Astronomia: Watafiti Wafumbua Siri ya Supernova Zinazong'aa Zaidi

Kenya - Shirika la Habari la Ekhbary

Astronomia: Watafiti Wafumbua Siri ya Supernova Zinazong'aa Zaidi

Supernova, milipuko mikubwa inayoashiria kifo cha nyota kubwa, ni miongoni mwa matukio ya kuvutia na yanayong'aa zaidi ulimwenguni. Hata hivyo, kundi dogo la maonyesho haya ya angani, yanayojulikana kama supernova zenye mwangaza mkubwa (SLSNe), huangaza zaidi ya wenzao wa kawaida kwa mara kadhaa hadi mamia, na hivyo kuleta kitendawili kinachoendelea cha astrofizikia. Sasa, wanasayansi wametangaza ugunduzi wa kihistari, wakifichua chanzo cha nguvu nyuma ya milipuko hii ya nyota yenye mwangaza wa kipekee.

Ufunguo wa ufunuo huu ulitokana na utafiti wa supernova yenye mwangaza mkubwa iliyoko takriban bilioni moja ya miaka nuru kutoka Duniani, iliyogunduliwa kwa mara ya kwanza mnamo Desemba 2024. Watafiti walitumia Kituo cha Uchunguzi cha Las Cumbres huko California na Darubini ya Atlas iliyoko Chile kuchambua tukio hilo kwa umakini. Matokeo yao muhimu, yaliyochapishwa katika jarida la kifahari la 'Nature,' yanatoa maelezo ya kushawishi kwa nuru isiyo ya kawaida inayotolewa na milipuko hii.

Mwangaza mkali kupita kiasi, wanasayansi wanaripoti, unaendeshwa na 'magnetar' iliyoachwa baada ya mlipuko. Magnetar ni mabaki ya nyota yenye msongamano mkubwa sana na inayozunguka haraka, inayojulikana kwa kuwa na uga sumaku wenye nguvu isiyo ya kawaida. Kadiri magnetar hii inavyozunguka mamia ya mara kwa sekunde, huweza 'kunyonya' chembe zenye chaji na kisha kuzirusha ndani ya wingu la gesi na vumbi linalopanuka la nyota inayokufa, na hivyo kuongeza mwangaza wake kwa kiasi kikubwa. Uingizaji huu endelevu wa nishati hubadilisha mlipuko ambao tayari una nguvu kuwa mwangaza unaovutia unaoonekana katika umbali mkubwa wa angani.

Mwanafizikia wa nyota Joseph Farah kutoka Kituo cha Uchunguzi cha Las Cumbres na Chuo Kikuu cha California, mwandishi mkuu wa utafiti huo, anaeleza asili ya magnetar: «Magnetar ni aina ya nyota ya nyutroni – kiini kilichoporomoka cha nyota kubwa baada ya kifo chake. Wakati nyota kubwa imemaliza mafuta yake ya nyuklia, haiwezi tena kuhimili nguvu kubwa ya mvutano.» Farah anaeleza kwa undani mchakato huo: «Kiini cha nyota kinabanwa chini ya uzito wa nyota nzima iliyo juu yake, na kusababisha protoni na elektroni kuungana na kuwa nyutroni.»

Farah anaendelea kueleza zaidi kuhusu hatima za nyota: «Ikiwa wingi wa kiini ni mkubwa sana, huporomoka tu na kuunda shimo jeusi. Lakini ikiwa masharti yanayofaa yanapatikana, nyota ya nyutroni inayotokana huishi kutokana na kuporomoka kwa kiini.» Katika kesi ya SLSNe, magnetar, iliyozaliwa kutokana na kuporomoka huku, inakuwa injini ya ndani, ikiendelea kulisha supernova kwa mwangaza wake mkubwa. Maelezo haya hayafafanui tu ukali bali pia yanaongeza uelewa wetu wa jinsi baadhi ya nyota kubwa zinavyofikia miisho ya kuvutia.

Supernova ya kwanza yenye mwangaza mkubwa ilitambuliwa mnamo 2006 na Andy Howell, mwanafizikia wa nyota katika Kituo cha Uchunguzi cha Las Cumbres na mwandishi mwenza wa utafiti mpya. Nadharia kwamba magnetar inaweza kuwa chanzo cha nishati kwa supernova kama hizo ilipendekezwa kwa mara ya kwanza mnamo 2010. Howell anaamini kwamba matokeo haya mapya yanathibitisha kwa nguvu nadharia hii ya muda mrefu, ikitoa ushahidi thabiti wa uchunguzi kusaidia mfumo wa kinadharia.

Moja ya sifa bainifu za baadhi ya supernova zenye mwangaza mkubwa, ikiwemo ile iliyosomwa, ni kwamba mwangaza wake hubadilika-badilika kwa miezi kadhaa, na mabadiliko haya yanakuwa mafupi zaidi kadiri muda unavyokwenda. Watafiti wanahusisha mabadiliko haya na jambo linalojulikana kama Lense-Thirring precession. Kufuatia mlipuko wa awali, mvutano wa magnetar huvutia baadhi ya vifaa vya nyota, na kuunda diski kuizunguka. Kutokana na Lense-Thirring precession, ambayo inaeleza jinsi kitu kikubwa kinachozunguka kinavyopotosha nafasi-wakati, diski hii ya mkusanyiko huanza kuyumba.

Howell anaeleza, «Hii inasababisha uhamishaji wa nishati kutoka kwa magnetar kwenda kwa supernova inayopanuka kubadilika,» akielezea moja kwa moja mabadiliko yaliyozingatiwa katika mwangaza wa supernova. Mwingiliano huu tata kati ya magnetar na mazingira yake unatoa ufahamu muhimu kuhusu mienendo ya astrofizikia inayotokea katika mazingira haya magumu.

Ingawa watafiti hawajabainisha kwa usahihi ukubwa wa nyota mama kabla ya kutoweka kwake kwa kuvutia, Farah anapendekeza kuwa pengine ilikuwa nyota kubwa sana, labda mara kadhaa zaidi kuliko Jua letu na kuangaza zaidi kwa mara laki kadhaa. Ili kuonyesha mwangaza mkubwa, Farah anatoa ulinganisho wa kushangaza: «Kuna swali kubwa la 'nini kama': Ni nini kingeng'aa zaidi, Jua likibadilika kuwa supernova kilomita milioni 150 kutoka Duniani – au bomu la haidrojeni likilipuka kwenye mboni ya jicho lako? Jibu ni: supernova, kwa mara tisa zaidi.»

Na ulinganisho huo ni kwa supernova ya kawaida tu. Supernova yenye mwangaza mkubwa ingezidi mwangaza huo kwa mara kumi hadi mia, au zaidi. «Kwa namba kamili, supernova yetu ilikuwa na mwangaza ambao ulikuwa mkali zaidi kuliko Milky Way nzima iliyounganishwa,» Farah anahitimisha. Ugunduzi huu hauboreshi tu uelewa wetu wa supernova lakini pia unafungua njia mpya za kuchunguza siri za angani zenye mwangaza zaidi ulimwenguni.

Shirika la Habari la Ekhbary