هناك أماكن قليلة في الكون تتحدى الفهم. ويجب أن تكون المستعرات الأعظمية أكثر الأماكن تطرفًا يمكنك تخيلها. نحن نتحدث عن نجم يحتمل أن يكون عشرات أضعاف حجم وكتلة شمسنا التي تموت بعنف في فصيل من الثانية.
أسرع مني أن أقول كلمة مستعر أعظم ، ينهار نجم كامل على نفسه ، ويخلق ثقبًا أسود ، ويشكل العناصر الأكثر كثافة في الكون ، ثم ينفجر إلى الخارج بطاقة ملايين أو حتى مليارات النجوم.
ولكن ليس في جميع الحالات. في الواقع ، تأتي المستعرات الأعظمية بنكهات مختلفة ، تبدأ من أنواع مختلفة من النجوم ، وتنتهي بأنواع مختلفة من الانفجارات ، وتنتج أنواعًا مختلفة من البقايا.
هناك نوعان رئيسيان من المستعرات الأعظمية ، النوع الأول والنوع الثاني. أعلم أن هذا يبدو بديهيًا بعض الشيء ، ولكن لنبدأ بالنوع الثاني أولاً.
هذه هي المستعرات الأعظمية التي تنتج عندما تموت النجوم الضخمة. لقد قمنا بعرض كامل حول هذه العملية ، لذلك إذا كنت تريد مشاهدتها الآن ، يمكنك النقر هنا.
لكن إليكم النسخة الأقصر.
النجوم ، كما تعلمون ، تحول الهيدروجين إلى انصهار في جوهرها. يطلق هذا التفاعل طاقة على شكل فوتونات ، ويدفع هذا الضغط الخفيف ضد قوة الجاذبية التي تحاول جذب النجم إلى داخله.
شمسنا ليس لديها الكتلة لدعم تفاعلات الاندماج مع عناصر خارج الهيدروجين أو الهيليوم. لذا بمجرد استهلاك كل الهيليوم ، تتوقف تفاعلات الاندماج وتصبح الشمس قزمًا أبيض وتبدأ في التبريد.
ولكن إذا كان لديك نجم بكتلة تبلغ من 8 إلى 25 ضعف كتلة الشمس ، فيمكنه دمج عناصر أثقل في جوهرها. عندما ينفد الهيدروجين ، يتحول إلى الهيليوم ، ثم الكربون ، النيون ، إلخ ، وصولاً إلى الجدول الدوري للعناصر. ومع ذلك ، عندما يصل إلى الحديد ، فإن تفاعل الانصهار يأخذ طاقة أكثر مما ينتج.
تنهار الطبقات الخارجية للنجم للداخل في جزء من الثانية ، ثم تنفجر على أنها مستعر أعظم من النوع الثاني. لقد تركت مع نجم نيوتروني كثيف بشكل لا يصدق كبقايا.
ولكن إذا كان النجم الأصلي لديه أكثر من 25 ضعف كتلة الشمس ، يحدث نفس الانهيار الأساسي. لكن قوة المادة المتساقطة إلى الداخل تؤدي إلى انهيار القلب إلى ثقب أسود.
تنفجر النجوم الضخمة للغاية التي تزيد كتلتها عن 100 مرة من الشمس دون أن يترك أثرا. في الواقع ، بعد وقت قصير من الانفجار الكبير ، كانت هناك نجوم تحتوي على مئات ، وربما حتى آلاف المرات كتلة الشمس المصنوعة من الهيدروجين النقي والهليوم. كان هؤلاء الوحوش سيعيشون حياة قصيرة جدًا ، ويفجرون بكمية غير مفهومة من الطاقة.
هذه هي النوع الثاني. النوع الأول نادر قليلاً ، ويتم إنشاؤه عندما يكون لديك حالة نجم ثنائي غريبة للغاية.
أحد النجوم في الزوج هو قزم أبيض ، وهو بقايا نجم تسلسل رئيسي مثل شمسنا. يمكن أن يكون الرفيق أي نوع آخر من النجوم ، مثل عملاق أحمر ، أو نجم تسلسل رئيسي ، أو حتى قزم أبيض آخر.
ما يهم هو أنهم قريبون بما فيه الكفاية حتى يتمكن القزم الأبيض من سرقة المادة من شريكه ، وبناءها مثل بطانية خانقة من المتفجرات المحتملة. عندما تصل الكمية المسروقة إلى 1.4 مرة كتلة الشمس ، ينفجر القزم الأبيض على شكل مستعر أعظم ويتبخر تمامًا.
نظرًا لهذه النسبة 1.4 ، يستخدم الفلكيون المستعرات الأعظمية من النوع Ia كـ "شموع قياسية" لقياس المسافات في الكون. بما أنهم يعرفون مقدار الطاقة التي فجروها ، يمكن لعلماء الفلك حساب المسافة إلى الانفجار.
ربما تكون هناك أحداث أخرى أكثر ندرة يمكن أن تؤدي إلى حدوث المستعرات الأعظمية ، وأكثر من ذلك إلى حدوث انفجارات مفرطة وأشعة جاما. من المحتمل أن تتضمن هذه التصادمات بين النجوم والأقزام البيضاء وحتى النجوم النيوترونية.
كما سمعت على الأرجح ، يستخدم الفيزيائيون مسرعات الجسيمات لإنشاء عناصر أكثر ضخامة على الجدول الدوري. عناصر مثل ununseptium و ununtrium. يتطلب الأمر طاقة هائلة لإنشاء هذه العناصر في المقام الأول ، وتستمر فقط لجزء من الثانية.
ولكن في المستعرات الأعظمية ، سيتم إنشاء هذه العناصر ، والعديد من العناصر الأخرى. ونعلم أنه لا توجد عناصر ثابتة في الجدول الدوري لأنها ليست هنا اليوم. المستعر الأعظم هو أداة تحطيم مادة أفضل بكثير من أي مسرع للجسيمات يمكننا تخيله.
في المرة القادمة التي تسمع فيها قصة عن مستعر أعظم ، استمع جيدًا لنوع المستعر الأعظم الذي كان عليه: النوع الأول أو النوع الثاني. كم كتلة النجم؟ سيساعد ذلك خيالك في الالتفاف حول هذا الحدث المذهل.
