باستخدام المركبة الفضائية TESS (القمر الصناعي العابر لمسح الكواكب الخارجية) التابعة لناسا، اكتشف علماء الفلك نجمًا رباعيًا غير عادي. هذا النظام هو أضيق نظام 3+1 نجم، وهو مجموعة فرعية من الأنظمة النجمية الرباعية، التي تم اكتشافها حتى الآن. ومن المثير أن مكتشفي هذا النظام تمكنوا أيضًا من تحديد مصيره النهائي.
يتكون نظام TIC 120362137 من نظام داخلي مستقر ومحكم من ثلاثة النجوم تدور حول بعضها البعض ويدور حولها نجم خارجي أبعد يراقب النظام من بعيد. بينما يقع النجم الخارجي على نفس المسافة تقريبًا من الثلاثي النجمي مثل المسافة من كوكب المشتري إلى شمس، فإن النظام الفرعي النجمي الداخلي سوف يتناسب مع مدار الزئبق، الكوكب الأقرب إلى الشمس، حول نجمنا.
يعد TIC 120362137 اكتشافًا مهمًا للباحثين، لأنه بالإضافة إلى كون أنظمة 3+1 نادرة للغاية – كما يسمى نظام النجوم الهرمي، حيث تدور عدة نجوم حول بعضها البعض في منطقة صغيرة نسبيًا – يمكن أن يساعدنا TIC 120362137 أيضًا على فهم تكوين النجوم والاستقرار المداري طويل المدى بشكل أفضل.
قال قائد الفريق تاماس بوركوفيتس، الباحث في جامعة سيجد بالمجر، لموقع Space.com: “يُعد TIC 120362137 حاليًا أكثر الأنظمة النجمية الرباعية من النوع 3+1 ضغطًا”.
ومع ذلك، فإن الطبيعة الاستثنائية لهذا النظام لم تكن واضحة على الفور.
“من خلال فحص بسيط في وقت مبكر تيس قال بوركوفيتس: “من خلال البيانات، أدركنا أن TIC 120362137 هو نظام نجمي ثلاثي مدمج ومحكم ويكسوف ثلاث مرات”. وأضاف الباحث أنه عندما رأى الفريق TIC 120362137 لأول مرة، بدا في البداية أن النظام غير المعروف حتى الآن يتكون من زوج من النجوم يكسف كل منهما الآخر كل 3.3 يوم أرضي، مما يؤدي إلى انخفاض في السطوع يدوم ما بين ساعة وساعتين.
وتابع: “نحن نعرف الآلاف من هذه الأنظمة، والتي تسمى الثنائيات الكسوفية. لذلك، لم يكن هناك شيء مثير للاهتمام أو غريب في تلك المرحلة”. “بعد ذلك، أدركنا أن هناك خبوًا إضافيًا لمدة يوم أو يومين كل 25 إلى 26 يومًا، مما أوضح أنه يجب أن يكون هناك نجم ثالث أيضًا في النظام، مع فترة مدارية تبلغ حوالي 51 يومًا. لذلك، وجدنا أن TIC 120362137 يجب أن يكون نظامًا ثلاثي الكسوف الثلاثي.
“ومع ذلك، نحن ما زال لم أكن أعرف عن النجمة الرابعة في تلك اللحظة.”
رأى الفريق بعد ذلك المزيد من الخسوفات، مما يشير إلى وجود نجم رابع، تم تأكيد وجوده باستخدام جهاز Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph (TRES) الموجود على تلسكوب Tillinghast الذي يبلغ قطره 1.5 متر والموجود على جبل هوبكنز في أريزونا.
وقال بوركوفيتس: “TIC 120362137 هو حامل الرقم القياسي، بمعنى أننا وجدنا أن النجم الخارجي لديه فترة مدارية تبلغ حوالي 1046 يومًا فقط، وهي الأقصر بين جميع النجوم الرباعية 3+1 المعروفة حاليًا حتى الآن”. “ومع ذلك، فإن اكتشاف مثل هذه الأنظمة أمر صعب للغاية. ويتطلب اكتشاف العنصر الرابع الأبعد عن طريق التحقق من الكسوف بنفس الطريقة التي يستغرقها النظام الداخلي وقتًا أطول بكثير، ربما حتى عدة عقود أو أكثر. وقد تحدث أنواع أخرى من اكتشاف نجم رابع، ولكن فقط بالصدفة”.
وتمكن الفريق من تحديد الخصائص الأخرى للنجوم في هذا النظام أيضًا. ووجد العلماء أن النجوم الثلاثة الأعمق هي أكثر كتلة وأكثر سخونة من الشمس، في حين أن العنصر الخارجي، النجم الرابع، أكثر برودة وأقل كتلة وبالتالي يشبه الشمس. بالإضافة إلى ذلك، وباستخدام المحاكاة الحاسوبية، تمكن الباحثون من تحديد مستقبل هذا النظام النجمي 3+1، لينتهي الأمر بنجمين فقط. قزم أبيض بقايا النجوم.
“أولاً، سيصل النجم الأكثر ضخامة، وهو المكون الأساسي للثنائي الأعمق، إلى حالة العملاق الأحمر. في تلك الحالة، سوف يندمج مع زميله، النجم الثانوي للثنائي الأعمق. وقال بوركوفيتس: “نطلق على هذا الجسم النجمي الابن A”. “ثم، بعد حوالي 276 مليون سنة، وفي خطوة ثانية، سيندمج هذا النجم الجديد المندمج A مع المكون النجمي الثالث، النجم B، عندما يصل كلا النجمين إلى مرحلة العملاق الأحمر. نحن نسمي هذا النجم الجديد الضخم AB.”
وأضاف أنه بعد ذلك، سيفقد النجم AB جزءًا كبيرًا من كتلته، لينهار في النهاية ليشكل قزمًا أبيض. وعندما يحدث هذا، سيخضع النجم الرابع البعيد لعملية مماثلة، مما يؤدي إلى تكوين القزم الأبيض الثاني.
وقال بوركوفيتس: “أخيرًا، يتنبأ نموذجنا التطوري بثنائي هذين القزمين الأبيضين بفترة مدارية تبلغ حوالي 44 يومًا”. “القزم الأبيض الأكثر ضخامة والذي تبلغ كتلته حوالي 89% من كتلة الشمس يتشكل بعد اندماجين يشملان النجوم الثلاثة الداخلية، في حين أن القزم الأبيض الأقل كتلة، والذي تبلغ كتلته حوالي 29% من كتلة الشمس، يتشكل ببساطة من النجم الرابع الأبعد.
نُشرت نتائج الفريق يوم الثلاثاء (3 مارس) في المجلة طبيعة.
التعليقات