غلاف أشعة سينية يكشف انفجار مستعر أعظم في الميكروكويزار SS 433 ✛ ✎

الأصل: "An X-ray Shell Reveals the Supernova Explosion for Galactic Microquasar SS 433"
arXiv:2410.06510 · 2024-10-09 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 2 دقيقة
حول الثقب الأسود SS 433 عُثر على غلاف ساخن، وهو أثر مستعر أعظم انفجر قبل 20–30 ألف سنة.

إلى الشمال من الميكروكويزار SS 433، في نطاق الأشعة السينية اللينة، ظهر قوس. خافت، ضبابي، لكنه يعيد بإصرار رسم ملامح كانت معروفة بالفعل من رصد الموجات الراديوية. درس علماء الفلك طيفه، فرأوا غازًا مسخنًا إلى أحد عشر مليون كلفن. غاز لا يمكن أن تصل حرارته إلى هذا المستوى لا بالنفاثات ولا برياح قرص التراكم.

هذا الغاز هو موجة صدمة متجمدة. لقطة كونية من الماضي: الغلاف كلحظة محفوظة من ولادة الثقب الأسود. قبل عشرين إلى ثلاثين ألف سنة، انفجر نجم ضخم كمستعر أعظم، وما تزال طبقاته الخارجية تتطاير في الفضاء. في المركز بقي ثقب أسود كتلته من خمس إلى خمس عشرة كتلة شمسية، وهو الآن يسحب مادة النجم المرافق ويقذف نفاثات ضيقة من البلازما، تلك النفاثات التي تجعل SS 433 يشبه برغيًا كونيًا عملاقًا.

السديم W50، الذي يقع داخله SS 433، يشبه في شكله خروف البحر، ولذلك يُلقب بـ«سديم خروف البحر».

في السابق، كان من غير الواضح ما إذا كان الثقب الأسود في مثل هذا النظام يولد عبر انفجار أم عبر انهيار هادئ دون وميض. الآن حصلنا على الجواب: لقد كان هناك انفجار. ما يدل على ذلك هو درجة حرارة البلازما ووفرة السيليكون التي تزيد عن وفرة الشمس بمرتين إلى ثلاث مرات. السيناريوهات البديلة، مثل التسخين بالنفاثات أو برياح القرص، تعطي درجة حرارة وسطوعًا منخفضين للغاية. يبقى تفسير واحد: بقايا مستعر أعظم، يتوسع وفق نموذج سيدوف-تايلور. طاقة الانفجار حوالي $10^{51}$ إرج. للمقارنة: هذه الطاقة تشعها الشمس خلال عشرة مليارات سنة.

هذا الاكتشاف يربط تطور النظام الثنائي بماضيه الانفجاري. وهو يفسر مصدر المادة اللازمة للتراكم فوق الحرج في الميكروكويزارات الفتية: جزء من المادة التي قذفها الانفجار يسقط عائدًا نحو الثقب الأسود. كما يعطي أول نقطة رصد على مخطط «طاقة الانفجار مقابل كتلة البقايا»، وهي نقطة بالغة الأهمية لمعايرة نماذج تكوين الثقوب السوداء. الآن، عندما ينظر الفلكيون إلى القوس السيني شمال SS 433، لا يرون مجرد غاز ساخن. إنهم يرون اللحظة التي مات فيها نجم لكي يولد ثقب أسود.

السديم W50، الذي يقع داخله SS 433، يشبه في شكله خروف البحر، ولذلك يُلقب بـ«سديم خروف البحر».

v_s = \sqrt{\frac{16 kT}{3 \mu m_p}}
تُحسب سرعة موجة الصدمة من درجة حرارة البلازما: كلما كان الغاز أسخن، كان تمدده أسرع. لدرجة حرارة حوالي 1 كيلو إلكترون فولت، تبلغ السرعة مئات الكيلومترات في الثانية.
\dot{M} \approx (5.1 \times 10^{-5} M_{\odot}\,\mathrm{yr}^{-1}) \left(\frac{M_c}{8 M_{\odot}}\right) \left(\frac{M_{\mathrm{acc}}}{1 M_{\odot}}\right) \left(\frac{\alpha}{0.01}\right) \left(\frac{t}{10^4\,\mathrm{yr}}\right)^{-1.35}
يقدّر كمية المادة التي تسقط عائدة نحو الثقب الأسود بعد آلاف السنين من الانفجار. بالنسبة لـSS 433، هذا المعدل كافٍ لدعم التراكم فوق الحرج.
العلماء
Stephen HawkingJacob BekensteinRoger PenroseFritz ZwickyFred HoyleMargaret Burbidge
المفاهيم
تشكل الثقب الأسود فائق الضخامة نمو الثقب الأسود فائق الكتلة تشكل بقايا المستعر الأعظم بقايا المستعر الأعظم نجم زائف راديوي صاخب نجم شبه نجمي ميكروكوازار تغذية الكوازار الراجعة انفجار نجمي فجوة الكتلة في التفاعل النووي انفجارات شبه دورية كاسيوبيا A تخليق العناصر في النجوم الأولى سلف تركيب الهالة المجرية طَوْق مجرة راديوية مسييه 87 مجرة مضيفة انفجار أشعة سينية