باستخدام القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) التابع لوكالة ناسا، اكتشف علماء الفلك أن النجوم الهرمة في ما يسمى بمرحلة “العملاق الأحمر” تكون أكثر تدميراً للكواكب التي تدور حولها مما كان يُعتقد سابقًا. ماذا يخبرنا هذا عما سيحدث للأرض وبقية نظامنا الشمسي عندما تخضع الشمس لهذا التحول العنيف؟
يستخدم العلماء تيس للبحث عن كواكب خارج المجموعة الشمسية، أو “الكواكب الخارجية“، من خلال مراقبة الانخفاضات في ضوء النجوم التي تسببها أثناء عبورها أو “عبورها” وجه نجمها من زاوية الرؤية حول الأرض. بدءًا بما يقرب من نصف مليون نظام كوكبي، عمل فريق من الباحثين على ذلك وصولاً إلى عينة مكونة من 15000 إشارة كوكبية محتملة اكتشفها TESS. ثم طبق الفريق خوارزمية حاسوبية ساعدتهم على تحديد فقط تلك الكواكب المرشحة التي تدور حول النجوم لتوها لتصبح عمالقة حمراء، ووجدوا أن العدد يبلغ حوالي 130، بما في ذلك 33 كانت مرشحة جديدة. تم الكشف عنها لأول مرة.
يقول إدوارد براينت، عضو الفريق والباحث في جامعة وارويك: “هذا دليل قوي على أنه مع تطور النجوم عن تسلسلها الرئيسي، فإنها يمكن أن تتسبب بسرعة في دوران الكواكب داخلها وتدميرها. لقد كان هذا موضوع نقاش ونظرية لبعض الوقت، ولكن الآن يمكننا رؤية تأثير ذلك بشكل مباشر وقياسه على مستوى عدد كبير من النجوم”. قال في بيان. “كنا نتوقع أن نرى هذا التأثير، لكننا مازلنا متفاجئين بمدى كفاءة هذه النجوم في ابتلاع كواكبها القريبة.”
النجوم يقومون بتغيير جذري
تصبح النجوم عمالقة حمراء عندما تصل إلى نهاية الهيدروجين في قلبها، مما يعني أن هذا العنصر الأخف لا يمكن الاستمرار في تحويله إلى الهيليوم، وهي العملية النووية المعروفة باسم الاندماج التي تزود نجوم “التسلسل الرئيسي” بالطاقة مثل الشمس. عندما يحدث هذا، تبدأ نوى هذه النجوم في الانكماش، لكن الطبقات الخارجية، حيث لا يزال الهيدروجين يتحول إلى هيليوم، “تنتفخ”، مما يتسبب في توسع النجم إلى ما يصل إلى 1000 مرة حجمه الأصلي. يمثل ذلك نهاية مرحلة التسلسل الرئيسي وبداية مرحلة العملاق الأحمر من حياة النجم.
من الواضح أن هذه أخبار سيئة للكواكب التي تدور بالقرب من هذا النجم المتحول. على سبيل المثال، عندما تدخل الشمس مرحلة العملاق الأحمر بعد حوالي 5 مليارات سنة، فسوف تتوسع لتبتلع عطارد والزهرة، وربما حتى كوكبنا. ومع ذلك، فهذه ليست الطريقة الوحيدة للتدمير التي يعتقد هذا الفريق أن النجوم تستخدمها كعمالقة حمراء.
وتابع براينت: “نعتقد أن الدمار يحدث بسبب لعبة شد الحبل الجاذبية بين الكوكب والنجم، والتي تسمى تفاعل المد والجزر. ومع تطور النجم وتوسعه، يصبح هذا التفاعل أقوى”. “تمامًا مثلما يسحب القمر محيطات الأرض ليخلق المد والجزر، الكوكب يسحب النجم. هذه التفاعلات تبطئ حركة الكوكب وتتسبب في تقلص مداره، مما يجعله يدور في الداخل حتى يتفكك أو يسقط في النجم”.
وينعكس هذا في حقيقة أنه عندما ركز الفريق على النجوم التي بدأت بالفعل في التوسع، كانت هناك فرصة بنسبة 0.11% فقط لاستضافة كوكب ما. وهذا أقل بنحو 3% من احتمال استضافة نجم من نجوم النسق الرئيسي لكوكب. ووجد الباحثون أيضًا أن فرصة استضافة عملاق أحمر لكوكب عملاق مثل المشتري أو زحل انخفضت أيضًا مع زيادة عمر النجم.
ولكن ماذا يخبرنا هذا عن فرص الأرض في النجاة من تحول الشمس إلى عملاق أحمر؟
قال فنسنت فان إيلين، عضو الفريق والباحث في جامعة كلية لندن: “من المؤكد أن الأرض أكثر أمانًا من الكواكب العملاقة في دراستنا، والتي هي أقرب بكثير إلى نجمها. لكننا نظرنا فقط إلى الجزء الأول من مرحلة ما بعد التسلسل الرئيسي، أي أول مليون أو مليوني عام منها – أمام النجوم الكثير من التطور لتقطعه”. “على عكس الكواكب العملاقة المفقودة في دراستنا، قد تنجو الأرض نفسها من مرحلة العملاق الأحمر للشمس. لكن الحياة على الأرض ربما لن تتمكن من ذلك.”
وسيقوم الباحثون الآن بالبحث عن المزيد من البيانات من أجل فهم أفضل لماذا تصبح بعض الكواكب فريسة للنجوم الأكبر سنا والبعض الآخر لا يفعل ذلك، وهو ما يمكن أن يجيب على أسئلة حول احتمال بقاء الأرض.
واختتم براينت حديثه قائلاً: “بمجرد أن نحصل على كتل هذه الكواكب، سيساعدنا ذلك على فهم السبب الدقيق وراء دوران هذه الكواكب وتدميرها”.
تم نشر بحث الفريق في عدد أكتوبر من مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
التعليقات