الفلك

هل رأيت انفجار سوبرنوفا؟

هل رأيت انفجار سوبرنوفا؟

أعتقد أنني رأيت للتو مستعرًا أعظم ينفجر بأم عيني من خلال دوبسونيان GSO 12 بوصة. من فضلك قل لي ما كان! ما زلت أحاول العثور على ما كان يذهلني!

خرجت على سطح منزلي حوالي الساعة 18:20 (نيودلهي ، الهند) وكنت أبحث عن رأسي معتقدًا أن السماء صافية الليلة.

وفجأة تمكنت من رؤية النجم الساطع بدون التلسكوب وفوجئت برؤية مثل هذا الجسم اللامع بالقرب من القمة ، فركضت إلى الداخل وأخرجت التلسكوب. عندما نظرت من خلال المنظار بدا الأمر وكأنه فقاعة لامعة للغاية وبدا السطح الخارجي أكثر إشراقًا. اعتقدت أن الموازاة الخاصة بي كانت بالخارج لذا قمت بموازاة النطاق ولم يكن بعيدًا جدًا. بعد الموازاة ، تمكنت من رؤية جسم صغير في مدار حول النجم / الجسم. عندما واصلت مراقبته ، انفجر فجأة مثل الألعاب النارية وبدأت الجزيئات الصغيرة المتلألئة في الدوران في الأمواج وخفتت بسرعة. كان هذا حوالي الساعة 18:38 ، التقطت صوراً بهاتفي من خلال العدسة وكانت السماء لا تزال مضاءة وزرقاء اللون. تم تحرير الصور أدناه في صورة البذور على هاتفي.


يزيد سطوع المستعرات الأعظمية على مدار عدة أيام وينخفض ​​بمرور أشهر. لذلك ، مهما رأيته ، لم يكن مستعر أعظم ، آسف.


لا أعرف شيئًا عن بلدك ، لكن في الولايات المتحدة تطلق خدمات الطقس الكبرى بالونات مزودة بآلات مرتين يوميًا. يبلغ قطرها حوالي 1 أو 2 متر. غالبًا ما نراهم في المساء في المرصد ، ويتطابق وصفك. نجم لامع مرئي للعين المجردة في الشفق. من السهل حل البالون والأدوات المعلقة أسفل البالون في التلسكوب. ينفجر البالون عندما يصبح مرتفعًا جدًا وينتج عنه سحابة من الشظايا المتلألئة.


لقد شاركت في مشروع تطوعي بحث عن سوبر نوفا جديدة وكنت شخصًا واحدًا من عدة أشخاص حددوا SN 2016 dln على أنه مستعر أعظم جديد.

كان تحديد المستعرات الأعظمية المحتملة أمرًا دقيقًا للغاية وتطلب الكثير من الساعات والممارسة ، ولذا أظن (مع الأخذ في الاعتبار أيضًا وصفك) أن ما رأيته لم يكن على الأرجح سوبرنوفا وربما كان شيئًا من صنع الإنسان.


تبلغ دقة تلسكوب هابل حوالي 1/20 ثانية قوسية أو 1/25920000 دائرة. السنة اليوليانية لها 31557600 ثانية. هذا يعني أنه بالنسبة لشيء ما على بعد سنة ضوئية ، سيستغرق الأمر 1.2175 ثانية حتى يتحرك الجسم بعيدًا بدرجة كافية حتى يتم حل حركته بواسطة تلسكوب هابل ، حتى لو كان يتحرك بسرعة الضوء. (وبهذا ، أعني أن الأمر سيستغرق 1.2175 ثانية حتى يتحرك بكسل واحد.)

المستعر الأعظم القريب من الأرض هو انفجار ناتج عن موت نجم يحدث بالقرب من الأرض (أقل من 10 إلى 300 فرسخ فلكي (30 إلى 1000 سنة ضوئية) [2]) ليكون له تأثيرات ملحوظة على المحيط الحيوي للأرض .

نظرًا لأن المستعرات الأعظمية من النوع Ia تنشأ من نجوم قزمة بيضاء قاتمة ، فمن المحتمل أن المستعر الأعظم الذي يمكن أن يؤثر على الأرض سيحدث بشكل غير متوقع ويحدث في نظام نجمي لم تتم دراسته جيدًا. أقرب مرشح معروف هو IK Pegasi.

https://en.wikipedia.org/wiki/Near-Earth_supernova

يبعد IK Pegasi مسافة 150 ليتر. لذا ، حتى لو ذهب IK Pegasi إلى مستعر أعظم (وهو أمر غير مرجح) ، فسنحتاج إلى أكثر من 3 دقائق لحل أي حركة مع هابل. باستخدام تلسكوب هواة ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الوقت. حقيقة أنك كنت قادرًا على رؤية الجسم يتغير في الوقت الفعلي تُظهر أنه كان قريبًا جدًا من الناحية الفلكية.


هل فكرت في احتمال أنك كنت تبحث عنه كوكب المشتري وألمع أقماره؟

في الساعة 18:20 بالتوقيت المحلي ، سيكون كوكب المشتري تقريبًا في سماء المنطقة ، وبالتأكيد سيكون ساطعًا بما يكفي لرؤيته بعد وقت قصير من غروب الشمس ؛ في الشفق الباهت ، يمكن أيضًا رؤية أي أقمار غاليليو غير محجوبة بسهولة في التلسكوب. [لقد كنت أراقب مؤخرًا 4 في منظار ميداني العادي ، وأنا في مدينة كبيرة يبلغ عدد سكانها 4 ملايين نسمة بها تلوث ضوئي كبير ، على الرغم من أنني أقل تلوثًا الآن نظرًا لكوني في حالة إغلاق COVID.]

هذا لا يفسر وصفك "لقد انفجر فجأة مثل الألعاب النارية وبدأت الجسيمات الدقيقة المتلألئة في الدوران في الأمواج وخفتت بسرعة" ، ولكن لا توجد طريقة يمكن أن تصف أي جسم خارج الأرض ، بالنظر إلى سرعة التغييرات التي تصفها. من المرجح أنك رأيت شيئًا ما داخل الغلاف الجوي للأرض. قد تكون محظوظًا بشكل مثير للدهشة لأنك نظرت من خلال التلسكوب الخاص بك في نفس النقطة التي دخل فيها نيزك صغير إلى الغلاف الجوي تقريبًا "وجهاً لوجه" نحوك وتفكك في وابل من "الشرارات" يستمر لبضع ثوانٍ على الأكثر.


العديد يملكون. لسوء الحظ ، ربما لم تفعل. لا بد لي من التحقق من التواريخ الخاصة بي ، ومع ذلك ، أعتقد أن آخر مرة شوهدت ، كانت في عام 80. سيكون المستعر الأعظم الظاهر هو المشهد الأكثر تميزًا في السماء. تحدث الصينيون القدماء عنها (سديم السرطان) ، وسجلوا نتائجهم. إذا كان هناك واحد ، فلن تتمكن ناسا من إخفائه. انت سوف تعرف.


هل تسبب انفجار سوبر نوفا في الانقراض منذ 359 مليون سنة؟

لا يزال سبب انقراض العصر الديفوني قبل 359 مليون سنة ، المصنف كواحد من أكبر خمسة انقراضات للحياة على الأرض ، لغزا. الآن ، كشفت دراسة جديدة أن انفجار نجم قريب ربما يكون قد تسبب في واحدة من أعظم أحداث الانقراض في تاريخ كوكبنا.

بدأت الفترة الديفونية حيث تركزت كل مساحة اليابسة في العالم تقريبًا في قارتين عظميين كبيرين ، جندوانا وأوروبا أمريكا. ستواصل هاتان الهيئتان فيما بعد لتشكيل قارة العالم الواحدة Pangea.

انتشرت نباتات صغيرة بلا جذور عبر الأرض الجافة. على مدار 60 مليون عام ، شهد هذا العصر ظهور أولى النباتات بالبذور ، واستخدمت النباتات الخشب الحقيقي في هياكلها لأول مرة ، وظهرت الحشرات الصغيرة عديمة الأجنحة ، مثل العث ، لأول مرة. بحلول أواخر العصر الديفوني ، كانت الأشجار ذات الجذور الحقيقية مزدهرة ، وتطورت النباتات لتتكاثر من خلال نشر البذور.

جيسي ميلر ، إلى اليسار ، وتشنغهاي ليو ، جالسًا ، وأدريان إرتيل ، والبروفيسور بريان فيلدز. مصدر الصورة: تصوير إل بريان ستوفر

كان هذا سيتطلب واقيًا من أشعة الشمس مع SPF-2 Million

يبدو أن انفجار سوبرنوفا ، الناجم عن موت نجم ضخم على بعد 65 سنة ضوئية من الأرض ، قد قضى على الحياة على الأرض خلال هذه الحقبة. تأثرت الحياة البحرية في المياه الدافئة أكثر من غيرها بانقراض العصر الديفوني.

