مستعر أعظم 1987A: عشرون ألف عام قبل الانفجار ✛

الأصل: "Supernova 1987A was a "failed supernova" twenty thousand years before its jet-driven explosion"
· Noam Soker
arXiv:2608.24801v1 · 2026-08-25 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
قبل عشرين ألف عام من انفجاره، ربما بدا المستعر الأعظم 1987A وكأنه «مستعر أعظم فاشل» بالنسبة لراصد يقع في مستوى حلقته الاستوائية.

قبل عشرين ألف عام، ارتدى النجم الذي سيصبح لاحقًا مستعرًا أعظم 1987A حلقةً. ليس حلقة واحدة، بل ثلاثًا. الحلقتان الخارجيتان، مثل عاكسي ضوء، وقفتا بزاوية بالنسبة للحلقة الاستوائية، وضوء النجم، وهو يشق طريقه عبرهما، كاد لا يصل إلى الراصد لو كان في مستوى الحلقة الاستوائية. هكذا خفت النجم لعدة مئات من السنين إلى خمسة بالمائة من سطوعه السابق. اليوم، كان سيُطلق على مثل هذا الحدث اسم «مستعر أعظم فاشل»، أي نجم خفت لكنه لم ينفجر. لكنه في الحقيقة كان يختبئ خلف حلقة خاصة به.

الحلقات عبارة عن غاز قذفه النجم قبل وقت طويل من الانفجار. الحلقة الاستوائية تتوسع بسرعة 10.3 كيلومتر في الثانية، أي أبطأ بثلاثين مرة من سرعة محطة الفضاء الدولية في مدارها. خلال عشرين ألف عام، انتفخت حتى وصل نصف قطرها إلى مئة ضعف المسافة بين الشمس والأرض. ضوء النجم، عندما يمر عبر مثل هذه الحلقة، يتبعثر على جسيماتها، مثل شعاع مصباح يدوي في ضباب كثيف. بالنسبة لراصد يقع تمامًا في مستوى الحلقة، يختفي النجم تقريبًا. أما بالنسبة لراصد من الأعلى أو الأسفل، فيظل ساطعًا وكأن شيئًا لم يحدث.

بعد 10–500 عام من قذف الحلقات، انخفض لمعان النجم الظاهري بالنسبة لراصد استوائي إلى 5% من قيمته الأصلية. وهذا قريب مما يراه علماء الفلك لدى مرشحي «المستعرات العظمى الفاشلة»: N6946-BH1 خفت إلى 13–25%، بينما M31-2014-DS1 خفت إلى حوالي 7%.

هذا التوافق يثير التساؤل: أليست بعض «المستعرات العظمى الفاشلة» مجرد نجوم حجبت نفسها مؤقتًا بحلقة خاصة بها؟ إذا كان الأمر كذلك، فإن إحصاءات انهيار النجوم الضخمة قد تكون مشوهة. يبحث علماء الفلك عن ثقوب سوداء وُلدت دون انفجار، وربما يجدون نجومًا تلعب لعبة الغميضة.

لكن للعمل جزء ثانٍ أيضًا. حلقات المستعر الأعظم 1987A لا تتطابق محوريًا مع البنية ثنائية القطب للقذف، أي «ثقب المفتاح». وكأن النجم كان يدور أولًا حول محور، ثم انفجر على طول محور آخر. يقترح المؤلف سيناريو: الرفيق النجمي، أثناء تفككه، نقل دورانًا إلى النواة. كان الدوران معتدلًا، غير كافٍ لتكوين قرص تراكم رقيق، لكنه كافٍ لأن يحدث التراكم المتأخر للمادة من اتجاهات مائلة. هكذا تشكل محور مائل للنفاثات.

تقدير الزخم الزاوي النوعي للنواة، التي تم تدويرها بواسطة الرفيق، يعطي قيمة من رتبة 5×$10^{15}$ سم²/ث. هذا مشابه لتقلبات الطبقة الحملية، لكنه غير كافٍ لتكوين قرص تراكم رقيق. بدلًا من القرص، يوجد «حزام تراكم»، أي طبقة غازية دوارة دون بنية واضحة.

هذا السيناريو يظل تخمينيًا، لكنه يقدم آلية ملموسة لتفسير عدم تطابق المحاور. إذا كان صحيحًا، فإن آلية النفاثات المتمايلة، أي الانفجار بنفاثات تغير اتجاهها، تحصل على تأكيد إضافي. والمستعر الأعظم 1987A نفسه لا يصبح مجرد بقايا انفجار، بل آلة زمن: فهو يُظهر كيف كان يمكن أن يبدو النجم قبل عشرين ألف عام من أن يخفت بشكل حقيقي.

الحلقة الاستوائية للمستعر الأعظم 1987A تتمدد بسرعة 10.3 كم/ثانية، أي أبطأ 30 مرة من سرعة محطة الفضاء الدولية في مدارها. وعلى مدى 20,000 سنة، انتفخت لتصل إلى نصف قطر يبلغ حوالي 1.5×$10^{18}$ سم، وهو ما يعادل تقريبًا 100 ضعف المسافة بين الشمس والأرض.

\frac{L_e}{L_I} \approx 0.003 \left(\frac{\sin\alpha_e}{\sin 15^\circ}\right)^{5/2} \left(\frac{\tau_{T,z}}{\tau_{T,r}}\right)^{3/2} \left(\frac{M_{ring,e}}{0.1M_\odot}\right)^{-1/2} \left(\frac{v_e}{10\,\text{км/с}}\right) \left(\frac{t+\Delta t_e}{33\,\text{лет}}\right)^{1/2} \left(\frac{t}{30\,\text{лет}}\right)^{1/2}
Показывает, что экваториальное кольцо почти полностью скрывает свет звезды для наблюдателя в его плоскости
j_e(1.5) = \omega(1.5) R^2(1.5) = 5\times10^{15} \left(\frac{\eta_s}{0.3}\right) \left(\frac{M_{core}}{8M_\odot}\right)^{1/2} \left(\frac{R_T}{3R_\odot}\right)^{-3/2} \left(\frac{R(1.5)}{0.1R_\odot}\right)^2 \,\text{см}^2/\text{с}
Оценка вращения ядра, переданного при разрушении компаньона; сравнивается с порогом для образования аккреционного диска
j_{dir} = v_{dir} r = \omega r^2 \sin\beta \simeq j_e(1.5) \sin\beta
Показывает, что поздняя аккреция с наклонных направлений может дать угловой момент, ось которого наклонена к исходной оси вращения
العلماء
Enrico FermiAugustin-Louis CauchyChristiaan HuygensEmmy NoetherIsaac NewtonSubrahmanyan Chandrasekhar
المفاهيم
مستعر أعظم 1987أ سلف مسييه 87 كاسيوبيا A قذف نفاثات مستعر أعظم الكيلونوفا قذف الأجسام بين النجمية تشكل ثنائي النجوم النيوترونية