در سال ۱۶۰۴ میلادی، یوهانس کپلر، ستارهشناس برجستهٔ آلمانی، به پدیدهای شگفتانگیز در آسمان برخورد کرد: ظهور ستارهای جدید که آنقدر درخشان بود که حتی در روشنایی روز نیز دیده میشد. این کشف غیرمنتظره، که کپلر آن را در کتاب مشهور خود با عنوان De Stella Nova (دربارهٔ ستارهٔ نو) توصیف کرد، جامعهٔ علمی آن زمان را بهشدت تحت تأثیر قرار داد. تنها با مشاهدهٔ همین نقطهٔ نورانی، اخترشناسان ناچار شدند یکی از باورهای ریشهدار خود را زیر سؤال ببرند؛ این باور که «فلک» یا همان پسزمینهٔ ستارگان آسمان، ساختاری ثابت، تغییرناپذیر و ابدی است. درک این نکته زمان برد، اما امروزه میدانیم آنچه کپلر مشاهده کرد، انفجار سهمگین یک کوتولهٔ سفید بود که پس از عبور از حد جرم بحرانی خود، در انفجاری درخشان و مهیب از هم پاشید؛ رویدادی که بعدها به نام «ابرنواختر کپلر» شناخته شد.
ابرنواختر کپلر در فاصلهای حدود ۱۷ هزار سال نوری از زمین و در صورت فلکی مارافسای (Ophiuchus) قرار دارد. این ابرنواختر نمونهای شاخص از ابرنواخترهای نوع Ia است؛ انفجارهایی که زمانی رخ میدهند که یک کوتولهٔ سفید در یک سامانهٔ دوتایی، مادهٔ ستارهٔ همدم خود را میبلعد یا با یک کوتولهٔ سفید دیگر ادغام میشود. نزدیکی نسبی این ابرنواختر به زمین فرصتی کمنظیر در اختیار اخترشناسان قرار داده است تا با دقتی بالا تحولات بازماندهٔ آن را بررسی کنند. رصدخانهٔ پرتو ایکس چاندرا، یکی از پیشرفتهترین ابزارهای اخترشناسی ناسا، توانسته تصاویر بسیار دقیقی از بقایای این انفجار ثبت کند؛ تصاویری که برای دنبالکردن روند تکامل این پدیده در گذر زمان به کار رفتهاند.
بر پایهٔ دادههایی که بین سالهای ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۵ گردآوری شدهاند، تیم علمی چاندرا طولانیترین ویدئوی زمانی ساختهشده از میدان آوار بهجامانده از یک ابرنواختر را تولید کرده است. این ویدئو نهتنها تصویری زیبا و چشمنواز ارائه میدهد، بلکه اطلاعات علمی ارزشمندی دربارهٔ رفتار مواد پرتابشده در این انفجار کیهانی در اختیار پژوهشگران میگذارد.
دمای این مواد به میلیونها درجه میرسد و همین گرمای شدید باعث میشود که آنها در طولموجهای مختلف، بهویژه در پرتو ایکس، بدرخشند. رصدخانهٔ چاندرا با بهرهگیری از سامانهٔ اپتیکی پیشرفتهٔ خود، این تابش پرتو ایکس را با دقتی کمنظیر ثبت کرده است. افزون بر این، عمر طولانی مأموریت چاندرا — که اکنون بیش از یک ربع قرن از آغاز آن میگذرد — امکان بررسی بسیار دقیق تغییرات تدریجی این ابر گازی را فراهم کرده است؛ تغییری که در مقیاسهای زمانی انسانی بهسختی قابل مشاهده است.
رهبری پروژهٔ ساخت این ویدئوی منحصربهفرد بر عهدهٔ جسه گَسِل، دانشجوی تحصیلات تکمیلی دانشگاه جورج میسون در ایالت ویرجینیا بوده است. او نتایج این پژوهش و ویدئوی مرتبط با آن را در دویستوچهلوهفتمین نشست انجمن اخترشناسی آمریکا در شهر فینیکس ارائه کرد. گسل در بیانیهای که از سوی چاندرا منتشر شد، گفت: «داستان ابرنواختر کپلر تازه دارد آغاز میشود. شگفتانگیز است که میتوانیم با چشم خود ببینیم چگونه بقایای این ستارهٔ خردشده با موادی برخورد میکنند که پیشتر به فضا پرتاب شدهاند.» این سخنان نشان میدهد که حتی چهار قرن پس از وقوع انفجار، هنوز چیزهای زیادی برای آموختن دربارهٔ آن وجود دارد.
یکی از بخشهای جذاب این ویدئو، نمایش حرکت بخشهای مختلف بازمانده با سرعتها و جهتهای متفاوت است. سریعترین قسمتها با سرعتی در حدود ۲ درصد سرعت نور — چیزی نزدیک به ۲۲٫۲ میلیارد کیلومتر در ساعت — به سمت پایین تصویر حرکت میکنند، در حالی که کندترین بخشها با سرعتی حدود ۰٫۵ درصد سرعت نور، یعنی نزدیک به ۶٫۴ میلیارد کیلومتر در ساعت، به سمت بالا پیش میروند. این تفاوت سرعت به چگالی متفاوت گازهای پیرامونی مربوط میشود؛ گازی که در بخش بالایی تصویر قرار دارد متراکمتر از گازی است که در بخش پایینی دیده میشود. همین اختلاف چگالی باعث میشود مواد پرتابشده واکنشهای متفاوتی نشان دهند و اطلاعات ارزشمندی دربارهٔ محیط اطراف ابرنواختر در اختیار دانشمندان قرار گیرد.
ویژگی جالب دیگر، پهنای لبههایی است که موج انفجار ابرنواختر را شکل میدهند. این لبهها در واقع مرز جلویی انفجار هستند؛ جایی که نخستین برخورد با مادهٔ پیرامون ستاره رخ میدهد. با بررسی پهنا و سرعت این لبهها، پژوهشگران توانستهاند اطلاعات حیاتی دربارهٔ خود انفجار و شرایط محیطی اطراف ستاره پیش از آشفتگی ناشی از آن به دست آورند. این دادهها به اخترشناسان کمک میکند تا مدلهای دقیقتری از انفجارهای ابرنواختری بسازند.
برایان ویلیامز، پژوهشگر اصلی مشاهدات جدید چاندرا، در اینباره میگوید: «انفجارهای ابرنواختری و عناصری که به فضا پرتاب میکنند، شاهرگ حیات ستارگان و سیارات جدید هستند. درک دقیق رفتار آنها برای فهم تاریخ کیهانی ما کاملاً ضروری است.» این سخن یادآور این حقیقت بنیادی است که بسیاری از عناصر سازندهٔ جهان — از آهن موجود در خون ما گرفته تا کلسیم استخوانها — در دل همین انفجارهای عظیم شکل گرفتهاند.
در نهایت، ویدئوی تازهٔ چاندرا از بازماندهٔ ابرنواختر کپلر نهتنها پنجرهای تماشایی به یکی از باشکوهترین رویدادهای کیهانی میگشاید، بلکه گامی مهم در مسیر فهم بهتر چرخهٔ تولد و مرگ ستارگان به شمار میآید. این اثر نشان میدهد که چگونه ترکیب فناوری پیشرفته، صبر علمی و رصدهای طولانیمدت میتواند رازهایی را آشکار کند که قرنها پیش، تنها به صورت نقطهای نورانی در آسمان دیده میشدند.
