لقد تم حل لغز منكب الجوزاء الذي طال أمده: نجم رفيق مخفي يعيد تشكيل العملاق حرفيًا من الداخل إلى الخارج.

العلماء الفلك يستخدمون بيانات جديدة من ناسا‘s تلسكوب هابل الفضائي جنبًا إلى جنب مع الملاحظات من التلسكوبات الأرضية، كشفت عن أدلة جديدة على وجود نجم مصاحب يشكل البيئة حول منكب الجوزاء. الدراسة التي أجراها باحثون في مركز الفيزياء الفلكية | هارفارد وسميثسونيان (كفا) ، يُظهر أن النجم المرافق، المعروف باسم Siwarha، يُثير تيارات كثيفة من الغاز داخل الغلاف الجوي الخارجي الهائل لـ منكب الجوزاء. تساعد هذه النتائج في تفسير التغيرات غير العادية التي لاحظها الالعلماء في سطوع النجم وسلوكه.

تم تقديم البحث في 5 يناير خلال مؤتمر صحفي في الاجتماع 247 للجمعية الفلكية الأمريكية في فينيكس وتم قبوله للنشر في ال مجلة الفيزياء الفلكية.

تتبع استيقاظ نجمي على مدى ثماني سنوات

وحدد فريق البحث تأثير سوارها من خلال مراقبة التحولات الدقيقة في ضوء منكب الجوزاء عن كثب على مدى ما يقرب من ثماني سنوات. كشفت هذه الملاحظات طويلة المدى عن علامات وجود نجم مرافق نظريًا، يتحرك عبر الغلاف الجوي الممتد للعملاق الأحمر. أثناء انتقال الرفيق عبر الغاز المحيط بمنكب الجوزاء، فإنه يخلق أثرًا من مادة أكثر كثافة، يشبه الاستيقاظ.

يحل هذا الاكتشاف سؤالًا رئيسيًا حير علماء الفلك لعقود من الزمن. ومن خلال التأكد من وجود نجم مرافق، يمكن للعلماء الآن أن يشرحوا بشكل أفضل كيف يتصرف منكب الجوزاء وكيف تتطور النجوم الضخمة خلال المراحل الأخيرة من حياتها.

لماذا منكب الجوزاء هو مختبر ممتاز

يقع منكب الجوزاء على بعد حوالي 650 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة الجبار. إنه عملاق أحمر ضخم جدًا بحيث يمكن أن يتسع بداخله أكثر من 400 مليون شمس. إن حجمه الهائل وقربه النسبي يجعله واحدًا من النجوم القليلة التي يمكن دراسة سطحها والغلاف الجوي المحيط بها مباشرةً، مما يوفر لعلماء الفلك فرصة نادرة لمراقبة كيفية تقدم النجوم العملاقة في السن، وفقدان كتلتها، ثم انفجارها في النهاية على شكل مستعرات أعظم.

الأدلة من المراصد الفضائية والأرضية

وباستخدام هابل مع التلسكوبات في مرصد فريد لورانس ويبل ومرصد روكي دي لوس موشاتشوس، اكتشف الباحثون أنماطًا متكررة في سلوك منكب الجوزاء. أشارت هذه الأنماط إلى وجود رفيق مشتبه به منذ فترة طويلة، وكشفت عن مدى تأثيره على الطبقات الخارجية للنجم.

وأظهرت البيانات تغيرات في طيف منكب الجوزاء، وهو نطاق الألوان المنبعث من عناصر مختلفة، بالإضافة إلى تغيرات في سرعة واتجاه الغاز في غلافه الجوي. ترتبط هذه التغييرات بسلسلة من المواد الأكثر كثافة التي خلفها النجم المرافق. يظهر هذا الاستيقاظ بعد وقت قصير من مرور الرفيق أمام منكب الجوزاء كل ست سنوات تقريبًا، أو حوالي 2100 يوم، وهو ما يتوافق مع توقعات النماذج النظرية السابقة.

