بیگ بنگ: فرانواختر یا هایپرنوا (Hypernova) انفجار یک ستاره ابر پرجرم است، فرانواختر یکی از بزرگترین انفجارهای کیهان است. به گفته ی دانشمندان انرژی و شدت تابش آن با فاکتور صدها هزار برابر، بیشتر از یک انفجار ابرنواختری است. این انفجارها همچنین بسیار نادر هستند و تاکنون هرگز در یک سال بیش از ۲ فرانواختر ثبت نشده‌ است.

به گزارش بیگ بنگ، وقتی ستارگانی 150 برابر اندازه خورشید منفجر می‌شوند، درخشان‌ترین منبع نوری در جهان را تولید کرده و در مدت چند ثانیه چنان انرژی در فضا منتشر می‌کنند که خورشید در کل عمر 10 میلیارد ساله خود قادر به تولید این مقدار است. تنها ستارگان ولف-رایه و ستارگان نادر و بسیار سنگینی که ۱۰۰ تا ۲۵۰ جرم خورشیدی دارند دچار انفجار فرا نواختری می‌شوند. اتا کارینا که تقریباً ۷۵۰۰ تا ۸۰۰۰ سال نوری با زمین فاصله دارد از نزدیکترین نامزدهای فرانواختر در کهکشان راه شیری است؛ در صورت وقوع این انفجار، نور این پدیده در روشنی روز قابل مشاهده و در شب برای مطالعه کافی خواهد بود.

فرانواخترها، قدرتمندترین اجرام کیهان

انفجار پرتو گاما درخشان‌ترین منبع نور در جهان است که توسط آنها می توان به وجود فرا نواخترها پی برد. این پرتوها نخستین بار در زمان جنگ سرد بصورت تصادفی کشف شدند؛ اواخر دهه 1960 میلادی آمریکا از مجموعه‌ای از ماهواره‌های نظامی برای نظارت بر فضا و یافتن شواهدی از پرتو گاما از آزمایش هسته‌ای شوروی سابق استفاده کرد. اما ماهواره‌ها موفق به یافتن پرتو گاما از منابعی در فاصله میلیون‌ها و میلیاردها سال نوری دورتر شدند.

این انفجارها، پرتوهای تابشی پر انرژی موسوم به فوران‌های پرتو گاما (GRBs) را تولید می‌کند که به گفته اخترشناسان، قدرتمندترین شیئ در کائنات بوده و می‌توانند شانس یافتن حیات احتمالی در سیارات دیگر را از بین ببرند؛ حتی می‌توان عنوان کرد که نادر بودن حیات در سیارات دیگر ناشی از پاکسازی جهان هستی توسط فوران‌های پرتو گاما است.

آرایه میلیمتری بزرگ آتاکاما سازمان فضایی اروپا(ESO) در صحرای آتاکاما- شیلی، شامل 66 تلسکوپ رادیویی به قطر 12 و هفت متر است که برای کار در طول موج زیر میلی‌متری طراحی شده‌اند و می‌تواند برای مشاهده فوران‌های پرتو گاما مورد استفاده قرار گیرد. فوران‌های پرتو گاما (GRBs) یک انفجار خیره‌ کننده از تابش متشکل از پرتوهای گاما هستند که معمولا چند ثانیه تا چند دقیقه یا حتی چند ساعت بطول می‌انجامند.

خطر انفجار فرانواختری

بر روی زمین، پرتو گاما از تجزیه رادیواکتیو عناصر تولید شده و برای موجودات زنده بسیار خطرناک است. این پرتوهای فوق‌العاده شدید از اشعه گاما توسط قدرتمندترین نوع انفجار ستاره‌ای یعنی یک فرا نواختر تولید می‌شوند. فرانواختر نسخه جذاب از یک ابرنواختر – انفجار عظیم نور و انرژی در زمان انفجار یک ستاره ابر پر جرم – است؛ در زمان این انفجار، حجم انبوهی از پرتو گامای مضر با سرعت بسیار بالا به فضا پرتاب می شود.

