این جمله کلید فهم پژوهشی تازه است که یکی از شگفتانگیزترین انفجارهای کیهانی سال ۲۰۲۴ را بررسی کرده و اکنون درک ما از مرگ ستارگان عظیم و انرژی حاصل از آن را زیر سؤال برده است.
ابرنواختری که در مرکز این پژوهش قرار دارد، با نام SN 2024bch شناخته میشود. این رویداد حدود ۶۵ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد و نخستینبار در فوریه ۲۰۲۴ مشاهده شد. این پدیده از نوع ابرنواختر نوع دوم (Type II) است — یعنی همان انفجارهایی که در پایان عمر ستارگان بسیار پرجرم رخ میدهند، زمانی که همجوشی هستهای در هستهی آهنی آنها متوقف میشود و هسته بر اثر گرانش فرو میپاشد. این فروپاشی موجهای شوک عظیمی ایجاد میکند که به لایههای بیرونی ستاره برخورد کرده و آنها را با نیرویی عظیم به فضا پرتاب میکند.
تا پیش از این، دانشمندان تصور میکردند که زمانی که مواد پرتابشده از ستارهی در حال مرگ با گاز متراکم اطراف آن — که به آن محیط میانستارهای نزدیک یا محیط پیرامونستارهای (circumstellar medium) گفته میشود — برخورد میکند، در طیف نوری این انفجار خطوط باریکی از تابش ظاهر میشود. این خطوط باریک نشانهای از «برهمکنش خشن» میان گاز پرتابشده و محیط اطراف ستاره تلقی میشد.
اما SN 2024bch رفتار متفاوتی از خود نشان داد؛ این ابرنواختر بهنوعی «ضد اجتماعی» بود! یعنی مواد پرتابشده از آن ظاهراً با هیچ پوستهی گازی اطراف خود برخورد نکردهاند، بااینحال خطوط باریک تابشی همچنان در طیف آن مشاهده میشود. این یافتهها دانشمندان را شگفتزده کرد، زیرا برهمکنش با گاز محیطی همیشه عامل اصلی شکلگیری چنین خطوطی در نظر گرفته میشد.
تیمی از مؤسسهی ملی اخترفیزیک ایتالیا (INAF) این پدیده را طی ۱۴۰ روز با استفاده از چندین تلسکوپ زمینی و فضاپیمای Swift زیر نظر گرفت. آنها خطوط باریک تابشی را در دادههای طیفی SN 2024bch شناسایی کردند، اما برخلاف انتظار، انرژی منتشرشده از این ابرنواختر ناشی از برخورد مواد پرتابشده با گاز متراکم نبود. پژوهشگران INAF توضیحی تازه ارائه کردند: پدیدهای به نام فلورسانس بووِن (Bowen Fluorescence).
به گفتهی «لئوناردو تارتالیا»، سرپرست تیم پژوهش:
«ما از زاویهای غیرسنتی و بدون پیشداوری به دادهها نگاه کردیم. برای نخستین بار در چنین نوعی از رویدادهای گذرا (transients)، نشان دادیم که مکانیسم اصلی، فلورسانس بووِن است — پدیدهای که از نیمهی نخست قرن بیستم شناخته شده بود اما هرگز در مطالعهی این نوع ابرنواخترها در نظر گرفته نشده بود. سناریوی ما همهی مراحل تکاملی ابرنواختر را با دقتی بالا توصیف میکند.»
فلورسانس بووِن نوعی “پژواک نوری” است — نه پژواک صدا، بلکه پژواک نور با انرژی بالا. در این فرآیند، نور فرابنفش شدید منتشرشده از ابرنواختر، اتمهای هلیوم موجود در اطراف ستارهی در حال مرگ را برانگیخته میکند. این اتمهای برانگیخته سپس انرژی خود را به عناصر دیگر مانند اکسیژن و نیتروژن منتقل میکنند. این تبادل انرژی باعث شکلگیری همان خطوط باریک طیفی میشود که پژوهشگران در دادهها مشاهده کردهاند.
این کشف به این معناست که مدلهای کنونی ابرنواخترهای نوع دوم ممکن است نیاز به بازنگری داشته باشند. تا امروز تصور میشد که چنین انفجارهایی میتوانند منبعی برای تولید نوترینوها باشند — ذراتی تقریباً بدون جرم و بدون بار که با سرعتی نزدیک به نور در سراسر کیهان حرکت میکنند. اما اگر مکانیزم اصلی تابش در برخی از این ابرنواخترها برهمکنش فیزیکی نباشد، بلکه فلورسانس نوری باشد، آنگاه آنها احتمالاً نوترینوهای پرانرژی تولید نمیکنند.
این یافته تأثیری مستقیم بر حوزهای نوین از اخترفیزیک دارد به نام اخترشناسی چندپیامرسان (multimessenger astronomy)، رویکردی که پدیدههای کیهانی را همزمان از دید پرتوهای الکترومغناطیسی (نور)، امواج گرانشی و ذراتی مانند نوترینو بررسی میکند.
تارتالیا در ادامه توضیح داد:
«مطالعهی ما نشان میدهد که در دستکم بخشی از این رویدادهای گذرا، برهمکنش عامل اصلی تابشها نیست. این موضوع پیامدهای مهمی برای اخترشناسی چندپیامرسان دارد. در واقع، SN 2024bch هیچ نشانهای از برهمکنش نشان نمیدهد و بنابراین شرایط فیزیکی لازم برای گسیل نوترینوهای پرانرژی را ندارد.»
به بیان سادهتر، این ابرنواختر برخلاف انتظار ما “آرامتر” از آن است که نوترینوهای پرانرژی بسازد. در نتیجه، شاید بسیاری از منابعی که اخترفیزیکدانان تصور میکردند منبع احتمالی این ذرات باشند، در واقع این ویژگی را نداشته باشند.
این مطالعه همچنین نشان داد که اگرچه SN 2024bch در ظاهر شبیه سایر ابرنواخترهای نوع دوم است، اما مکانیزم نوری آن متفاوت بوده و انرژیاش از راهی غیر از برهمکنش مستقیم با محیط تولید شده است. این یعنی درک ما از چگونگی درخشش، سرد شدن و تغییرات زمانی ابرنواخترها باید بازنگری شود.
پژوهش تیم INAF نهتنها نظریههای پیشین را به چالش کشید، بلکه ابزاری جدید برای تحلیل طیفهای نوری در اختیار اخترفیزیکدانان گذاشت. اکنون میتوان با بررسی دقیقتر طیفها، بین ابرنواخترهایی که از طریق برهمکنش با محیط خود میدرخشند و آنهایی که توسط فلورسانس بووِن درخشان میشوند، تمایز قائل شد.
در پایان، مقالهی این تیم در مجلهی معتبر Astronomy & Astrophysics پذیرفته شده و بهزودی منتشر خواهد شد. این پژوهش نهتنها به شناخت بهتر یکی از اسرارآمیزترین انفجارهای کیهانی کمک کرده است، بلکه شاید نقطهی آغاز بازتعریف درک ما از مرگ ستارگان پرجرم و رفتار آنها در آخرین لحظات عمرشان باشد.
🔭 نتیجهگیری این پژوهش روشن است:
ابرنواخترها همیشه آنگونه که تصور میکردیم رفتار نمیکنند. برخی از آنها ممکن است «ضد اجتماعی» باشند — بیآنکه با محیط اطراف خود برخورد کنند، همچنان بدرخشند، و نورشان داستانی متفاوت از فیزیک کلاسیک تعریف کند.
و شاید همین تفاوتهاست که کیهان را تا این اندازه شگفتانگیز و پررمز و راز کرده است.