كانت الأشعة الكونية القاتلة الناتجة أثناء الانفجار النجمي قد أثرت على الأرض ، ممزقة الكثير من الحياة.

"إسفنج بناء الشعاب المرجانية يسمى stromatoporoids والشعاب المرجانية تكبدت خسائر واختفت الستراتوبورويدات أخيرًا في الانقراض الثالث بالقرب من نهاية العصر الديفوني. انقرضت أيضا Brachiopods المرتبطة بالشعاب المرجانية. اختفت مجموعات من ثلاثية الفصوص عند كل من الانقراضات الثلاثة وبقي عدد قليل جدًا منها على قيد الحياة في الفترة الكربونية التالية ، "تقرير متحف سام نوبل.

تقدم الدراسات الحديثة أدلة على فقدان التنوع البيولوجي والانخفاض الشديد في كمية الأوزون في الغلاف الجوي للأرض في نهاية ذيل العصر الديفوني. شهدت الحياة في هذه الحقبة ثلاثة انقراضات خلال هذه الفترة ، تفصل كل منها 10 ملايين سنة. يعتبر آخرها بشكل عام واحدًا من أحداث الانقراض الخمسة الكبرى.

يكشف فحص الصخور الموضوعة في الطبقات الجيولوجية التي تحدد حدود الفترتين الديفونية والكربونية عن أدلة على الحالات القصوى لحروق الشمس التي شوهدت في أحافير النباتات في تلك الحقبة ، مما يشير إلى فترة طويلة الأمد عندما تكون طبقة الأوزون من الأرض ، والتي تحمي من الأشعة فوق البنفسجية ، استنفدت.

نظرة على الشكل الذي ربما بدت عليه المناظر الطبيعية في نهاية العصر الديفوني. رصيد الصورة: إدوارد ريو (1838-1900) من العالم قبل الطوفان (1872).

"الكوارث الأرضية مثل البراكين واسعة النطاق والاحترار العالمي يمكن أن تدمر طبقة الأوزون أيضًا ، ولكن الدليل على ذلك غير حاسم بالنسبة للفترة الزمنية المعنية. بدلاً من ذلك ، نقترح أن انفجارًا واحدًا أو أكثر من انفجار سوبر نوفا ، على بعد حوالي 65 سنة ضوئية من الأرض ، يمكن أن يكون مسؤولًا عن الفقد المطول للأوزون ، "صرح الدكتور بريان فيلدز من جامعة إلينوي ، أوربانا شامبين.

كان من المفترض أن يكون هناك كابوم محطم للأرض!

هناك أشكال مختلفة من انفجارات السوبرنوفا ، وكان هذا الحدث نتيجة لانهيار نجم عملاق أحمر فائق الكتلة على نفسه في نهاية حياته. مر النجم العملاق الأحمر الأكثر شهرة ، منكب الجوزاء ، مؤخرًا بفترة من التعتيم. يُعتقد الآن أن هذا الحدث هو نتيجة إطلاق النجم لسحابة من المواد التي منعت الضوء مؤقتًا من الوصول إلى الأرض. تمحى الحياة الباردة على الأرض تمامًا عن طريق انفجار نجم عملاق أحمر في غضون 25 سنة ضوئية من كوكبنا الأصلي. لحسن الحظ بالنسبة لنا ، يقع أقرب عملاق أحمر ، Gacrux ، على مسافة مريحة تبلغ 88 سنة ضوئية من عالمنا الأصلي.

"... من أقرب التهديدات المستعرات الأعظمية اليوم من نجم Betelgeuse ، الذي يبعد أكثر من 600 سنة ضوئية وخارج مسافة القتل البالغة 25 سنة ضوئية" ، طالب دراسات عليا في جامعة إلينوي (U of I) صرح أدريان إرتيل.

يمكن أن يكون استنفاد الأوزون نتيجة لعدة عوامل بيئية ، لكن الأسباب الأخرى لا تتطابق مع التفاصيل التي تظهر في السجل الجيولوجي في ذلك الوقت. استكشف فريق البحث تأثير النيازك والانفجارات الشمسية وانفجارات أشعة جاما (GRB’s) على بيئة الأرض القديمة. كشفت النماذج الافتراضية عن خسائر في طبقة الأوزون حول العالم.

صرح جيسي ميللر ، طالب دراسات عليا في جامعة U of I ، "لكن هذه الأحداث تنتهي بسرعة ومن غير المرجح أن تتسبب في استنفاد طبقة الأوزون طويل الأمد الذي حدث في نهاية العصر الديفوني".

على عكس هذه الأحداث الأخرى ، تقدم المستعرات الأعظمية لكمة قوية يمكن أن تدمر البيئة. الانفجار الأولي يغمر كوكبنا بالأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما. بعد ذلك ، يضرب انفجار قوي من حطام المستعر الأعظم النظام الشمسي ، ويطلق عرضًا مستمرًا للأشعة الكونية التي يمكن أن تغمر الأرض بالإشعاع ، وتدمر طبقة الأوزون على الأرض لمدة 100000 عام.

في الصورة محاكاة لمستعر أعظم قريب يصطدم بالرياح الشمسية ويضغط عليها. يتم عرض مدار الأرض & # 8217s ، والدائرة الزرقاء المتقطعة ، والشمس ، النقطة الحمراء ، للمقياس. رصيد الصورة: جيسي ميلر

"هنا ندرس سببًا بديلًا محتملًا لانخفاض الأوزون المفترض: انفجار سوبر نوفا قريب يمكن أن يلحق الضرر عن طريق تسريع الأشعة الكونية التي يمكن أن تنقل الإشعاع المؤين لمدة تصل إلى [100000 عام]. لذلك نقترح أن الانقراضات في نهاية العصر الديفوني كانت ناجمة عن انفجارات مستعر أعظم على [مسافة 65 سنة ضوئية] ، إلى حد ما أبعد من "مسافة القتل" التي كانت ستؤدي إلى الانقراض الجماعي الكامل ، كما كتب الباحثون في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. من الولايات المتحدة الأمريكية (PNAS).

نعم ، ليس لدينا سوبر نوفا اليوم ...

"الانقراض هو القاعدة. البقاء هو الاستثناء ".
- كارل ساجان

حتى نهاية العالم التي طال أمدها تتضاءل أمام 300000 عام من الانخفاض في التنوع البيولوجي الذي شوهد قبل الانقراض مباشرة. قد يشير هذا إلى سلسلة من المستعرات الأعظمية قد أثرت على الأرض ، وشكلت الحياة إلى الأبد. تشير الدراسات الحديثة إلى أن المستعرات الأعظمية تميل إلى الحدوث في مجموعات ، مما يقدم دليلاً على هذه الفكرة.

مثل هذه الانفجارات البركانية ستودع النظائر المشعة البلوتونيوم 244 والسماريوم 146 ، والتي لا تحدث بشكل طبيعي على الأرض ، في الصخور الموجودة في الحدود الجيولوجية التي تشير إلى انقراض الفترة الديفونية.

"عندما ترى الموز الأخضر في إلينوي ، فأنت تعلم أنه طازج ، وأنت تعلم أنه لم ينمو هنا. مثل الموز ، يتحلل Pu-244 و Sm-146 بمرور الوقت. لذا ، إذا وجدنا هذه النظائر المشعة على الأرض اليوم ، فإننا نعلم أنها طازجة وليست من هنا - الموز الأخضر لعالم النظائر - وبالتالي البنادق الدخانية لمستعر أعظم قريب ، "تشرح الحقول.

إذا تم دعمها بمزيد من البحث ، يمكن لهذه الدراسة الجديدة أن تساعد الباحثين على فهم أفضل للأحداث التي أدت إلى واحدة من أعظم حالات الانقراض في تاريخ كوكبنا.

جيمس ماينارد

جيمس ماينارد هو مؤسس وناشر The Cosmic Companion. إنه مواطن من نيو إنجلاند تحول إلى فأر الصحراء في توكسون ، حيث يعيش مع زوجته الجميلة نيكول وماكس ذا كات.

قد يكون الغلاف الجوي لزحل موطنًا لأمطار الهيليوم

استكشاف المريخ الحاضر والمستقبل & # 8211 كيرستن سيباخ وفاطمة إبراهيمي

نجوم وولف رايت متنكرين في هيئة طاووس نجمي وذئب

الضيوف القادمون

29 يونيو (الموسم 4 / هـ 26): أليسا ميلز ، متدربة خريجة في مختبر الدفع النفاث ، تتحدث عن أكبر قمر في المجموعة الشمسية ، جانيميد.

6 يوليو (S5 / e1): الموسم الخامس قبل العرض! المؤلف الأكثر مبيعًا في نيويورك تايمز إيرل سويفت ، مؤلف عبر البراري الخالية من الهواء، أول تاريخ رئيسي لعربة ناسا على سطح القمر.

