کشف ابرنواختر نوع دوم در زمان کودکی جهان

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از فیز، این ابرنواختر که SN ۲۰۲۳aeaf نام دارد در چنان فاصله دوری رصد شده که نور برای رسیدن به آن۱۱.۷میلیارد سال در سفر بوده است.

انفجار ستاره‌ها به شکل ابرنواختر را می توان به عنوان نشانه‌هایی برای ردیابی فرایند تشکیل ستاره و پیامدهای فیزیکی این رویدادها بر ابرهای گازی اطراف در نظر داشت. این انفجارها محیط را تغییر شکل می‌دهند و زمینه را برای نسل آینده ستاره‌هایی که تشکیل می‌شوند، فراهم می‌کنند.

نرخ وقوع این موارد به طور مستقیم درباره تشکیل ستارگان در سرار تاریخچه کیهان به اخترشناسان اطلاعاتی می‌دهد.

اما تقریبا هرآنچه اخترشناسان درباره این انفجارها می‌دانند در واقع از رفتار محیط آن‌ها به دست آمده است. از آنجا که جهان اولیه سطح فلز بسیار اندکی داشت، یک سوال واقعی درباره اینکه آیا انفجارهای مذکور در سال‌های اولیه تشکیل جهان رفتار متفاوتی داشتند یا خیر، به وجود می‌آورد. آزمایش این موارد نیازمند یافتن و مطالعه کردن ابرنواخترهای دوردست است که بسیار کمتر هستند و بنابراین به سختی می توان آن را ردیابی کرد.

اکنون با اتکا به حساسیت خارق العاده تلسکوپ فضایی جیمز وب و از طریق پیمایش‌های تصویربرداری عمیق مانند JADES و COSMOS-Web نمونه‌های ثبت شده این نوع انفجارها افزایش یافته است. اخترشناسان در پژوهش پیش رو از کشف یکی از این ابرنواخترها، با نام SN ۲۰۲۳aeaf، در پیمایش COSMOS-Web خبر می‌دهند.

تحلیل طیف‌سنجی، انتقال‌به‌سرخ آن را با مقدار z = ۳.۱۹۵ تأیید کرده است. چنین مقداری نشان می‌دهد این انفجار در زمانی رخ داده که سن جهان تنها حدود ۲ میلیارد سال بوده است.

والری آپاریسیو از انستیتو نجوم دانشگاه هاوایی و همکارانش در این تحقیق انفجار مذکور را تحلیل کردند تا دسته ای که در آن جای می‌گیرد و ویژگی‌های کهکشان میزبان آن را تعیین کنند. آن‌ها با مقایسه دقیق الگوهای درخشندگی در گذر زمان به نام «منحنی نور» و تکامل رنگ با استفاده از جمعیت شبیه سازی شده ابرنواخترها، جسم آسمانی مورد نظر را یک ابرنواختر نوع ۲ شناسایی کردند. این نوع انفجار زمانی رخ می‌دهد که ستاره عظیم سوخت هسته ای خود را مصرف می‌کند و هسته آهنی آن تحت فشار گرانش خودش نابود می‌شود. این طیف با خطوط نیتروژن مشخص می‌شود زیرا ستاره هنگام مرگ همچنان پوشش بیرونی غنی از هیدروژن خود را حفظ کرده است. این گروه پژوهشی دریافت که احتمال صحت این طبقه‌بندی ۹۷.۲ درصد است.

آن‌ها همچنین طیف کهکشان میزبان ابرنواختر را بررسی کردند و متوجه شدند که یک کهکشان کوتوله جوان است که به طور فعال ستاره در آن تشکیل می‌شود و نسبت عناصر سنگین آن پایین است.

محققان با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌سازی تخصصی به نام STELLA، انفجار را مدل‌سازی کردند و دریافتند در اوایل، ابرنواختر به طور غیرمعمولی داغ و آبی بود. این امر را می‌توان به بهترین وجه با برخورد موج انفجار آن به پوسته فشرده‌ای از گاز که ستاره کمی قبل از مرگش از خود ساطع کرده بود، توضیح داد.

آن‌ها معتقدند هرچند داده‌ها محدود هستند، اما بیشترین تطابق را با یک ستاره پیش‌ساز دارند که تقریبا ۱۲ برابر جرم خورشید است و توسط حدود نصف جرم خورشید از مواد پیرامون ستاره احاطه شده است. از آنجا که آن‌ها تنها چند مشاهده در طول زمان داشتند، محققان نتوانستند خواص دقیق ستاره در حال انفجار را با دقت زیادی مشخص کنند. این کشف به نمونه کوچک اما رو به رشد ابرنواخترهایی که فراتر از انتقال به سرخ ۳ یافت شده‌اند، افزوده می‌شود.