ابرنواختری که 88 روز طول کشید تا به اوج برسد

ابرنواختر 1987A به اخترشناسان آموخت که ستاره‌ای سرشار از هیدروژن می‌تواند منفجر شود و سپس با آرامش پیش برود: به جای شعله‌ور شدن در چند روز، حدود 100 روز آهسته درخشان شد. این ابرنواختر نمونهٔ نخستین خانواده‌ای کوچک شد، ابرنواخترهای «شبه‌87A» — حدود 30 نمونه شناخته شده‌اند، تقریباً 1.4% از همهٔ ستاره‌های فروریزنده.

در سال‌های اخیر، پیمایش‌های گستردهٔ آسمان چند عضو افراطی از این خانواده را یافته‌اند که بسیار درخشان‌تر و ماندگارتر از بقیه‌اند. توضیح آن‌ها با سازوکار معمول دشوار است، سازوکاری که در آن نوترینوهای ستارهٔ نوترونیِ تازه‌زاده ستاره را از هم می‌پاشند.

غولی کُندرو

در 11 مه 2023، Zwicky Transient Facility در کالیفرنیا چشمهٔ تازه‌ای را در کهکشانی کوچک با انتقال به سرخ 0.1020، در فاصلهٔ حدود 485 مگاپارسک، یعنی 1.6 میلیارد سال نوری، شناسایی کرد. این چشمه که SN 2023iop نام گرفت، بیش از 600 روز به دست گروهی بین‌المللی به رهبری استیو شولتسه از مؤسسهٔ علوم وایزمن در اسرائیل، با تلسکوپ‌هایی از فرابنفش تا امواج رادیویی، دنبال شد.

• دست‌کم 88 روز طول کشید تا به اوجش برسد — صعود واقعی طولانی‌تر بود، چون هنگام کشف در حال بالا رفتن بود.
• در اوج به قدر مطلق −20.1 رسید: حدود 0.9 قدر درخشان‌تر از رکورددار پیشین خانواده‌اش، OGLE-73، و 3.7 تا 4.0 قدر درخشان‌تر از SN 1987A. در این مقیاس، عدد کمتر یعنی درخشان‌تر، و هر قدر تقریباً معادل ضریب 2.5 است.
• دست‌کم 4.3 × 10⁵⁰ ارگ تابش کرد، احتمالاً نزدیک‌تر به 10⁵¹ — ارگ یکای بسیار کوچکی از انرژی است، با این حال این همان مقداری است که خورشید در چند میلیارد سال می‌تاباند.
• طیف‌هایش به طیف یک ابرنواختر معمولیِ سرشار از هیدروژن شبیه است — اما بسیار آهسته تغییر می‌کند. تقریباً یک سال پس از اوج، SN 2023iop هنوز به مرحله‌ای نرسیده بود که در آن پوشش بیرونی شفاف می‌شود و خطوط هسته را آشکار می‌کند، مرحله‌ای که SN 1987A در حدود 100 روز به آن رسید.

SN 2023iop (سیاه) در برابر SN 1987A، SN 2018hna، رویدادهای افراطی OGLE-73 و SN 2020faa، و ابرنواخترهای شبه‌87A از پیمایش ZTF (خاکستری): درخشان‌تر و پهن‌تر از همهٔ آن‌ها. — شکل 18، Schulze و همکاران (2026)، arXiv:2610.27312.

انرژی بیش از حد برای نوترینوها

انفجار نوترینو‌ران بودجه‌ای ثابت دارد: ستارهٔ نوترونیِ تازه‌زاده حدود 3 × 10⁵³ ارگ آزاد می‌کند، شبیه‌سازی‌ها حدود 1% آن را به حرکت تبدیل می‌کنند و یک ابرنواختر معمولی تنها حدود 10⁴⁹ ارگ تابش می‌کند. برای رسیدن به SN 2023iop، کل این زنجیره باید حدود 50 برابر کارآمدتر باشد — که به صورت مواد پرتاب‌شدهٔ سریع‌تر یا ردهای برخورد با گاز پیرامون دیده می‌شد. هیچ‌کدام دیده نمی‌شود.

منحنی نوری دو سرنخ دیگر هم می‌دهد. صعود آهسته حاکی از بیش از 12 جرم خورشیدی مادهٔ پرتاب‌شده است. و اگر اوج، مانند بسیاری از ابرنواخترها، از نیکل-56 پرتوزا نیرو می‌گرفت، به حدود 2.2 جرم خورشیدی از آن نیاز بود — فراتر از آنچه انفجاری نوترینو‌ران می‌تواند بسازد. نویسندگان تأکید می‌کنند که این یک حد بالاست و تنها اگر پرتوزایی غالب باشد معتبر است.