13 يوليو (S5 / E2):

ستيلا كافكا ، الرئيس التنفيذي للجمعية الأمريكية لمراقبي النجوم المتغيرة ، تتحدث عن منكب الجوزاء.

20 يوليو (S5 / E3):

جيف نوتكين ، مضيف رجال نيزك على قناة العلوم ورئيس جمعية الفضاء الوطنية ، يتحدث عن النيازك.

27 يوليو (S5 / e4):

عضوة CHIME Kaitlyn Shin ، طالبة الدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، تشرح رشقات الراديو السريعة (FRBs)

3 أغسطس (S5 / e5):

تدريس العلوم للأطفال مع ستيفاني رايان ، مؤلفة & # 8220Let & # 8217s تعلم الكيمياء. & # 8221

اشترك في نشرتنا الإخبارية!

نعم! اشترك في النشرة الإخبارية Cosmic Companion!

تقدير

& # 8220 لا أحد & # 8217t يحب علم الفلك هناك ، وأنت & # 8217re في منتصف ذلك ، لذا استمر في ذلك. & # 8221 & # 8211 نيل دي جراس تايسون

& # 8220 يعد العرض طريقة رائعة لمواكبة الاكتشافات الجديدة في علوم الفضاء. يمكن للمرء أن يسمع مباشرة من العلماء بلغة سهلة الفهم. & # 8221- د.ديميترا أتري ، جامعة نيويورك أبوظبي

& # 8220 موقعك رائع ، وأعتقد أن مقاطع الفيديو الخاصة بك رائعة. & # 8221 & # 8211 دكتور جاك هيوز ، جامعة روتجرز


هل حدث مستعر أعظم بمناسبة ولادة ملك في القرن السابع عشر؟

قال باحثون إن حفل الزفاف الملكي في إنجلترا هذا الشهر سيكون بالتأكيد مليئًا بالبهاء ، لكن ملكًا لبريطانيا العظمى في القرن السابع عشر قد يتفوق على هذا الحدث مع سوبر نوفا أعلن ولادته. تضع النظرية اكتشاف انفجار النجم قبل 50 عامًا مما كان يُعتقد سابقًا.

السحابة الساخنة المتوهجة المعروفة باسم Cassiopeia A هي بقايا انفجار نجمي هائل - مستعر أعظم - حدث على بعد حوالي 11000 سنة ضوئية من الأرض. كان الضوء من هذا الانفجار الكوني مرئيًا لأول مرة على الأرض عندما وصل في وقت ما في القرن السابع عشر.

لكن التاريخ الدقيق الذي كان يمكن فيه رؤية انفجار Cas A من الأرض كان لغزًا قديمًا في علم الفلك. تشير السجلات إلى أن أول "فلكي ملكي" في إنجلترا ، جون فلامستيد ، ربما يكون قد سجل المستعر الأعظم في عام 1680.

ومع ذلك ، كان يجب أن يكون ضوء المستعر الأعظم مرئيًا بسهولة للجميع في السماء.

الآن يجادل الباحثون بأنه كان يُنظر إليه على نطاق واسع على أنه نجم "جديد" ربما يكون قد ميز ميلاد الملك تشارلز الثاني ملك بريطانيا العظمى في 29 مايو 1630. [أهم 10 نجوم ألغاز]

ولد ميلاد سعيد العاهل

يُزعم أن تشارلز الثاني ، المعروف باسم "ميري مونارك" بسبب محكمته المفعمة بالحيوية والمتعة ، ظهر عند ولادته "نجمة ظهر". أصبح هذا سمة رئيسية (وربما مشكوك فيها) في الدعاية اللاحقة لاستعادة النظام الملكي الذي أوصله إلى السلطة - أُعدم والده تشارلز الأول في عام 1649 في ذروة الحرب الأهلية الإنجليزية.

قال الباحث مارتن لون ، أمين سابق لعلم الفلك في متحف يوركشاير في إنجلترا: "رأيت صورة مُعاد إنتاجها لـ" نجمة النهار "لتشارلز الثاني في كتاب وكانت لديّ لحظة يوريكا". "إنه يتناسب مع الوصف الكلاسيكي للمستعر الأعظم ، وتساءلت عما إذا كان من الممكن أن يكون ملاحظة لكاس أ."

سعى Lunn بعد ذلك إلى معرفة مدى إحكام القضية المتعلقة بمواعدة Cas A إلى النصف الأخير من القرن السابع عشر. [فيديو: سوبر نوفا: المدمرات والمبدعون]

"الدليل على وصول الضوء في وقت ما في النصف الأخير من القرن السابع عشر يستند إلى مسافات مفترضة إلى كاسيوبيا A ، بالإضافة إلى معدل ثابت مفترض للسرعة لعقد الغاز المقذوف - ومع ذلك ، فإن كلا الافتراضين يمثلان مشكلة ، "Lunn قال لموقع ProfoundSpace.org. "لا يمكننا التأكد من المسافة الدقيقة لـ Cas A ، وقد تختلف سرعة عقدة الغاز بسبب المادة بين النجوم. تعني هذه المتغيرات في أحسن الأحوال أننا تمكنا فقط من التوصل إلى نطاق متوسط ​​من بالنظر إلى هذا الغموض ، فإن تاريخ 1630 لـ Cas A ليس بعيدًا عن نطاق الاحتمال ".

يستمر الدرب

في الوقت نفسه ، قامت المؤرخة Lila Rakoczy بالتحقيق في الأدلة التاريخية التي قد تكون موجودة لنجم الظهيرة هذا. هناك العديد من المصادر من أوائل ستينيات القرن السادس عشر تستشهد بهذا الضوء في السماء أثناء ولادة تشارلز الثاني ، بما في ذلك الشاعر جون درايدن.

قال راكوزي: "بالعودة إلى الوراء قليلاً ، يشير ويليام ليلي ، المنجم البرلماني الشهير ، إلى النجم ، لكنه يرفضه باعتباره فينوس ، في كتابه عام 1651 ،" ملكية أو لا ملكية ". "لا أعرف أي إشارات إلى النجم في أربعينيات القرن الماضي ، لكن هذا ليس مفاجئًا بالنظر إلى أن البلاد كانت منشغلة بالحرب الأهلية الإنجليزية."

"على الرغم من وفرة هذه المصادر ، إلا أنها تمثل إشكالية لأنها تظهر بعد 20 إلى 30 عامًا من الحدث المزعوم ، وقد تم استخدام حدث النجم في ستينيات القرن السادس عشر كأداة رئيسية لدعاية الاستعادة ، مما يجعل من الصعب الثقة في دقة الحدث أوضح راكوتزي.

"تكمن قوة قضيتنا في أننا وجدنا كتابًا بعنوان" بريتانيا ناتاليس "من عام 1630 ، عام ميلاد تشارلز الثاني ، والذي يساعد في معالجة كلتا المشكلتين - فهو ليس بعيدًا جدًا عن الحدث نفسه ، و لم تحدث الحرب الأهلية الإنجليزية والاستعادة بعد ، مما يعني أن التيارات السياسية الخفية للكتابة أقل إشكالية بكثير "، كما قالت لموقع ProfoundSpace.org. "علاوة على ذلك ، يحتوي الكتاب على أكثر من مائة مؤلف ، جميعهم كانوا مرتبطين بجامعة أكسفورد وكانوا يمثلون صفوة المثقفين البريطانيين في ذلك الوقت. وهم يمثلون بشكل جماعي العديد من التخصصات الأكاديمية والمعتقدات السياسية والخلفيات الاجتماعية. أحدهم هو حتى جون بينبريدج ، أول أستاذ في سافيليان لعلم الفلك ، لذا فهي مجموعة رائعة جدًا من الشخصيات ".

وقال لون "عدد وتنوع المصادر التي تشير إلى النجم الجديد تشير بقوة إلى أن حدثًا فلكيًا قد حدث بالفعل". "يثير عملنا أسئلة حول الطريقة الحالية لتأريخ المستعرات الأعظمية ، لكنه يقود إلى إمكانية مثيرة لحل لغز فلكي عمره عقود."

وأضاف: "أفكارنا لديها القدرة على تغيير جذري في الطريقة التي يحسب بها علماء الفلك المسافة إلى كاسيوبيا أ ، وسرعة تحرك المادة بعيدًا عن مركز الانفجار ، وكيف يمكن للمادة أن تتفاعل مع الوسط النجمي المحيط بها". "قد تفتح الأبواب أيضًا للجيل القادم من علماء الفلك الذين يدرسون كاسيوبيا أ من خلال السماح لهم بالنظر في المشكلة من بُعد مختلف."

سيقدم لون وراكوتزي بالتفصيل النتائج التي توصلوا إليها في 18 أبريل في الاجتماع الوطني لعلم الفلك للجمعية الملكية الفلكية في لاندودنو ، ويلز.

ادعاء مثير للجدل؟

يتوقع الباحثون أن يثير عملهم الجدل.