این پرتوی مضر قادر به پاکسازی و استریل کردن جهان است و اگر در زمان تکامل یک جامعه روی دهد، در اینصورت شانس یافتن هوش فرا زمینی در سیارات دیگر کمتر از حد تصورات قبلی خواهد بود که به این مسئله تناقض فرمی (Fermi paradox) گفته می‌شود. با توجه به درخشندگی بسیار زیاد، امکان مشاهده فوران‌های پرتو گاما از فواصل فوق العاده دورتر فراهم می‌شود.

یک کهکشان منفرد، در هر 100 هزار تا یک میلیون سال یک انفجار داشته که در معیارهای کیهانی پدیده نادری محسوب می‌شود. کهکشان راه‌ شیری هرگز شاهد فوران‌های پرتو گاما نبوده و به احتمال زیاد یک فوران احتمالی در این کهکشان در فاصله 7500 سال نوری دورتر قرار دارد که فاصله ایمن برای زمین محسوب شده و در عین حال از درخشندگی کافی برخوردار است.

پس از انفجار فرا نواختری چه بر سر ستاره می آید؟

اشعه ی گاما از انفجار فرانواختری یک ستاره ایجاد می شود و یکی از درخشان ترین رویدادهای کیهان می باشد که در حدود چند ثانیه تا ساعت ها طول می کشد. پس از این پدیده اثر یک تابش با عمر زیاد باقی می ماند که در طول موج های بزرگ تر مثل اشعه های ایکس، فرا بنفش، نورهای مرئی، فرو سرخ و امواج رادیویی انتشار می یابد. جالب این است که، برای ستاره هایی که عناصر سنگین کمتری دارند تبدیل شدن به یک فرانواختر و تولید انفجار اشعه ی گاما آسان تر است. وجود ستاره های بسیار بزرگ با عمر کوتاه عمر، که در جهان اولیه زیاد بودند، نشان می دهد که پدیده ی انفجار پرتوهای گاما، یک پدیده ی بسیار نادر نسبت به گذشته محسوب می شود.

زمانی که سوخت ستاره های فوق العاده پر جرم(150 برابر جرم خورشید) تمام می شود شروع به جمع شدن می کنند و مدام چگالی آنها بیشتر و بیشتر میشود، و مدام داغ تر و داغ تر می شوند. برای ستاره ای با همچین جرمی هیچ نیرویی در جهان هستی وجود ندارد که توان متوقف کردن جمع شدن آن در خود را، دارا باشد. هسته بسیار سنگین شده و همین امر باعث می شود که به جمع شدن در خود ادامه دهد. گرانش، وحشی شده است! همۀ جرم ستاره همچنان پابرجاست و همین جرم خودش است که مدام باعث می شود، بیشتر در خود فرو رود و کوچکتر شود دمای مرکز به ۱۰۰ میلیارد درجه می رسد. لایه های بیرونی ستاره با درخشش زیاد بصورت اشعه ی گاما به بیرون پرتاب می شود، اما در مرکز هستۀ ستاره در چیزی به نام چاه گرانشی سقوط میکند. ستاره خودش را در یک نقطه فشرده میکند؛ یک سیاهچاله متولد می شود!!!

سیاهچاله ناحیه ‌ای از فضا- زمان است که هیچ چیز، حتی نور نمی ‌تواند از میدان گرانش آن بگریزد. وجود سیاهچاله ‌ها در نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش بینی می شود. این نظریه پیش بینی می ‌کند که یک جرم به اندازه کافی فشرده می ‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا- زمان و تشکیل سیاهچاله شود. پیرامون سیاهچاله رویه ‌ای ریاضی به نام افق رویداد تعریف می ‌شود که هیچ چیزی پس از عبور از آن نمی ‌تواند به بیرون برگردد و نقطه بدون بازگشت است.

نویسنده: سمیر  الله وردی / سایت علمی بیگ بنگ

منابع بیشتر:  physicsoftheuniverse , dailygalaxy , businessinsider.com , Hypernova