زقزقة مستعر أعظم انعكست في موعدها المتوقَّع

تفوق المستعرات العظمى فائقة السطوع (superluminous supernovae) المستعراتِ العادية سطوعًا بعشرة أضعاف على الأقل. وما يمدّها بالطاقة لا يزال سؤالًا مفتوحًا. ومن أبرز الأفكار المطروحة نجمٌ مغناطيسي (magnetar) وليد: نجم نيوتروني سريع الدوران يضخّ طاقته الدورانية في حطام الانفجار. وينبغي لهذا المحرّك أن يجعل الضوء يخبو بانتظام بعد ذروته. ومع ذلك، يُظهر 50 إلى 70% من هذه المستعرات نتوءات في منحنيات ضوئها. ويتنافس تفسيران: محرّكٌ متذبذب الوميض، أو حطامٌ يرتطم بقشور من الغاز كان النجم قد نفثها في وقت سابق.

أول مستعر أعظم زقزق

اكتُشف المستعر الأعظم SN 2024afav في ديسمبر 2024، على بُعد نحو 327 ميغافرسخًا فلكيًا. وفي ورقة سابقة، بيّن جوزيف فرح (Joseph Farah) ولوغان بروست (Logan Prust) وزملاؤهما أن نتوءاته كانت تتقارب أكثر فأكثر: إذ انخفض الفاصل الزمني بينها من نحو 39 يومًا إلى 17 يومًا، بين اليوم 99 واليوم 166 بعد الانفجار. ومثل تغريدة طائر تعلو نبرتها، زقزق، فكان أول مستعر أعظم معروف يفعل ذلك.

وكان تفسيرهم: قرصٌ مائل من الغاز يتساقط عائدًا إلى النجم المغناطيسي، ويتمايل مثل خذروف دوّار، فيجعل الضوء يرتفع وينخفض. لكن النموذج كان يضم معاملات قابلة للضبط كثيرة: دوران النجم، وحقله المغناطيسي، وبنية القرص، وسرعة تساقط الغاز. ولم يُثبت حسنُ المطابقة إلا أن هذه الصورة يمكن أن تصحّ، لا أنها حتمية.

قاعدة بلا معاملات قابلة للضبط

مع هانغ يو (Hang Yu)، من جامعة ولاية مونتانا، جرّد الفريق النموذج حتى أبقى منه على أربعة افتراضات تشترك فيها كل نسخه: كيف يتوقف التمايل على الحافة الداخلية للقرص وعلى دوران النجم؛ وأين تتوازن رياح النجم المغناطيسي مع ضغط القرص؛ وكيف يتضاءل الغاز المتساقط مع الزمن؛ وكيف يتباطأ دوران النجم.

ومن هذه الافتراضات وحدها، لا بد أن تقع كميتان قابلتان للقياس، هما سرعة تسارع الزقزقة وسرعة خفوت المحرّك، على خط مستقيم، أيًّا كانت القيم المجهولة. وهذا الخط يفرض تنبؤًا. فما دام ضغط القرص ينخفض أسرع من رياح النجم المغناطيسي، يزحف القرص إلى الداخل ويتسارع التمايل. وحين يصبح خفوت المحرّك أسرع، تدفع الرياحُ القرصَ إلى الخارج من جديد ويتباطأ التمايل. لا بد أن تتوقف الزقزقة، ثم تنعكس.

متى؟ يتحدد الموعد أساسًا بزمن تباطؤ دوران النجم المغناطيسي، أي الزمن الذي يستغرقه ليفقد جزءًا كبيرًا من دورانه، وهو 87 ± 11 يومًا، يُقرأ من الجزء المنتظم من منحنى الضوء، بمعزل عن النتوءات. وباستخدام الزقزقة المنشورة وهذا الزمن وحدهما، تنبأت العلاقة بانعطاف قرب اليوم 133 في الإطار المرجعي للمستعر الأعظم نفسه (أي ساعته الخاصة، بعد تصحيحها من تمدد الزمن الناجم عن المسافة الكونية ومن تأخر الضوء في الخروج من الحطام)، أي نحو اليوم 150 كما يُرى من الأرض، تليه نتوءات تتباعد. أما خطٌّ مستقيم يمر بالفترات المبكرة فقال العكس: سيظل التمايل يتسارع إلى أن تبلغ فترته الصفر، قرب اليوم 180.