قال لون "إن تاريخ عام 1670 مستخدمة عالميا تقريبا من قبل علماء الفلك - لقد أصبح عالقا إلى حد ما في أذهان الكثير من الناس". "من خلال اقتراح هذا التاريخ السابق ، فإن نتائجنا تتحدى علماء الفلك لمراجعة تحقيقاتهم بالكامل ، وهو أمر سيتردد الكثير منهم في القيام به. وحقيقة أن هذا تحقيق مشترك في علم الفلك والتاريخ بدلاً من كونه علم فلك بحت اجعل بعض استنتاجاتنا حذرة. يمكن القول ، إننا نعمل خارج مناطق الراحة لكثير من علماء الفلك العاديين ".

وقال راكوتشي: "آمل أن يمنح أولئك الذين يعملون في Cas A قضيتنا ببساطة جلسة استماع عادلة قبل أن يتخذوا قراراتهم".

فيما يتعلق بالعمل المستقبلي ، "سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كان يمكن العثور على ملاحظات أخرى في السجل الوثائقي حوالي عام 1630 - ليس فقط في بريطانيا ولكن في بلدان أخرى" ، قال راكوزي. "لا أحد ، على حد علمنا ، قد بحث بنشاط عنهم".

"فيما يتعلق بما إذا كنا سنرى نجمة ظهر يوم 29 أبريل أم لا ، لم أستطع توقع ذلك ، على الرغم من أنني أشك في ذلك بطريقة ما" ، قال راكوزي ساخرًا.


هل رأيت انفجار سوبرنوفا؟ - الفلك

أسبوع 28 فبراير 2000

". حتى ألمع نجم لن يدوم إلى الأبد. ''
مشروع آلان بارسونز ، وقت الذروة

رأينا الأسبوع الماضي كيف تم اكتشاف SN87A. قد يكون السؤال الأكثر إثارة للاهتمام هو "لماذا هل رأيناه "؟ بمعنى آخر ، ما الذي يجعل النجم ينفجر؟ تحذير عادل: هذا ليس موضوعًا سهلاً ، وحتى مع التبسيط الجسيم الذي قمت به ، فإن هذه الوجبة الخفيفة طويلة بعض الشيء. مع ذلك ، أعتقد أنك ستستمتع به.

النجوم ، مثل الناس ، يتصرفون بالطريقة التي يتصرفون بها بسبب الصراعات الداخلية. تلعب النجوم لعبة شد الحبل بين الجاذبية ، مما يجعلها ترغب في الانهيار ، والحرارة والضغط ، مما يجعلها ترغب في التمدد. النجوم ضخمة جدًا ، مما يمنحها الكثير من الجاذبية. هذه القوة كبيرة ، وتضغط على باطن النجم. النجوم هي في الأساس كرات كبيرة من الغاز ، ويستجيب الغاز لهذا الضغط عن طريق زيادة سخونة وزيادة ضغطها الداخلي. إذا سارت الأمور بشكل صحيح (وعادة ما تفعل ذلك) ، فإن قوة الجاذبية الداخلية متوازنة بالقوة الخارجية للضغط والحرارة. نجم مستقر ينتج.

يتم الحفاظ على هذا التوازن لمعظم حياة النجم. الضغط والحرارة هائلان للغاية داخل قلب النجم لدرجة أن الهيدروجين يندمج في الهيليوم. ينتج عن هذا الاندماج الكثير من الحرارة ، والتي تُستخدم مرة أخرى للمساعدة في تثبيت النجم ضد جاذبيته. ضع في اعتبارك أن هذا الاندماج يحدث في عمق قلب النجم. يمكنك أن تفكر في النجم على أنه يحتوي على طبقتين: نواة صغيرة جدًا حيث توجد كل حركة الاندماج ، والطبقات الخارجية للنجم ، والتي تحتوي في الواقع على معظم كتلة النجم. هذا مهم لاحقًا!

لكن هناك مشكلة: النجم ليس لديه كمية لا نهائية من الهيدروجين. في يوم من الأيام ، سينفد الوقود. يعتمد طول الوقت الذي يستغرقه النجم على كتلة النجم: فكلما زاد حجمه ، زادت سرعة حرق وقوده. نجم مثل الشمس لديه ما يكفي من الهيدروجين للحفاظ على حرائق اندماجها لمليارات السنين ، لكن نجمًا مثل Rigel ، نجم ضخم في Orion ، يحرق الهيدروجين بسرعة كبيرة لدرجة أنه قد ينفد في غضون بضعة ملايين من السنين. النجوم منخفضة الكتلة هي بخيلة للغاية مع الهيدروجين ، وقد تتألق لمئات المليارات من السنين.

عندما ينفد الهيدروجين في النجم ، تتعقد الأمور. اعتمادًا على كتلة النجم ، قد يبدأ في دمج الهيليوم في الكربون ، أو قد يفتقر ببساطة إلى الكتلة للقيام بذلك وتتوقف تفاعلات الاندماج. سيصبح عملاقًا أحمر ، يتخلص من طبقاته الخارجية ويصبح سديمًا كوكبيًا جميلًا (وإن كان مؤقتًا) - لكننا سنتحدث عن ذلك في سناك الأسبوع المقبل ، أعدك.


في الوقت الحالي ، الحالة الأكثر إثارة للاهتمام هي عندما ينفد وقود نجم ضخم. لديها جاذبية كافية لضغط اللب بشكل أكبر ، مما يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات: يندمج الهيليوم في الكربون ، وعندما ينفد الهيليوم ، يندمج الكربون في الأكسجين ، ثم الأكسجين إلى المغنيسيوم ، والمغنيسيوم في السيليكون. هذه القائمة مبسطة للغاية ، لكنها تعطيك فكرة عما يحدث. يتم دمج كل عنصر بدوره في عنصر أثقل. حلم الكيميائي! تبدأ النجوم تشبه البصل ، مع طبقة تلو الأخرى من نواتج اندماج مختلفة.

تحدث كل خطوة متتالية بوتيرة أسرع قد يقضي النجم ملايين أو عشرات الملايين من السنين في دمج الهيدروجين في الهيليوم ، لكن الخطوات القليلة الأخيرة قد تحدث فعليًا في عشرات أو مئات السنين. تكمن المشكلة في حدوث شيء سيء في هذه المرحلة: يندمج السيليكون بالحديد.

لماذا هذا سيء؟ لأنه حتى الآن ، كل ردود الفعل هذه لها أنتجت الطاقة في شكل حرارة. هذه الحرارة تحمل النجم. ومع ذلك ، فإن الحديد حالة خاصة. هو - هي يأخذ الطاقة لدمج الحديد في العناصر الأثقل ، الطاقة التي تأتي من النجم نفسه. عندما يتراكم قدر كافٍ من الحديد في القلب ، يصبح الضغط كبيرًا بما يكفي ليبدأ في الاندماج. هذا يسرق الطاقة من النجم. والأسوأ من ذلك ، أن اندماج الحديد يلتهم كميات وفيرة من الإلكترونات ، والإلكترونات تساعد في إمساك النجم أيضًا.

عندما يبدأ الحديد في الاندماج ، تسوء الأمور سريع. ينهار اللب الحديدي ، حيث تعتاد الحرارة والإلكترونات الممسكة به على صهر الحديد. تؤدي الجاذبية الهائلة للنواة إلى انهيارها من شيء عبر آلاف الكيلومترات إلى كرة من مادة مضغوطة يبلغ قطرها بضعة كيلومترات فقط في جزء من الألف من الثانية. هذا بمثابة ركل الساقين من تحت طاولة. مثلما أدرك Wile E.Coyote فجأة أنه لم يعد فوق أرضية صلبة ويبدأ في السقوط ، فإن الطبقات الخارجية للنجم تندفع للأسفل. إنها تصطدم بالنواة المضغوطة بجزء جيد من سرعة الضوء. هذا يفعل شيئين: فهو ينشئ ملف تسربت يرتد ، ويرسل الطبقات الخارجية للنجم للخارج ، ويطلق أيضًا عددًا كبيرًا من النيوترينوات ، وهي جسيمات دون ذرية تحمل طاقة الانهيار. يمتص الغاز من الطبقات الخارجية هذه النيوترينوات ، وهو ما يشبه إضاءة عود ثقاب في مصنع للألعاب النارية. الطبقات الخارجية ينفجر صعودًا ، والعديد من الكتل الشمسية من النجوم المنكوبة تنفجر إلى الخارج بسرعات تصل إلى عدة آلاف من الكيلومترات في الثانية.

