عندما يحدث الانفجار الهائل لنجم في نهاية حياته، في ما يعرف بظاهرة المستعر الأعظم أو "السوبرنوفا"، فإنه يقذف المادة في الفضاء ويترك عادة بقايا نجمية شديدة الكثافة، مثل الثقب الأسود أو النجم النيتروني.
لكن بعض هذه الانفجارات عندما تحدث لأكبر النجوم في الكون قد تكون قوية للغاية لدرجة أنها لا تترك أي شيء على الإطلاق.
ويطرح العلماء منذ ستينيات القرن الماضي نظرية حدوث هذه الانفجارات النجمية فائقة القوة، وتوصلوا الآن إلى أدلة على وجودها، وإن كانت غير مباشرة.
ظهرت هذه الأدلة في أبحاث تتعلق بالثقوب السوداء وموجات الجاذبية في نسيج الكون، التي تعرف بتموجات "الزمكان".
وقال هوي تونغ، وهو طالب دكتوراه في الفيزياء الفلكية بجامعة موناش في أستراليا والمعد الرئيسي للدراسة التي نُشرت في دورية نيتشر، إن التوقعات تشير إلى أن مثل هذه الانفجارات النجمية العظمى تحدث في أضخم النجوم، أي تلك التي تزيد كتلتها عن كتلة الشمس بما يتراوح بين 140 و260 مرة.
وأضاف تونغ "على الرغم من كتلتها الهائلة، فإن عمرها قصير نسبيا، حوالي بضعة ملايين سنة. وللمقارنة، ستعيش الشمس حوالي 10 مليارات سنة، لذا فإن هذه النجوم تحترق أسرع بألف مرة تقريبا، مثل الألعاب النارية الكبيرة التي تشتعل بشدة ولفترة قصيرة قبل أن تنفجر".
يترك انفجار نجوم كبيرة ذات كتلة معينة وراءه نجما نيوترونيا، وهو نواة النجم المنهارة والمضغوطة. وعندما تنفجر بعض النجوم الأكبر من ذلك، تترك وراءها ثقبا أسود، وهو جسم شديد الكثافة وله جاذبية قوية لدرجة أن الضوء نفسه لا يستطيع الهرب منها.
ويحتفظ الثقب الأسود بجزء من كتلة النجم الأصلي، بينما يُقذف الباقي في الفضاء.
وفي هذه الدراسة، فحص الباحثون بدقة البيانات المجمعة عن 153 زوجا من الثقوب السوداء، مع معرفة كتلتها بناء على موجات الجاذبية التي أطلقتها، ثم فصلوا الثقوب السوداء التي تشكلت عبر اندماجات سابقة بين ثقبين أسودين أصغر حجما.
واكتشف الباحثون حينها غياب الثقوب السوداء التي تزيد كتلتها على كتلة الشمس بواقع 44 إلى 116 مرة، وهو ما أطلقوا عليه وصف "المدى المحظور".
ووصفت عالمة الفيزياء الفلكية المشاركة في إعداد الدراسة مايا فيشباك من المعهد الكندي للفيزياء الفلكية النظرية بجامعة تورونتو هذه الظاهرة بأنها "من أعنف أنواع انفجارات موت النجوم".
وأضافت "في الغالب، تشكل النجوم الضخمة ثقوبا سوداء. وكلما زادت كتلة النجم، زاد ثقل الثقب الأسود"، إلى أن تصل النجوم إلى عتبة كتلة معينة، تفرض بعدها القواعد الفيزيائية لانفجارها عدم تركها أي بقايا نجمية.
وقال تونغ "تصبح النواة غير مستقرة، مما يؤدي إلى انهيار جامح ثم انفجار حراري نووي عنيف ينسف النجم".
وفي الوقت الحالي، قد تكون الأدلة المقدمة في هذه الدراسة أفضل مؤشر حتى الآن على حدوث انفجارات عدم الاستقرار الزوجي.