لأول مرة، قام فريق من علماء الفلك بالتصوير في الوقت الفعلي Real Time لنجم أحمر عملاق يصل إلى نهاية حياته، إذ بدأ النجم يهتز في خضم اقتراب لحظة موته قبل أن ينفجر أخيرًا على شكل مستعر أعظم Supernova!
وتتناقض ملاحظاتهم مع التفكير السابق في كيفية تصرف النجوم العملاقة الحمراء قبل أن تنفجر.
فقد وثق شاهد فريق من علماء الفلك هذه "الدراما الفلكية"، من خلال مرصدين في هاواي وهما مرصد Pan-STARRS في منطقة Haleakala في جزيرة "ماوي" Maui، ومرصد W.M Keck في منطقة Maunakea، جزيرة هاواي، كانت ملاحظاتهم جزءًا من المسح العابر لتجربة المستعر الأعظم للشباب Young Supernova Experiment (YSE)، حيث شاهدوا انفجار المستعر الأعظم، المسمى SN 2020tlf، خلال الأيام الـ 130 الأخيرة التي سبقت انفجاره.
وقد قدموا ورقة علمية تم نشرها في مجلة الفيزياء الفلكية The Astrophysical Journalوالمؤلف الرئيسي هو وين جاكوبسون غالان Wynn Jacobson-Galán، زميل أبحاث الخريجين في NSF في جامعة كاليفورنيا في بيركلي.
وقال جاكوبسون غالان في بيان صحفي: "هذا اختراق في فهمنا لما تفعله النجوم الضخمة قبل لحظات من موتها، فالكشف المباشر عن نشاط ما قبل المستعر الأعظم في نجم عملاق أحمر لم يتم رصده من قبل في مستعر أعظم عادي من النوع الثاني Type II supernova، فلأول مرة، شاهدنا نجم أحمر عملاق ينفجر! "
يعود تاريخ الاكتشاف إلى صيف عام 2020. في ذلك الوقت، شهد النجم السابق سطوعا كبيرًا في لمعانه. اكتشف Pan-STARRS هذا السطوع، وعندما جاء وقت الإنفجار، انفجر النجم باسم SN 2020tlf. المستعر الأعظم هو مستعر أعظم من النوع الثاني، حيث يتعرض النجم الهائل لانهيار سريع ثم ينفجر.
استخدم الفريق مطياف التصوير منخفض الدقة (LRIS) التابع لمرصد" كيك" Keck لالتقاط الطيف الأول للمستعر الأعظم، أظهرت بيانات LRIS وجود مادة نجمية حول النجم عندما انفجر. هذه المادة هي على الأرجح ما شاهده المرصد Pan-STARRS ما قام النجم بقذفه في الصيف قبل أن ينفجر.
قالت كبيرة المؤلفين رافاييلا مارغوتي Raffaella Margutti، الأستاذة في علم الفلك في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: "كان لمرصد كيك دورًا أساسيًا في تقديم دليل مباشر على تحول نجم ضخم إلى انفجار مستعر أعظم". "إنه مثل مشاهدة قنبلة موقوتة. لم نقم أبدًا بتأكيد مثل هذا النشاط العنيف في نجم عملاق أحمر محتضر حيث نراه ينتج مثل هذا الانبعاث المضيء، ثم ينهار ويشتعل، حتى الآن ".
بعد الانفجار، لجأ الفريق إلى أجهزة Keck الأخرى لمواصلة ملاحظاتهم. أظهرت البيانات المأخوذة من DEep Imaging and Multi Object Spectrograph (DEIMOS) والمطياف القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIRES) أن النجم السلف كان أكبر بعشر مرات من الشمس. ويقع النجم في مجرة NGC 5731 على بعد حوالي 120 مليون سنة ضوئية.
أدت ملاحظات الفريق إلى بعض الرؤى الجديدة عن المستعرات الأعظمية من النوع الثاني ونجوم أسلافها. قبل هذه الملاحظات، لم يشاهد أحد عملاق أحمر في مثل هذا الارتفاع في اللمعان وخضع لمثل هذه الانفجارات القوية قبل الانفجار. كانت النجوم أكثر هدوءًا في أيامه الأخيرة كما لو أنها قبلت مصيرها.
وتطرد النجوم الحمراء العملاقة المواد قبل انهيار النواة، لكن طرد المواد يحدث على نطاقات زمنية أطول بكثير من SN 2020tlf. أطلق هذا المستعر الأعظم مادة ذات نجمي (CSM) لمدة 130 يومًا قبل الانهيار، وهذا يجعله نوعًا من اللغز. وكان الوميض الساطع السابق لانفجار النجم مرتبط بطريقة أو بأخرى بـ CSM المقذوف، لكن فريق الباحثين ليس متأكدًا من كيفية تفاعلهم جميعًا.
التباين الكبير في النجم الذي أدى إلى الانهيار أمر محير. يشير الاندفاع القوي للضوء القادم من النجم قبل الانفجار إلى حدوث شيء غير معروف في بنيته الداخلية. مهما كانت هذه التغييرات، فإنها تؤدي إلى طرد كمية ضخمة من الغاز قبل أن ينهار النجم وينفجر.
تعني النتائج التي توصل إليها الفريق أن استطلاعات الرأي مثل استطلاع Young Supernova Experiment أصبح لديها الآن طريقة للعثور على المزيد من هذه الأحداث الفلكية في المستقبل. إذا وجد الاستطلاع أن المزيد من النجوم تقذف مواد مثل هذه، فإنهم يعلمون بالوقت المناسب لمتابعة مراقبتها لمعرفة ما إذا كانت ستنهار وتنفجر.
قال جاكوبسون غالان: "أنا متحمس للغاية لكل" المجهول "الجديد الذي تم الكشف عنه من خلال هذا الاكتشاف". "إن اكتشاف المزيد من الأحداث مثل SN 2020tlf سيؤثر بشكل كبير على كيفية تعريفنا للأشهر الأخيرة من التطور النجمي، وتوحيد المراقبين والمنظرين في السعي لحل لغز الكيفية التي تقضي بها النجوم الضخمة اللحظات الأخيرة من حياتها."