الكمية الهائلة من الطاقة المنبعثة هي ما نراه على أنه سوبرنوفا. قد يستغرق الضوء ساعات أو أيامًا حتى يزداد إلى الحد الأقصى ، ولكن خلال ذلك الوقت يمكن أن ينتج قدرًا كبيرًا من الطاقة في ثانية واحدة كما تفعل شمسنا طوال حياتها ، ويمكن رؤيته من صافٍ عبر الكون. عندما انفجر SN87A على بعد ما يقرب من 180 ألف سنة ضوئية ، كان من السهل رؤيته بالعين المجردة ، وكان يعتبر حدثًا تحت الضوء! ومع ذلك ، كان 87A ساطعًا بدرجة كافية لإلقاء الضوء على كل شيء حوله لمئات السنين الضوئية ، ولهذا سأهدف إلى تناول وجبة خفيفة للأسبوع المقبل.

ملاحظة ختامية مثيرة للاهتمام: في عام 1987 ، كان هناك العديد من أجهزة الكشف عن النيوترينو العاملة هنا على الأرض. كانت تستخدم لمراقبة الجزيئات من الشمس. ومع ذلك ، في مساء يوم 23 فبراير ، اكتشف أحد الكاشفات في اليابان انفجارًا طفيفًا من 11 نيوترينوًا ، وهو في الواقع أكثر بكثير مما يتلقاه عادةً من الشمس في أي لحظة. من الصعب للغاية إيقاف النيوترينوات أثناء طيرانها ، كما يحدث ، ومعظم النيوترينوات التي تصنع في قلب الانهيار لنجم تطير إلى الفضاء مباشرة. وهذا يعني أن النيوترينوات التي اكتشفها الكاشف الياباني جاءت مباشرة من موت النجم. في حين أن الضوء قد يستغرق بضعة أيام للوصول إلى الحد الأقصى ، فإن النيوترينوات تمثل الحقيقة الوقت الحاضر من الانهيار. من هنا ، نعلم أن سوبر نوفا 1987A وُلد في الساعة 7:36 بتوقيت غرينتش ، 23 فبراير ، 1987. [ملاحظة: قبل أن أتلقى الكثير من رسائل البريد الإلكتروني التي تقول إنها ولدت بالفعل قبل 180 ألف عام من ذلك التاريخ ، دعني أقول ذلك نعم ، أعرف ذلك ، لكنني لا أريد الخوض في مناقشات شائكة حول النسبية والتزامن وما شابه ذلك. يعطي معظم علماء الفلك تواريخ مثل هذه ، مما يعني أن هذا هو الوقت الذي اكتشفنا فيه الضوء ، ولذا سأستخدم هذا الاختصار أيضًا.]

    لإجراء مناقشة رائعة حول كيفية موازنة الجاذبية للضغط في النجم ، ألق نظرة على موقع ملاحظات علم الفلك الخاص بـ Nick Strobel. لديه رسوم متحركة ممتعة. لديه أيضًا وصفًا أكثر تفصيلاً لكيفية تطور النجوم أيضًا. من المفترض أن يساعدك في ملء بعض الفراغات التي تركتها هنا.


هذا ما سنراه عندما يتحول منكب الجوزاء حقًا إلى مستعر أعظم

يظهر انطباع هذا الفنان النجم العملاق Betelgeuse كما تم الكشف عنه بفضل مختلف. [+] أحدث التقنيات على تلسكوب كبير جدًا (VLT) التابع لـ ESO ، والذي سمح لفريقين مستقلين من علماء الفلك بالحصول على أدق المناظر على الإطلاق للنجم العملاق منكب الجوزاء. لقد أظهروا أن النجم يحتوي على عمود ضخم من الغاز يكاد يكون بحجم نظامنا الشمسي وفقاعة عملاقة تغلي على سطحه.

النجوم في سماء الليل ، التي عادة ما تكون ثابتة وغير متغيرة ، لها استثناء حاليًا فيما بينها. منكب الجوزاء ، العملاق الأحمر الفائق الذي يشكل أحد "أكتاف" كوكبة الجبار ، لم يتأرجح في السطوع فحسب ، بل كان يعتم بطريقة لم يشهدها البشر الأحياء من قبل. مرة واحدة من بين أكثر 10 نجوم سطوعًا في السماء ، أصبح الآن مشابهًا لسطوع النجوم على حزام أوريون ، ولا يزال يخفت.

100000 عام أو نحو ذلك ، ولكن الكثير منا - بما في ذلك العديد من علماء الفلك المحترفين والهواة - يأملون في مشاهدة أول سوبر نوفا بالعين المجردة في مجرتنا منذ عام 1604. على الرغم من أنه لن يشكل خطرًا علينا ، إلا أنه سيكون مذهلاً . هذا ما سنتمكن من ملاحظته من هنا على الأرض.

تم تسريع محاكاة سطح العملاق الأحمر العملاق لعرض عام كامل من التطور في. [+] بضع ثوانٍ فقط ، يوضح كيف يتطور العملاق الأحمر "العادي" خلال فترة هادئة نسبيًا مع عدم وجود تغييرات ملحوظة في عملياته الداخلية. تؤدي ضخامة سطحه وتقلب الطبقات الخارجية الضعيفة إلى تقلبات هائلة على فترات زمنية قصيرة ولكن غير منتظمة.

بيرند فرايتاغ مع سوزان هوفنر وأمبير صوفي ليليجرين

في الوقت الحالي ، منكب الجوزاء ضخم للغاية ، غير منتظم الشكل ، مع درجة حرارة سطح غير متساوية. تقع على بعد حوالي 640 سنة ضوئية ، وهي أبرد من شمسنا بأكثر من 2000 درجة مئوية ، ولكنها أيضًا أكبر بكثير ، في حوالي 900 ضعف نصف قطر شمسنا وتحتل حوالي 700.000.000 ضعف حجم شمسنا. إذا كنت ستستبدل شمسنا بمنكب الجوزاء ، فستبتلع عطارد والزهرة والأرض والمريخ وحزام الكويكبات وحتى كوكب المشتري!

ولكن هناك أيضًا انبعاثات هائلة وممتدة حول منكب الجوزاء من المواد التي تم تفجيرها على مدى عشرات الآلاف من السنين الماضية: مادة وغاز يمتد إلى أبعد من مدار نبتون حول شمسنا. بمرور الوقت ، مع اقتراب المستعر الأعظم الذي لا مفر منه ، سوف يفرز Betelgeuse المزيد من الكتلة ، ويستمر في التوسع ، ويخفت ويزيد السطوع بشكل عشوائي ، وسيحرق العناصر الأثقل تدريجياً في جوهره.

تم إنشاء سديم المادة المطرودة حول منكب الجوزاء ، والذي يظهر ، على سبيل المقياس ، في الداخل. [+] دائرة حمراء. يتشكل هذا الهيكل ، الذي يشبه اللهب المنبعث من النجم ، لأن العملاق يطرح مادته في الفضاء. تتجاوز الانبعاثات الممتدة ما يعادل مدار نبتون حول الشمس.

حتى عندما ينتقل من الكربون إلى النيون إلى الأكسجين إلى اندماج السيليكون ، فلن يكون لدينا أي إشارات يمكن ملاحظتها بشكل مباشر لتلك الأحداث. سيتغير معدل اندماج النواة ومخرجات الطاقة ، لكن فهمنا لكيفية تأثير ذلك على الغلاف الضوئي للنجم والكروموسفير - الأجزاء التي يمكننا ملاحظتها - ضعيف جدًا بالنسبة لنا لاستخراج تنبؤات ملموسة عنها. طيف الطاقة للنيوترينوات المنتجة في اللب ، الذي يمكن ملاحظته والذي نعرف أنه سيتغير ، غير ذي صلة ، لأن تدفق النيوترينو منخفض جدًا بحيث لا يمكن اكتشافه من على بعد مئات السنين الضوئية.

ولكن في بعض اللحظات الحرجة في عملية تطور النجم ، سيصل حرق السيليكون الداخلي إلى الاكتمال ، وسيهبط ضغط الإشعاع في أعماق منكب الجوزاء. نظرًا لأن هذا الضغط كان الشيء الوحيد الذي يمنع النجم من الانهيار الجاذبي ، فإن اللب الداخلي ، المكون من عناصر مثل الحديد والكوبالت والنيكل ، يبدأ الآن في الانهيار.

رسم توضيحي للفنان (على اليسار) للجزء الداخلي لنجم هائل في المراحل النهائية ، ما قبل سوبر نوفا ،. [+] حرق السيليكون. (Silicon-burning is where iron, nickel, and cobalt form in the core.) A Chandra image (right) of the Cassiopeia A supernova remnant today shows elements like Iron (in blue), sulphur (green), and magnesium (red). Betelgeuse is expected to follow a very similar pathway to previously observed core-collapse supernovae.

NASA/CXC/M.Weiss X-ray: NASA/CXC/GSFC/U.Hwang & J.Laming

It's difficult to imagine the scale of this: an object totaling about 20 solar masses, spread out over the volume of Jupiter's orbit, whose inner core is comparable to (and more massive than) the size of the Sun, suddenly begins to rapidly collapse. As large as the gravitational force was pulling everything in on itself, it was counterbalanced by the radiation pressure coming from nuclear fusion in the interior. Now, that fusion (and that outward pressure) is suddenly gone, and collapse proceeds uninhibited.