اثر انگشت نیکل

گویاترین سرنخ دیر پدیدار شد. تا روز 326 پس از اوج، برآمدگی دومی در طیف نزدیک 7,300 آنگستروم رشد کرده بود که تا روز 140 وجود نداشت. گروه با احتیاط آن را خطی از نیکل-58 پایدار می‌داند که اگر گاز در 5,000 کلوین باشد حاکی از حدود 0.017 جرم خورشیدی از آن است — و اگر در 3,000 کلوین باشد ده برابر بیشتر.

این اهمیت دارد زیرا ستاره‌های فروریزندهٔ معمولی حدود ده برابر کمتر از این می‌سازند. چنین مقادیری تنها در مدل‌های ابرنواخترهای ناپایداری جفت (pair-instability supernovae) به دست می‌آیند که هستهٔ هلیومی‌شان از صد خورشید فراتر می‌رود. این مسیر برای هسته‌های هلیومی 65 تا 130 برابر خورشید باز می‌شود: جفت‌های الکترون و پوزیترون به بهای فوتون‌هایی که هسته را سرپا نگه داشته‌اند در آن پدید می‌آیند؛ هسته که این فشار را از دست می‌دهد فرو می‌ریزد، گرم می‌شود و همجوشی یک‌باره از کنترل بیرون می‌رود، به اندازه‌ای که کل ستاره را از هم بپاشد. هیچ‌یک از ابرنواخترهای مقایسه این برآمدگی را نشان نمی‌دهند.

آنچه جور درمی‌آید و آنچه نه

مدلی منتشرشده از انفجار ناپایداری جفت یک ابرغول سرخ با جرم 190 برابر خورشید، صعود، اوج و طیف‌ها را به‌طرز چشمگیری خوب بازتولید می‌کند — تا 150 روز پس از اوج. سپس شکست می‌خورد: مدل با واپاشی کبالت-56، حدود 1 قدر در هر 100 روز، کم‌نور می‌شود، در حالی که SN 2023iop تنها 0.2 قدر در هر 100 روز کم‌نور شد و در آبی تا 3.5 قدر درخشان‌تر از مدل (0.7 در سرخ) و آبی‌تر از آن باقی ماند.

SN 2023iop (نقطه‌های سیاه) در برابر دو مدل ناپایداری جفت با جرم 190 برابر خورشید در سه رنگ: مدل ابرغول سرخ (خط سرخ) تا حدود 150 روز پس از اوج داده‌ها را دنبال می‌کند و سپس زیر آن‌ها افت می‌کند. — شکل 13 (قاب‌های بالا)، Schulze و همکاران (2026)، arXiv:2610.27312.

گروه گزینه‌های دیگر را آزمود. پژواک نوری — غباری که اوج پیشین را بازمی‌تاباند — با تحول هموار طیف‌ها رد می‌شود. ماده‌ای که بر یک سیاه‌چاله یا ستارهٔ نوترونی مرکزی بازمی‌گردد شکل کلی را درست درمی‌آورد اما رنگ‌ها را نه. برخورد با گازی که ستاره پیش از مرگ بیرون رانده و در قرصی پنهان است، از نظر انرژی ممکن است و می‌تواند بی‌آنکه خطوط باریک معمول را بر جا بگذارد درخشش دیرهنگام را تأمین کند. دو سرنخ دیگر به ستاره‌ای غیرعادی اشاره دارند: نور قطبیده با 0.8–1.0%، نشانهٔ انفجاری نامتقارن، و کهکشان میزبانی کوتوله با جرم حدود 150 میلیون برابر خورشید، احتمالاً فقیر از عناصر سنگین — شرطی برای آنکه ستاره‌ای چنین هستهٔ عظیمی را نگه دارد.

هشداری برای کیهان دوردست

نویسندگان نتیجه می‌گیرند که انفجار ناپایداری جفت محتمل‌ترین سناریو است و مازاد دیرهنگام از برهم‌کنشی پنهان نیرو می‌گیرد. آن‌ها دربارهٔ محدودیت‌ها صریح‌اند: شناسایی نیکل بر یک خط طیفی تکیه دارد و نیازمند تأیید است، و SN 2023iop «ظاهراً به بیش از یک» منبع انرژی «نیاز دارد».

آن‌ها درسی هم برای پیمایش‌های آینده می‌گیرند. رفتار دیرهنگام و غریب SN 2023iop در فاصله‌های بیشتر دیده نمی‌شد — زیر حد تصاویر تکی رصدخانهٔ روبین فراتر از انتقال به سرخ 0.3، و زیر حد پیمایش‌های جیمز وب فراتر از انتقال به سرخ 2 تا 6. اگر از دور دیده می‌شد، «بی‌هیچ تردیدی» نامزد ناپایداری جفت نامیده می‌شد. بنابراین نامزدهای دوردست ممکن است پاکیزه‌تر از آنچه هستند به نظر برسند. رصدهای مصوب با تلسکوپ فضایی جیمز وب در SN 2023iop به دنبال غبار و خطوط فروسرخی خواهند گشت که بتوانند سناریوها را از هم تمیز دهند.