کشف انفجار بی‌سابقه؛ آیا نخستین نشانه‌ها از «سوپر کیلونوا» در کیهان مشاهده شده است؟

زومیت/اخترشناسان با انفجاری بی‌سابقه روبه‌رو شده‌اند؛ ستاره‌ای که ظاهراً دوبار منفجر شده و نشانه‌های دو پدیدهٔ کاملاً متفاوت را هم‌زمان نشان می‌دهد.

اخترشناسان با رویدادی روبه‌رو شده‌اند که اگر درنهایت تأیید شود، می‌تواند برای نخستین بار نمونه‌ای واقعی از پدیده‌ای باشد که سال‌ها فقط روی کاغذ درباره‌اش صحبت می‌شد: «سوپر کیلونوا». ماجرا از جایی شروع شد که به نظر می‌رسید ستاره‌ای بسیار بزرگ و رو به مرگ، نه‌تنها منفجر شده، بلکه پس از شکافتن هسته‌اش به دو بخش، دوباره باعث انفجار دوم و متفاوتی شده است؛ انفجاری که هم فضا-زمان را به لرزه درآورده و هم برخی از سنگین‌ترین عناصر جهان را ساخته است.

برای درک اهمیت این اتفاق، بد نیست بدانیم ستاره‌های کلان‌جرم معمولاً پایان عمر نسبتاً مشخصی دارند. آن‌ها وقتی سوختشان تمام می‌شود، دراثر گرانش خود فرو می‌ریزند و با انفجاری عظیم به نام ابرنواختر از هم می‌پاشند. این انفجارها عناصری مثل کربن، اکسیژن و آهن را در فضا پخش می‌کنند که بعدها بخشی از سیارات و حتی بدن ما را تشکیل می‌دهند.

در مقابل، کیلونوا نوع دیگری از انفجار کیهانی است که وقتی رخ می‌دهد که دو ستاره نوترونی، یعنی هسته‌های فوق‌چگالِ باقی‌مانده از ستاره‌های مرده، با هم برخورد می‌کنند. این برخوردها می‌توانند عناصری بسیار سنگین‌تر، مثل طلا و پلاتین را بسازند.

تصویر مفهومی هنرمند از رویداد سوپر کیلونوا.

رویدادی که به تازگی توجه دانشمندان را جلب کرده، با نام AT2025ulz شناخته می‌شود و به نظر می‌رسد ویژگی‌های هر دوی انفجارهای یادشده را یک‌جا داشته باشد. اخترشناسان مدت‌ها به‌طور نظری پیش‌بینی کرده بودند که شاید در شرایطی بسیار خاص، انفجاری «دوگانه» رخ دهد؛ اما تا امروز هیچ مدرک مستقیمی از آن در دست نبود. اگر این تفسیر درست باشد، AT2025ulz می‌تواند نخستین نمونه مشاهده‌شده از یک سوپر کیلونوا باشد؛ انفجاری ترکیبی و بسیار نادر که در آن یک جرم آسمانی، دو انفجار جداگانه اما به یک اندازه چشمگیر تولید می‌کند.

مانسی کاسلیوال، استاد اخترشناسی در مؤسسه فناوری کالیفرنیا و نویسنده اصلی پژوهش، می‌گوید: «هنوز نمی‌توانیم با قطعیت بگوییم که یک سوپر کیلونوا پیدا کرده‌ایم، اما این رویداد به‌قدری عجیب و غیرمنتظره است که چشم‌ها را باز و ما را وادار می‌کند دوباره به مدل‌هایمان فکر کنیم.»

به‌گزارش لایوساینس، داستان کشف AT2025ulz به ۱۸ اوت ۲۰۲۵ برمی‌گردد. در آن روز، آشکارسازهای امواج گرانشی در آمریکا و اروپا (دستگاه‌هایی بسیار حساس که می‌توانند لرزش‌های ریز فضا-زمان را ثبت کنند) سیگنالی ضعیف اما معنادار دریافت کردند. این سیگنال شبیه چیزی بود که هنگام ادغام دو جرم بسیار فشرده دیده می‌شود. کمی بعد، تلسکوپ‌های نوری هم وارد ماجرا شدند. سامانه رصدی زوئیکی در کالیفرنیا نقطه‌ای سرخ‌رنگ و کم‌نور را در همان بخش از آسمان دید که به‌سرعت در حال محو شدن بود.