The innermost atomic nuclei — a dense collection of iron, nickel, cobalt and other similar elements — get forcefully scrunched together, where they fuse into an enormous ball of neutrons. The layers atop them also collapse, but rebound against the dense proto-neutron star in the core, which triggers an incredible burst of nuclear fusion. As the layers pile up, they rebound, creating waves of fusion, radiation, and pressure that cascade through the star.

In the inner regions of a star that undergoes a core-collapse supernova, a neutron star begins to . [+] form in the core, while the outer layers crash against it and undergo their own runaway fusion reactions. Neutrons, neutrinos, radiation, and extraordinary amounts of energy are produced.

TeraScale Supernova Initiative

These fusion reactions take place over a timescale of approximately 10 seconds, and the overwhelming majority of the energy is carried away in the form of neutrinos, which hardly ever interact with matter. The remaining energy-carrying particles, including neutrons, nuclei, electrons, and photons, even with the intense amounts of energy imparted to them, have to have their energy cascade and propagate through the entire outer layers of the star.

As a result of this, the neutrinos become the first signals to escape, and the first signal to arrive on Earth. With the energies that supernovae impart to these particles — on the order of around

10-50 MeV per quantum of energy — the neutrinos will move at speeds indistinguishable from the speed of light. Whenever the supernova actually occurs (or occurred, which could have been anytime from the 14th century onward), it will be the neutrinos that arrive here on Earth first, some 640 years later.

A neutrino event, identifiable by the rings of Cerenkov radiation that show up along the . [+] photomultiplier tubes lining the detector walls, showcase the successful methodology of neutrino astronomy and leveraging the use of Cherenkov radiation. This image shows multiple events, and is part of the suite of experiments paving our way to a greater understanding of neutrinos. The neutrinos detected in 1987 marked the dawn of both neutrino astronomy and the rebranding of nucleon decay experiments as neutrino detector experiments.

Super Kamiokande collaboration

In 1987, a supernova from 168,000 light-years away wound up creating a signal of a little over 20 neutrinos across three small neutrino detectors that were operating at the time. There are many different neutrino observatories in operation today, much larger and more sensitive than the ones we had at our disposal 33 years ago, and Betelgeuse, just 640 light-years away only, would send a signal some 70,000 times stronger on Earth due to its close proximity.

In 2020, if Betelgeuse were to go supernova, our first surefire signature would come in the form of high-energy neutrinos flooding our neutrino detectors all over the world in a burst spanning some 10-15 seconds. There would literally be millions, perhaps even tens of millions, of neutrinos picked up all at once by these observatories. A few hours later, when the first energetic ripples created by this cataclysm reached the star's outer layers, a "breakout" of photons would reach us: a swift spike that increased Betelgeuse's optical brightness tremendously.

In 2011, one of the stars in a distant galaxy that happened to be in the field of view of NASA's . [+] Kepler mission spontaneously and serendipitously went supernova. This marked the first time that a supernova was caught occurring in the act of transitioning from a normal star to a supernova event, with a surprising 'breakout' temporarily increasing the star's brightness by a factor of about 7,000 over its previous value.

All of a sudden, the luminosity of Betelgeuse would spike by about a factor of 7,000 from its previously steady value. It would go from one of the brightest stars in the night sky to the brightness of a thin crescent Moon: about 40 times brighter than the planet Venus. That peak brightness would only last for a few minutes before falling again back to being just about 5 times brighter than it previously was, but then the traditional supernova rise begins.

Over a time period of approximately 10 days, the brightness of Betelgeuse will gradually rise, eventually becoming about as bright as the full Moon. Its brightness will surpass all the stars and planets after about an hour, will reach that of a half Moon in three days, and will reach its maximum brightness after approximately 10 days. To skywatchers across the globe, Betelgeuse will appear to be even brighter than the full Moon, as instead of being spread out over half a degree (like the full Moon), all of its brightness will be concentrated into a single, solitary, saturated point.

The constellation Orion as it would appear if Betelgeuse went supernova in the very near future. The . [+] star would shine approximately as brightly as the full Moon.

Wikimedia Commons user HeNRyKus / Celestia

As a type II supernova, Betelgeuse will remain bright for a very long time, although there are large variations within these classes of supernovae for exactly how bright they become and how bright they remain over long periods of time. The supernova, after reaching maximum brightness, will slowly begin to fade over the timespan of about a month, becoming about as dim as a half Moon after 30 days time.

Over the next two months, however, its brightness will plateau, becoming dimmer only to instruments and astrophotographers the typical human eye will not be able to discern a change in brightness over this time. All of a sudden, though, the brightness will drop precipitously over the next (fourth) month since detonation: it will go back to barely being brighter than Venus by the end of that time. And finally, over the next year or two, it will gradually fade out of existence, with the supernova remnant visible only through telescopes.

Type II supernovae vary between different sub-types and individual events, but obey the same general . [+] curve, with a rise lasting approximately 10 days, a short fall-off lasting a month, a plateau lasting another two months, a steep drop lasting a month, and then a gradual fade-out lasting a year or longer.

A. Singh et al. (2019), ApJ, 882, 1

At peak brightness, Betelgeuse will shine approximately as brightly as 10 billion Suns all packed together by the time a couple of years have gone by, it will be too faint to be seen with the naked human eye. The reason the supernova remains so bright for the first three months or so isn't even from the explosion itself, but rather from a combination of radioactive decays (from cobalt, for example) and the expanding gases in the supernova remnant.

During those first three months or so, Betelgeuse will be so bright that it will be clearly visible during the day as well as the night only after the fourth month or so will it become a nighttime-only object. And as it begins to fade from its brightness to look like a normal star once again, the extended structures should remain illuminated through a telescope for decades, centuries, and even millennia to come. It will become the closest supernova remnant in recorded history, and will remain a spectacular sight (and astronomical object of study) for generations to come.

The outward-moving shockwave of material from the 1987 explosion that occurred 168,000 light years . [+] away continues to collide with previous ejecta from the formerly massive star, heating and illuminating the material when collisions occur. A wide variety of observatories continue to image the supernova remnant today, but Betelgeuse's supernova will be even closer, easier to study, and will provide us with a far more spectacular visual and scientific feast.

NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation) and P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

Whenever Betelgeuse finally does go supernova — and it could be tonight, next decade, or 100,000 years from now — it will become the most-witnessed astronomical event in human history, visible to nearly all of Earth's inhabitants. The first signal to arrive won't be visual at all, but will come in the form of neutrinos, a typically elusive particle that will flood our terrestrial detectors by the millions.

After that, a few hours later, the light will first arrive in a spike, followed by a gradual brightening over a little more than a week, which will fall off in stages over the coming months before gradually declining for years. The remnant, which consists of gaseous outer layers illuminated for thousands of years, will continue to delight our descendants for generations to come. We have no idea when the show will begin, but at least we know what to look for and expect when it actually occurs!


How to Dissect a Supernova

Top (click to enlarge): An artist's impression of the single white dwarf Type Ia supernova scenario. (Credit: NASA/CXC/M.Weiss)
Bottom: An artist's impression of the double white dwarf Type Ia supernova scenario. (Credit: NASA/CXC/M.Weiss)

One white dwarf star or two: Which scenario leads to a Type Ia supernova, one of the biggest, brightest explosions in the universe? In the single white dwarf scenario (top two images at left), the dwarf star gravitationally draws matter off of a normal, nearby companion star. That matter piles up on the white dwarf, eventually triggering a runaway thermonuclear explosion. An alternative scenario does not require a normal companion star instead, two merging white dwarfs sparks a Type Ia supernova (bottom three images at left).

A new theory, developed by the physicist Daniel Kasen, has offered a fresh way of finding out which scenario, or both, is correct. The theory predicts that the material hurled out from the supernova explosion of a single white dwarf should create an observable ultraviolet flash when it slams into a normal companion star. The absence of that flash, on the other hand, would lend support to the double white dwarf scenario. Recently, astronomers have found examples of Type Ia supernovae with and without Kasen’s ultraviolet flash, suggesting that there is more than one way to unleash this cosmic outburst.

  • LARS BILDSTEN – is the Director of the Kavli Institute for Theoretical Physics (KITP) and a Professor in the Physics Department at the University of California, Santa Barbara (UCSB).
  • ANDREW HOWELL – is a Staff Scientist at Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGT) and an adjunct faculty member in the Physics Department at UCSB. Howell coauthored several recent papers on Type Ia supernovae suggesting single and double white dwarf scenarios are responsible.
  • DANIEL KASEN – is an Associate Professor of Astronomy and Physics at the University of California, Berkeley, and a faculty scientist at the Lawrence Berkeley National Laboratory. Kasen developed the intriguing “shock-wave theory” (see sidebar), used in the two recent papers, one of which he coauthored, that helped astronomers determine what triggers Type Ia supernovae.
  • LAURA CHOMIUK – is an Assistant Professor in Michigan State University's Department of Physics and Astronomy.