تموج مرئي من خلال نجم عملاق

قال أندريا دوبري، عالم الفلك في CfA والمؤلف الرئيسي للدراسة: “إنه يشبه إلى حد ما قاربًا يتحرك عبر الماء. يخلق النجم المرافق تأثيرًا مضاعفًا في الغلاف الجوي لنجم منكب الجوزاء يمكننا رؤيته فعليًا في البيانات”. “لأول مرة، نرى علامات مباشرة على هذا الاستيقاظ، أو مسار الغاز، مما يؤكد أن منكب الجوزاء لديه بالفعل رفيق خفي يشكل مظهره وسلوكه.”

عقود من الاختلافات المحيرة

ظل علماء الفلك يراقبون منكب الجوزاء لسنوات، محاولين فهم سبب تغير سطوعه وخصائص سطحه بمرور الوقت. ارتفع الاهتمام في عام 2020 عندما خفت النجم بشكل غير متوقع، وهو حدث يوصف غالبًا بأنه “عطس” نجمي. وحدد العلماء دورتين رئيسيتين في تقلباته: دورة أقصر مدتها 400 يوم مرتبطة بالنبضات داخل النجم، ودورة ثانوية أطول تدوم حوالي 2100 يوم.

من النظرية إلى الدليل المباشر

على مر السنين، اكتشف الباحثون العديد من التفسيرات المحتملة للتغيرات طويلة المدى لمنكب الجوزاء، بما في ذلك خلايا الحمل الحراري الضخمة، وسحب الغبار، والتأثيرات المغناطيسية، وفكرة الرفيق غير المرئي. أشارت الدراسات الحديثة إلى أن أفضل تفسير للدورة الأطول هو وجود نجم منخفض الكتلة يدور في أعماق الغلاف الجوي لنجم منكب الجوزاء. وبينما أبلغ أحد الفرق عن اكتشاف محتمل، لم يكن هناك دليل مباشر حتى الآن.

يقدم الاستيقاظ المرصود حديثًا أول دليل واضح على أن النجم المرافق يعمل بنشاط على تعطيل الغلاف الجوي لهذا العملاق الأحمر العملاق.

وقال دوبري: “إن فكرة أن منكب الجوزاء كان لديه رفيق لم يتم اكتشافه قد اكتسبت شعبية على مدى السنوات العديدة الماضية، ولكن بدون دليل مباشر، كانت نظرية غير مثبتة”. “مع هذا الدليل المباشر الجديد، يمنحنا منكب الجوزاء مقعدًا في الصف الأمامي لمشاهدة كيف يتغير نجم عملاق بمرور الوقت. إن العثور على الاستيقاظ من رفيقه يعني أنه يمكننا الآن فهم كيفية تطور النجوم مثل هذه، وتساقط المواد، وفي النهاية تنفجر على شكل مستعرات أعظم”.

ما الذي يأتي بعد ذلك لدراسات منكب الجوزاء

من الأرض، يتفوق منكب الجوزاء حاليًا على النجم المرافق له، لكن علماء الفلك يخططون بالفعل لملاحظات جديدة عندما يظهر الرفيق مرة أخرى في عام 2027. ويعتقد الباحثون أن هذا الاكتشاف قد يساعد أيضًا في حل ألغاز مماثلة تحيط بالنجوم العملاقة والعملاقة الأخرى.

تراث هابل المستمر

يعمل تلسكوب هابل الفضائي منذ أكثر من 30 عامًا ويستمر في تقديم الاكتشافات التي تعمق فهمنا للكون. هابل هو مشروع مشترك بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA)وكالة الفضاء الأوروبية). يشرف مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند على المهمة وعمليات التلسكوب، بدعم إضافي من شركة لوكهيد مارتن الفضائية في دنفر. ال معهد علوم التلسكوب الفضائي في بالتيمور، ويديره اتحاد الجامعات لأبحاث علم الفلك، ويدير برامج هابل العلمية لصالح وكالة ناسا.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.