الانعطاف

بحث الفريق بعد ذلك في 109 أرصاد إضافية من تلسكوبات مرصد لاس كومبريس (Las Cumbres)، حتى اليوم 262، إضافة إلى بيانات من مسح ATLAS. وبعد اليوم 170، أظهر منحنى الضوء خمس قمم وقيعان جديدة، وكانت تتباعد. وفي خريطة زمنية-ترددية، يصعد الإيقاع السائد من نحو 0.025 دورة في اليوم إلى 0.07، ثم يعود فينخفض بوضوح.

منحنى ضوء SN 2024afav (A)، ونتوءاته بعد إزالة الانحدار المنتظم (B)، وإيقاعها عبر الزمن (C): يرتفع التردد، ثم ينخفض بعد اليوم 160 تقريبًا. — الشكل 2، Farah, Prust & Yu (2026)، arXiv:2610.39240.

انعكست الزقزقة في اليوم 147 ± 3 كما يُرى من الأرض، أي 132 ± 3 يومًا في الإطار المرجعي للمستعر الأعظم، بما يطابق اليوم 133 المتنبَّأ به. وبعد ذلك، طالت الفترة من نحو 23 يومًا إلى نحو 35 يومًا. فقد كانت الفترة تطول بنحو 0.28 يوم عن كل يوم يمضي (± 0.12)، وهذا يقع في منتصف النطاق المتنبَّأ به تمامًا. أما الاستمرار وفق الخط المستقيم فمستبعد بما يتجاوز 5 سيغما بكثير، وهو مستوى تكاد تُستبعد عنده المصادفة كليًّا.

فترات الزقزقة السابقة (بالأزرق) و«الزقزقة المعاكسة» (antichirp) الجديدة (بالبرتقالي)، مقارنةً بالتنبؤ المستخلص من الزقزقة وحدها (الشريط الأزرق) وبامتداد الخط المستقيم (المتقطع). — الشكل 3، Farah, Prust & Yu (2026)، arXiv:2610.39240.

ليست مجرد قشور من الغاز

تُظهر أطياف SN 2024afav فعلًا علامات على وجود غاز محيط، فمن المرجح أنه موجود. لكن المؤلفين يرون أنه ليس ما يحدّد الإيقاع. فقد حاكوا نحو 50,000 منحنى ضوئي عشوائي مشوب بالضجيج، مضبوطة على ستة مستعرات عظمى فائقة السطوع أخرى ذات نتوءات: أقل من 0.1% منها كان متطرفًا بقدر SN 2024afav. فقشور الغاز تحتاج إلى مسافات فاصلة تتقلص أولًا ثم تتسع، من دون أن يربط شيءٌ هذا التحول باليوم 150. ثم إن الارتطام بالقشور يُحدث نتوءات غير متناظرة، ترتفع سريعًا وتخبو ببطء، في حين تبدو هذه النتوءات موجةً منتظمة.

قراءة القرص

لا تسمح العلاقة بخط واحد، بل بقائمة قصيرة من الخطوط، خطٍّ لكل نوع من الأقراص ولكل آلية تمايل؛ والانحدار المقيس هو الذي يختار من بينها. فهو يبلغ 11.6 ± 1.6، وهو أشدّ انحدارًا مما يمكن أن ينتجه أي قرص رقيق يبرد بإشعاع حرارته. ويشير بدلًا من ذلك إلى تدفق داخلي ساخن يحبس حرارته ويفقد كتلته في رياح، ومن بين الأسباب الثلاثة المرشّحة للتمايل، يقع تقريبًا بالضبط على السبب المسمّى مبادرة لينزه–ثيرنغ (Lense–Thirring precession)، وهي تمايل ينشأ لأن النجم الدوّار يجرّ الفضاء من حوله، في حين يستبعد الالتواء المغناطيسي.

ومن المنتظر أن ترصد مسوح السماء المقبلة مزيدًا من المستعرات العظمى التي تزقزق. وكل منها إما أن يقع على أحد الخطوط التي تسمح بها العلاقة، فيكشف آلية تمايله من النظرة الأولى، وإما أن يكشف، مثل SN 2024afav، شيئًا عن القرص الذي يغذّي محرّكه.