The following is an edited transcript of their roundtable discussion. The participants have been provided the opportunity to amend or edit their remarks.

THE KAVLI FOUNDATION: Why is it so important to understand how Type Ia supernovae are triggered?

LAURA CHOMIUK: It's about understanding one of the ultimate mysteries about stars. When our Sun dies, it's going to be a carbon-oxygen white dwarf, basically a big diamond that's going to cool and sort of fade into oblivion. But something in the universe makes one percent of white dwarfs commit suicide and explode as supernovae. We are only now starting to have an idea of what causes this.

ANDREW HOWELL: As Laura just said, we know a lot about how stars live, but we often don't know as much about how stars die. Another reason this interests us is the opportunity to understand the super-compressed gas known as degenerate matter that makes up white dwarfs. We could go to great lengths with hundreds-of-millions-of-dollar experiments to investigate just a little corner of the physics involved in degenerate matter. But with Type Ia supernovae, we get it for free from the universe. So we might as well study these explosions because they allow us to probe areas of science we've never been able to before.

TKF: How will figuring out what makes these supernovae go bang help with a broader understanding of the evolution of the cosmos and its galaxies?

HOWELL: Supernovae tie together so many areas of astrophysics. For example, if you’re interested in how galaxies evolve, the energy from a supernova can locally change the star formation in a galaxy by dissipating the gas and dust needed to form stars. And when supernovae explode, their intense nuclear fusion creates the heavy elements that chemically enrich a galaxy. It's like the alchemy we were trying to do in the Middle Ages, but real and occurring naturally.

In cosmology, we also use Type Ia supernovae to better understand dark energy, which is one of the central mysteries in astronomy right now, or all of physics, really. Nearly seventy percent of the universe is dark energy. So that's the normal stuff in the universe. We're the weird stuff, and we still don’t know what dark energy is. We want to make sure we get the workings of these Type Ia supernovae right so we're able to measure the effects of dark energy well. We rely on these supernovae as "standard candles" and use a portion of their light to calculate cosmic distances. Those distance calculations let us track how the expansion of the universe has changed over its history due to dark energy, so it's important we know just how "standard" our standard candles are.

KITP Director Lars Bildsten has conducted extensive theoretical research on the physics of white dwarf stars and Type Ia supernovae. (Credit: Erika Bildsten)

LARS BILDSTEN: Another mystery we need to solve about this type of supernova is how frequently they occur in the various possible scenarios. What fraction of the time are they the result of mergers of white dwarfs? What fraction of the time are they due to single white dwarfs and companion stars? And then which results in the brightest and most powerful supernova? Figuring out those kinds of things will then help us measure dark energy more efficiently.

We've seen that supernovae in high-mass galaxies behave differently than supernovae in low-mass galaxies. We don't know why that is, and that will be one of the challenges of the next ten years of supernovae research. The answer will be integral for dark energy research.

TKF: What have been the big breakthroughs in understanding this type of supernova?

BILDSTEN: Over the last ten years, we’ve gotten much stronger observational evidence that there are multiple scenarios that cause Type Ia supernovae rather than one. Recognizing that multiple paths lead to these events, I think, has really opened up the theoretical ideas about how these explosions unfold and been extremely healthy and exciting for the field.

HOWELL: Previously, we all thought there was just going to be one scenario for Type Ia supernovae. We would find it, then we'd all go home and that would be the end of it. But now we're starting to see that there are many different ways to make a Type Ia supernova.

TKF: What has enabled these breakthroughs?

Laura Chomiuk's radio wave astronomy research uses the Expanded Very Large Array to study the stellar conditions that lead to Type Ia supernovae. (Credit: Laura Chomiuk)

CHOMIUK: We live in a very lucky time from an observational perspective. That is due to both Mother Nature’s cooperation and several wonderful new facilities and instruments. For example, in 2011 and 2014 we had a couple of Type Ia supernovae explode in nearby galaxies. Because these explosions were so close and bright, we were able to perform detailed tests on them. We've also gotten really good astronomical surveys up and running that are scanning the whole sky, so we've been able to discover Type Ia supernovae earlier, basically right after they explode.

BILDSTEN: We can find a lot of supernovae now thanks to robotic telescopes all around the globe, such as the intermediate Palomar Transient Factory and the Las Cumbres Observatory Global Telescope that Andy works on, which allows for rapid monitoring of these supernovae discoveries. Then we have satellites that can go and get ultraviolet and x-ray observations right away. For radio observations, we have the Expanded Very Large Array in New Mexico that Laura uses, and which was modernized in 2012. So we can probe all wavelengths of light at once now. Lastly, there have been advances in computing that allow us to create three-dimensional simulations of supernovae to test out theoretical models. So it's not just new capabilities but all these new capabilities working together that are allowing us to make such progress.

HOWELL: I think that summary is true for astronomy as a whole. We're developing new capabilities that are leading to big, big jumps in our understanding of whatever it is we're studying, including supernovae.

TKF: Lars and Dan, as theorists, could you describe the feeling you get when your models are borne out by observations?

Daniel Kasen's research in theoretical and computational astrophysics focuses on supernovae, neutron star mergers and other energetic, short-lived cosmic events. (Credit: Daniel Kasen)

DANIEL KASEN: It's a little eerie. As a theorist, you're constantly developing ideas that seem a bit distant and abstract, almost like science-fiction. Then, suddenly, observers actually go out and bring home hard data. That’s when you’re reminded that what you're doing is connected to the real world.

BILDSTEN: It's a pretty rare time for theory because we are making predictions that are then tested on such short timescales. Historically, most theoretical work has not been strongly tested until long afterwards. Astronomy theorists are quite often, therefore, behind the observers in having a coherent picture of what is in fact out there in space. When we get ahead of the observer is when it's the most fun to be a theorist!

TKF: A perfect example of theory preceding observation is Dan's theoretical work. He proposed that material ejected by a Type Ia hits a companion star and produces an ultraviolet pulse. Andy, as well as some other astronomers, has now observed those pulses. Dan, how did you come up with this theory? And then Andy, how did you and your colleagues run with Dan's ideas?

KASEN: It was basically a question of simple curiosity. People have discussed over the years whether companion stars could survive the blast from a nearby supernova explosion. But nobody had asked, "What would it look like to actually see that happen?" It must be pretty incredible to witness the debris from the supernova—which moves at over a million miles an hour—slam head-on into another star. So I did a back-of-the-envelope calculation to estimate how hot that collision would be, how bright it might be, and so on. Surprisingly, the collision turned out to be bright enough to be seen on Earth. That gave the observers an idea of what to look for.

BILDSTEN: I remember seeing Dan give a talk at a conference here at KITP back in 2009 on his theory and saying to myself, "This is obviously the right calculation," and "This must happen." It was clear that his theory was going to provide a new avenue for testing the different hypotheses about the scenarios that generate Type Ia supernovae. And that’s what is now playing out. Dan's work is not just some made-up model. It's something you can really sink your teeth into.

Andrew Howell leads a group of scientists specializing in supernovae and dark energy research at LCOGT and UCSB. (Credit: Andrew Howell)

HOWELL: That's exactly what I was going to say, Lars. The first time I heard Dan describe his theory, it just blew me away. I remember thinking, "Whoa, this is incredible—we can totally test this out."

We quickly figured out, though, that the observations of supernovae we had on record weren't good enough. To test out Dan’s theory, we needed to do new studies to catch supernovae really early on. That realization has driven a lot of our subsequent telescope and observation proposals, like the robotic telescopes that Lars mentioned, which capture supernovae right after they occur rather than days or weeks later. As new surveys have captured hundreds of supernovae, it's been great to finally see Dan's theory play out.

TKF: What’s still missing in our picture about Type Ia supernovae? Dan, what’s still keeping you up at night?

KASEN: For a long time the question about Type Ia supernovae has been, "Is it a single white dwarf exploding, or is it a merging of two white dwarfs?" Today, a lot of people feel like both things happen. But within each of those ideas, we are still not sure how the supernova goes off how does the star gets ignited? Does it always explode or might it instead collapse into a superdense neutron star? Is the first spark of the explosion lit at the center as an accreting white dwarf is compactified, or is the star lit from the outside in, by igniting a fuse of accreted gas at the surface?

To try to connect your theory to observations, you have to use some pretty sophisticated, multi-dimensional computer simulations. We are still trying to draw those lines between the various theories and data.

BILDSTEN: It would be nice if there were a scenario we theorists could walk through with a fair amount of confidence that produces a Type Ia supernovae. I would say we're still not there, but we're getting closer.

TKF: What observations could plug these remaining gaps in our knowledge?

CHOMIUK: We've seen supernovae go off very close by in other galaxies, but we would really love it if one went off right in our galactic backyard, here in the Milky Way galaxy.