رفتار دیده‌شده در ابتدا بسیار شبیه تنها کیلونوا‌ی تأییدشده تاریخ، یعنی رویدادی به نام GW170817 در سال ۲۰۱۷، به نظر می‌رسید. درخشش سرخ‌رنگ معمولاً نشانه‌ی ساخته‌شدن عناصر سنگین تازه، مثل طلا و پلاتین، است. اما ماجرا به همین‌جا ختم نشد. برخلاف انتظار اخترشناسان، AT2025ulz به‌جای آنکه به‌تدریج خاموش شود، دوباره شروع به روشن‌تر شدن کرد.

رصدهای بعدی از سوی حدود ۱۲ رصدخانه در سراسر جهان، از جمله رصدخانه بزرگ کِک در هاوایی، نشان داد که نور این رویداد در حال تغییر است و به سمت طول‌موج‌های آبی‌تر می‌رود. مهم‌تر از آن، در طیف نور نشانه‌هایی از هیدروژن دیده شد. این نکته بسیار مهم بود؛ زیرا وجود هیدروژن معمولاً به ابرنواخترها و نه کیلونواها مربوط می‌شود. داده‌ها همچنین نشان می‌دادند که هیدروژن و هلیوم حضور دارند؛ یعنی ستاره اولیه پیش از انفجار، بیشتر لایه‌های بیرونیِ غنی از هیدروژن خود را از دست داده بود.

برای توضیح معمای پیچیده، پژوهشگران سناریویی جسورانه ارائه کرده‌اند. به‌گفته آن‌ها، احتمالاً ستاره‌ای بسیار پرجرم و با چرخش فوق‌العاده به‌سرعت فرو ریخته و ابتدا مانند ابرنواختر معمولی منفجر شده است. اما در مرحله بعد، هسته ستاره به‌جای آنکه به ستاره نوترونی تبدیل شود، به دو ستاره نوترونی کوچک‌تر شکافته شده است. این دو هسته تازه‌متولدشده سپس ظرف چند ساعت به دور هم چرخیده، به هم نزدیک شده و در نهایت با هم اصابت کردند؛ برخوردی که یک کیلونوا را در دل بقایای در حال گسترش ابرنواختر ایجاد کرده است.

ترکیب ویژگی‌های ابرنواختر و کیلونوا باعث شده است که AT2025ulz به رویداد نادر و بی‌سابقه‌ای تبدیل شود

در چنین حالتی، انفجار اول (ابرنواختر) تا مدتی نشانه‌های انفجار دوم (کیلونوا) را پنهان می‌کند و همین موضوع می‌تواند توضیح دهد که چرا اخترشناسان ابتدا یک چیز دیدند و بعد ناگهان با رفتاری کاملاً متفاوت روبه‌رو شدند.

داده‌های امواج گرانشی هم تا حدی از این ایده پشتیبانی می‌کند. این داده‌ها نمی‌توانند جرم دقیق هر یک از دو ستاره نوترونی را مشخص کنند، اما نشان می‌دهند که بعید است هر دو آن‌ها جرمی بیشتر از خورشید داشته باشند.

محاسبات پژوهشگران حاکی از آن است که با احتمال ۹۹ درصد، دست‌کم یکی از این اجرام جرمی کمتر از خورشید داشته است؛ نتیجه‌ای که با فیزیک معمول ستاره‌ها سازگار نیست؛ زیرا نظریه‌های رایج می‌گویند ستاره‌های نوترونی نباید سبک‌تر از حدود ۱٫۲ برابر جرم خورشید باشند. چنین ستاره‌های نوترونی کم‌جرمی فقط در شرایط بسیار خاص، یعنی هنگام فروپاشی ستاره‌ای با چرخش بسیار سریع، می‌توانند شکل بگیرند؛ دقیقاً همان چیزی که این سناریو پیشنهاد می‌کند.

با‌این‌حال، خود پژوهشگران هم محتاط‌اند. آن‌ها تأکید می‌کنند که به‌دلیل پیچیدگی و هم‌پوشانی سیگنال‌ها، هنوز نمی‌توان با اطمینان کامل گفت همه این نشانه‌ها متعلق به رویدادی واحد بوده و احتمال تصادفی‌بودن هم‌زمانی چند پدیده جداگانه را به‌طور کامل رد کرد.

به گفته تیم پژوهشی، راه‌حل نهایی ساده اما زمان‌بر است: باید نمونه‌های بیشتری پیدا شود. نسل جدید رصدخانه‌ها، از جمله رصدخانه ورا سی. روبین و تلسکوپ فضایی «نانسی گریس رومن» ناسا، قرار است در سال‌های آینده آسمان را با دقتی بی‌سابقه پایش کنند. اگر سوپر کیلونواها واقعاً وجود داشته باشند، این ابزارها دیر یا زود آن‌ها را دوباره خواهند دید.

پژوهش در ژورنال The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.