاته في أطروحة بعنوان دي ستيلا نوفا في Pede Serpentarii (“النجم الجديد في سفح معالج الثعبان") الذي صدر عام 1606.
يُعرف بعد ذلك باسم Supernova من Kepler (أو Kepler’s Star) ، وسيستمر ظهور هذا الكائن الساطع لتعزيز الحالة التي قدمها Galileo لنموذج مركزية الشمس. ومع ذلك ، فإنه يقف بمفرده باعتباره أحدث مثال على السوبرنوفا التي لوحظت في مجرتنا. منذ ذلك الحين ، حدثت مستعر أعظم واحد فقط بالقرب من المنزل ، والذي حدث في عام 1987.
كان هذا الحدث ، المعروف باسم SN 1987A ، من المستعر الأعظم من النوع الثاني الذي حدث في سحابة Magellanic الكبيرة ، وتقع المجرة القزمة على بعد 168000 سنة ضوئية من الأرض. جزء من المشكلة له علاقة بالمنظور. قد يحصل المرء على انطباع بأن مراقبة المستعرات الأعظمية في مجرتنا سيكون أسهل من اكتشافها في المجرات البعيدة ، لكنها ستكون خاطئة.
إن رصد المستعر الأعظم في مجرتنا هو أكثر صعوبة لنفس السبب الدقيق الذي يواجهه علماء الفلك في صعوبة قياس الحجم والكثافة الحقيقية لدرب التبانة. باختصار ، كانوا بداخله! نظرًا لأننا محاصرون في قرص درب التبانة ، فمن الصعب على الفلكيين رؤية العديد من النجوم التي تسمى أيضًا قرص المجرة.
تميل تلك النجوم الأكثر سطوعًا والأقرب إلى النظام الشمسي إلى حجب النجوم الباهتة والأبعد. كما يمنعنا الانتفاخ الموجود في مركز درب التبانة من رؤية ما يوجد على الجانب الآخر من المجرة تمامًا. لذلك ، من الصعب جدًا الحصول على تقييم دقيق لمجرتنا وما يحدث فيها.
لحسن الحظ ، في عام 2006 ، استخدم فريق دولي بقيادة معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج الأرض بيانات من القمر الصناعي المتكامل لوكالة الفضاء الأوروبية لحساب عدد مرات حدوث المستعرات الأعظمية. بناءً على تحليلهم ، قرروا أن نجمًا ضخمًا ينفجر مرة واحدة كل 50 عامًا في درب التبانة في المتوسط.
وبعبارة أخرى ، تختبر NGC 5468 في 20 عامًا ما تستغرقه درب التبانة 250 عامًا لتجربة (يُعرف أيضًا بعامل اثني عشر ونصف). لا يسع المرء إلا أن يشعر بتواضع من هذه الحقيقة. لحسن الحظ ، لدى العلماء فكرة جيدة عن وقت حدوث المستعر الأعظم القادم في مجرتنا - نظام النجوم الثلاثية الواقعة على بعد 8000 سنة ضوئية من الأرض.
تم تسمية هذا النظام النجمي رسميًا 2XMM J160050.7-514245 ولكن أطلق عليه علماء الفلك "Apep" (بعد إله الثعبان المصري). لأن هذا النظام هو مثال على نجم Wolf-Rayet سريع الدوران - يتألف من نجم كبير مع رفيقين ، محاطًا بمروحة ضخمة من الغبار - من المتوقع أن ينتج انفجار غاما-راي طويل الأمد (GRB) عندما يخضع لانهيار الجاذبية.
عندما يتحول النظام النجمي إلى مستعر أعظم في بضع مئات الآلاف من السنين ، ستكون مناسبة مهمة لسببين. لن يكون أول GBR في مجرتنا يلاحظه علماء الفلك فحسب ، بل سيكون مرئيًا أيضًا بما يكفي حتى يتمكن الفلكيون من دراسته. دعونا نأمل فقط أن تكون البشرية أو بعض فروعها موجودة بحلول ذلك الوقت لتقديرها.
كما هو الحال دائمًا ، تخبرنا ملاحظات المجرات الأخرى في الكون عن المجرة التي نسكنها. حتى يأتي اليوم الذي يمكننا فيه الخروج من مجرتنا وإلقاء نظرة عليها ، سنضطر إلى الشعور بمحيطنا بشكل أفضل بهذه الطريقة.