KASEN: With so many surveys happening, we're getting a very rich set of the "normal" Type Ias. But we're also really starting to probe the outliers, the unusual ones, and it could well be that some of those one-in-a-hundred weirdos will give us clues that will help unravel what’s happening in the dominant scenarios.

HOWELL: We also need theoretical breakthroughs. There's a crisis in supernova rates. No mechanism really accounts for how many supernovae we see. Figuring that out will require a lot of theoretical work, and observations will help get us there.

TKF: Does anyone have a sinking feeling that there could be three or more scenarios that explain Type Ia supernova?

KASEN: People feel confident that it is either one white dwarf or two white dwarfs exploding. But within each of those scenarios there are many different pathways, so to speak. Take the two white dwarfs scenario. There are several different ways to initiate the supernovae. You might imagine the stars wound up on a head-on collision course and blew up right away. Or maybe the two stars orbited each other and gradually spiraled in and merged, forming a single super-massive star that then later exploded. It is almost certainly white dwarfs exploding, but there might be almost a dozen different ways to make that happen.

BILDSTEN: We have categorized these major different pathways consisting of one white dwarf or two, but each of these is kind of hard and has steps that we don't understand. That could be the biggest clue that we don't actually have the right pathway. But if we don't, I think we're much better prepared now for the surprise.

CHOMIUK: To reiterate what Lars just said, we're all prepared to be surprised. We're at this really cool cultural moment right now where people are very humble and open-minded. If you ask almost anyone if they feel like they really understand what's going on in a Type Ia supernovae, they'll say no. They’ll say that the assumptions they’ve held for decades have been dashed by the wonderful observations and theoretical progress we've had in the last 10 years. Everybody's really open-minded and willing to go back to the drawing board.

KASEN: At once, we know more than we've ever known about Type Ia supernovae, and we also know less than we've ever known about Type Ia supernovae.


Putting the “Super” in Supernova

Image of most powerful supernova explosion ever recorded (SOURCE)

Within the past year, astronomers have made an incredible discovery about 4.5 million light years away from us. A supernova, but not just any supernova, the most powerful supernova recorded in history ever spotted by astronomers. This explosion is so powerful that astronomers did not even know that it was possible to have such a powerful supernova in our galaxy. The energy that was released from this supernova equated to about, “10 times more energy than the sun will emit during its entire lifetime,” truly putting into context the nature of such an explosion. According to astronomers researching this supernova, in order to create such a massive explosion the star must have shed a shell of material that made up about half of its mass before actually blowing up. This would mean that the explosion smashed through the shell, “like a wrecking ball,” at a speed of almost 4600 km/s which in turn would create a massive blast of radiation. Not only is this interesting that this supernova was the most massive one we have ever observed, but questions surrounding this explosion point to the fact that when modeling supernovas in the past we have never seen a star lose half of its mass about a decade before the actual explosion. This leads many astronomers to wonder what would have caused something like this to happen, and can potentially lead to us learning more about supermassive stars that may have existed in the early beginnings of our universe. Did you know that this discovery was made? Comment your reactions down below!


Scientists enthralled by biggest star explosion ever observed

WASHINGTON (Reuters) - Scientists have observed the biggest supernova - stellar explosion - ever detected, the violent death of a huge star up to 100 times more massive than our sun in a faraway galaxy.

The supernova, releasing twice as much energy as any other stellar explosion observed to date, occurred about 4.6 billion light years from Earth in a relatively small galaxy, scientists said. A light year is the distance light travels in a year, 5.9 trillion miles (9.5 trillion km).

It might represent, they added, a type of supernova that until now has only been theorized.

Astrophysicist Matt Nicholl of the University of Birmingham in England said two very massive stars - each about 50 times the sun’s mass - may have merged to make one extremely massive star roughly 1,000 years before the explosion. They had been part of what is called a binary system with two stars gravitationally bound to each other.

The merged star exploded in a supernova, formally named SN2016aps, inside a very dense and hydrogen-rich envelope.

“We found that the supernova was able to become so bright because of a powerful collision between the debris ejected by the explosion and a shell of gas shaken off by the star a few years earlier,” said Nicholl, lead author of the study published this week in the journal Nature Astronomy.

Stars die in various different ways depending on their size and other properties. When a massive star - more than eight times the mass of our sun - uses up its fuel, it cools off and its core collapses, triggering shock waves that cause its outer layer to explode so violently that it can outshine entire galaxies.

The researchers, who observed the explosion for two years until it diminished to 1 percent of its maximum brightness, said it may have been an example of an extremely rare “pulsational pair-instability” supernova.

“Pulsational pair-instability is when very massive stars undergo pulsations which eject material away from the star,” said study co-author Peter Blanchard, a postdoctoral fellow in astrophysics at Northwestern University in Illinois.

“This discovery shows that there are many exciting and new phenomena left to be uncovered in the universe,” Blanchard added.

Very massive stars like this one were probably more common early in the universe’s history, Nicholl said.

“The nature of those first stars is one of the big questions in astronomy,” Nicholl added. “In astronomy, seeing things further away means looking back further and further in time. So we might actually be able to see the very first stars if they explode in a similar manner to this one. Now we know what to look for.”


Betelgeuse is dimming, again!

Betelgeuse is one of the stars that make up the constellation Orion, the bright red star that is its shoulder to be precise. It is a red supergiant, a star that is about 700 times the size of our Sun, and as you might have heard in recent news, it is dimming.

Now this dimming is not necessarily anything new, as this star has had a variable brightness for thousands of years to the extent where ancient Greeks and Aboriginal Australians have noticed this. What is special about this dimming is that it the star became about 6.5x dimmer than usual, which is much more than anything that has been recorded in the last century of measurements. Does this mean that it will blow up any time soon? Astronomers don’t think so, they postulate that it is caused by several cycles overlapping for the first time in many centuries.


NASA's NuSTAR Untangles Mystery of How Stars Explode

One of the biggest mysteries in astronomy, how stars blow up in supernova explosions, is being unraveled with the help of NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array.

The high-energy X-ray observatory has created the first map of radioactive material in a supernova remnant. The results, from a remnant named Cassiopeia A (Cas A), reveal how shock waves likely rip apart massive dying stars.

"Stars are spherical balls of gas, and so you might think that when they end their lives and explode, that explosion would look like a uniform ball expanding out with great power," said Fiona Harrison, the principal investigator of NuSTAR at the California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena. "Our new results show how the explosion's heart, or engine, is distorted, possibly because the inner regions literally slosh around before detonating."

Harrison is a co-author of a paper about the results appearing in the Feb. 20 issue of Nature.

Cas A was created when a massive star blew up as a supernova, leaving a dense stellar corpse and its ejected remains. The light from the explosion reached Earth a few hundred years ago, so we are seeing the stellar remnant when it was fresh and young.

Supernovas seed the universe with many elements, including the gold in jewelry, the calcium in bones and the iron in blood. While small stars like our sun die less violent deaths, stars at least eight times as massive as our sun blow up in supernova explosions. The high temperatures and particles created in the blast fuse light elements together to create heavier elements.

NuSTAR is the first telescope capable of producing maps of radioactive elements in supernova remnants. In this case, the element is titanium-44, which has an unstable nucleus produced at the heart of the exploding star.

The NuSTAR map of Cas A shows the titanium concentrated in clumps at the remnant's center and points to a possible solution to the mystery of how the star met its demise. When researchers simulate supernova blasts with computers, as a massive star dies and collapses, the main shock wave often stalls out and the star fails to shatter. The latest findings strongly suggest the exploding star literally sloshed around, re-energizing the stalled shock wave and allowing the star to finally blast off its outer layers.

"With NuSTAR we have a new forensic tool to investigate the explosion," said the paper's lead author, Brian Grefenstette of Caltech. "Previously, it was hard to interpret what was going on in Cas A because the material that we could see only glows in X-rays when it's heated up. Now that we can see the radioactive material, which glows in X-rays no matter what, we are getting a more complete picture of what was going on at the core of the explosion."

The NuSTAR map also casts doubt on other models of supernova explosions, in which the star is rapidly rotating just before it dies and launches narrow streams of gas that drive the stellar blast. Though imprints of jets have been seen before around Cas A, it was not known if they were triggering the explosion. NuSTAR did not see the titanium, essentially the radioactive ash from the explosion, in narrow regions matching the jets, so the jets were not the explosive trigger.

"This is why we built NuSTAR," said Paul Hertz, director of NASA's astrophysics division in Washington. "To discover things we never knew - and did not expect - about the high-energy universe."

The researchers will continue to investigate the case of Cas A's dramatic explosion. Centuries after its death marked our skies, this supernova remnant continues to perplex.


شاهد الفيديو: الحلقة الرابعة من الظواهر الفلكية: المستعر الاعظم سوبر نوفاsuper nova (ديسمبر 2021).