اكتشف علماء الفلك أن النجم العملاق الأحمر المسن لديه رفيق نجمي يدور بشكل قريب، مما قد يسبب الفوضى في عمليات النجم. وقد يساعد هذا الاكتشاف الباحثين على فهم أفضل لما سيحدث للأرض وكواكب النظام الشمسي الأخرى عندما تتحول الشمس إلى عملاق أحمر بعد حوالي خمسة مليارات سنة من الآن.
ال العملاق الأحمر المعنية هي π1 Gruis، والتي يشير إليها العلماء بمودة باسم pi-one-Gru، والتي تقع حوالي عام 530 سنة ضوئية من الأرض. هذا العملاق الأحمر له نفس كتلة شمسنا، ولكن حقيقة أنه في مرحلة العملاق الأحمر “المنتفخ” – يشار إليها أيضًا باسم الفرع العملاق المقارب (AGB)، نظرًا لموقعه على مخطط هيرتزسبرونج-راسل التطور النجمي – يعني أن حجم π1 Gruis يبلغ الآن 350 إلى 400 مرة حجم نجمنا.
يشرق π1 Gruis أيضًا بشكل أكثر سطوعًا بآلاف المرات من الشمس، مما يعني أن اكتشاف رفاق محتملين يدورون حولها، حتى لو كانوا نجومًا بحد ذاتها، أمر صعب للغاية. في الواقع، كان رفاق نجوم AGB بعيد المنال بشكل خاص بشكل عام. عالج هذا الفريق هذه المشكلة عن طريق اللجوء إلى مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية/دون المليمترية (ألما)، مجموعة من 66 هوائيًا لاسلكيًا تقع في شمال تشيلي.
“جزء أساسي من فهم مدار النجم المرافق هو معرفة كتلة النجم AGB. وقد ساعد فريقنا في تقييد هذه الكتلة بشكل أفضل باستخدام خصائص اللمعان والنبض المرصودة للعثور على النموذج النجمي الأنسب”، قال قائد الفريق يوشيا موري، من جامعة موناش في أستراليا. قال في بيان. “هذا البحث مثير للاهتمام بشكل خاص، حيث أن إدخال رفيق مقرب في هذا المزيج قد يؤدي إلى مزيد من الخراب في العمليات المعقدة بالفعل المحيطة بهذه النجوم.”
النجوم تصبح عمالقة حمراء عندما تستنفد الهيدروجين الموجود في قلبها، ولا يعود بإمكانها إجراء عملية الاندماج النووي التي تحول هذا العنصر إلى الأخف بين جميع العناصر في الكون، إلى الهيليوم. ونتيجة لذلك، تنكمش مراكز النجوم، لأنها لم تعد تنتج الطاقة التي تمنحها الدفع إلى الخارج لمواجهة الضغط الداخلي الناتج عن جاذبيتها.
ومع ذلك، في الطبقات الخارجية لهذه النجوم، لا يزال اندماج الهيدروجين إلى الهيليوم يحدث، مما يتسبب في تضخم هذه الطبقات الخارجية إلى ما يصل إلى 1000 مرة من نصف القطر الأصلي للنجوم. مع تقدم العمالقة الحمراء في العمر، فإنها تخضع لنبضات وتتخلص من كميات هائلة من المواد.
وفي نهاية المطاف، تنتهي النجوم ذات الكتل المماثلة لكتلة الشمس، في نهاية حياتها كنواة نجمية باردة تسمى أ قزم أبيض، وهي محاطة بمواد نجمية متساقطة تُعرف باسم “السديم الكوكبي” (على الرغم من عدم وجود علاقة لها بالكواكب). وتتعقد هذه العملية بسبب وجود نجوم مصاحبة قريبة، والتي يمكن أن تتفاعل مع الجاذبية مع العمالقة الحمراء ويمكنها حتى سرقة الكتلة من شركائها المنتفخين.
لقد كان فهم هذه المضاعفات المحتملة لتطور العملاق الأحمر أمرًا صعبًا، لأن رفاق AGB كانوا بعيدين المنال للغاية.
أخذ موري وزملاؤه بيانات حول π1 Gruis التي جمعتها ALMA وقارنوها بنماذج التطور النجمي الحديثة في جامعة موناش، بالإضافة إلى النماذج المستمدة من الأبحاث الحالية، للتنبؤ بكيفية نبض النجوم العملاقة الحمراء.
وجد الفريق دليلاً على وجود نجم مرافق، واكتشفوا أيضًا أنه من المحتمل أن يكون في مدار دائري تمامًا تقريبًا، وليس المدار الدائري المسطح أو “الإهليلجي” الذي تم التنبؤ به لمرافقة النجوم العملاقة الحمراء.
وهذا يعني أن مدار هذا النجم تطور بشكل أسرع حول العملاق الأحمر مما كان يعتقد سابقًا، وهو الأمر الذي قد يتطلب مراجعات لفهمنا لكيفية تأثر رفاق العمالقة الحمراء خلال تلك المرحلة الأخيرة من حياة النجوم.
وقال قائد الفريق ماتس إيسلدورس من الجامعة البلجيكية KU Leuven في نفس البيان: “إن فهم كيفية تصرف المرافقين المقربين في ظل هذه الظروف يساعدنا على التنبؤ بشكل أفضل بما سيحدث للكواكب المحيطة بالشمس، وكيف يؤثر الرفيق على تطور النجم العملاق نفسه”.
تم نشر بحث الفريق في 10 نوفمبر في المجلة علم الفلك الطبيعة.
التعليقات