اكتشاف رفيق خفي لبيتلجيز يكشف أسراره المدهشة

اكتشافات جديدة حول النجم العملاق بيتلجيوس

لطالما بحث علماء الفلك منذ فترة طويلة عن أدلة على وجود نجم مرافق خفي يقع بعيداً عن الأنظار بالقرب من النجم العملاق الأحمر العملاق بيتلجيز. والآن، اكتشفوا دليلًا جديدًا: أثر يشبه أعقاب القارب، يخترق الغلاف الجوي العلوي لبيتلجيز، من المحتمل أن يكون قد صُنعه الرفيق غير المرئي.

ما هو بيتلجيوس ولماذا هو مهم؟

يمكن رصد لون بيتلجوس المائل إلى الحمرة من كوكبة الجبار، التي تقع على بعد حوالي 650 سنة ضوئية من الأرض.

النجم اللامع كبير جداً بحيث يمكن أن يتسع لأكثر من 400 مليون شمس داخله. وقد جعله قربه النسبي ولمعانه مفضلاً لدى علماء الفلك الذين يرصدون ويدرسون تطور النجم العملاق.

الأسرار المحيطة ببيتلجيوس

ومع ذلك، وعلى الرغم من كونه معروفاً جداً، إلا أن بيتلجوز لديه نصيبه من الأسرار, أحد أكبرها هو سبب تباين سطوعه على ما يبدو على مدار دورة مدتها ست سنوات، وما إذا كان الرفيق النجمي غير المرئي الملقب بـ "بيتل بادي" هو المسؤول عن هذا التباين.

تمت مشاركة تلميحات حول النجم الرفيق المحتمل في بحث نُشر العام الماضي، حيث اقترح العلماء تسمية الجسم رسمياً باسم "سيوارها"، وهو اسم عربي يليق بمرافق "بيتلجوز"، والذي يعني "يد العملاق". ("الجوزاء" هو أيضاً الاسم العربي التاريخي لكوكبة الجبار).

تأثير الرفيق النجمي "سوارها"

من المحتمل أن يكون "سوارها" صغيراً وخافتاً جداً بحيث لا يمكن رؤيته نظراً لقربه من "بيتلجوز" الذي تمدد مع احتراق كل الهيدروجين الموجود في قلبه، مما جعله يقترب من نهاية حياته.

والآن، كشفت عمليات الرصد التي أُجريت على مدى السنوات الثماني الماضية عن تأثيرات سيوارها على بيتلجوز: حيث تم رصد مسار كثيف من الغاز لم يسبق له مثيل من قبل يتحرك عبر الغلاف الجوي الخارجي للنجم الأكبر، حيث يدور سيوارها في مدار قريب.

نتائج الرصد الأخيرة

ظهر أثر سيوارها مباشرة بعد عبور النجم أمام بيتلجوز من منظور الأرض. يعتقد علماء الفلك أن سيوارها يُكمل دورة واحدة حول بيتلجوز كل ست سنوات, ومن هنا يأتي تغير سطوع النجم الأكبر كل ست سنوات. وقد أُدرجت هذه الملاحظات في دراسة جديدة تم قبولها للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية.

"الأمر أشبه بقارب يتحرك في الماء. فالنجم المرافق يخلق تأثيرًا متموجًا في الغلاف الجوي لبيتلجوز يمكننا أن نراه بالفعل في البيانات"، كما قال المؤلف الرئيسي للدراسة أندريا دوبري، عالم الفلك في مركز هارفارد-سميثسونيان للفيزياء الفلكية، في بيان.

رصد الصحوة وتأثيراتها

"للمرة الأولى، نحن نرى علامات مباشرة على هذا الاستيقاظ، أو أثر الغاز، مما يؤكد أن بيتلجيز لديه بالفعل رفيق خفي يشكل مظهره وسلوكه."

قال دوبري إن كتلة Betelgeuse تبلغ حوالي 15 ضعف كتلة شمسنا وقطرها أكبر بـ 1400 مرة. في حين أن سيوارها صغير جداً وقد يكون أصغر من شمسنا.

كيف تؤثر سوارها على بيتلجيوس؟

قال دوبري: إذا وضعنا بيتلجوس في مركز نظامنا الشمسي، فإن سطحه سيمتد إلى المشتري وسيمتد الغلاف الجوي الساخن فوقه إلى مسافة 6 أضعاف على الأقل. "لذا، فإن الرفيق يحرث حقًا من خلال الغلاف الجوي الكثيف للنجم العملاق."

ظل فريق دوبري يتتبع التغيرات في ضوء بيتلجيوس لسنوات، باستخدام تلسكوب هابل الفضائي بالإضافة إلى المراصد الأرضية مثل مرصد فريد لورانس ويبل ومرصد روكي دي لوس موتشاتشاكوس.

ظهرت أنماط في عمليات الرصد، التي تم التقاطها بالقرب من النجم وبعيداً عنه على حد سواء، والتي تشير إلى وجود نجم مرافق يدور في الغلاف الجوي الممتد لبيتلجيز. وسجل الفريق تحولات في سرعة الغازات واتجاهها في الغلاف الجوي الخارجي للنجم الكبير بسبب الاضطراب.

Loading image...

مكّن هابل الفريق من رؤية كيفية تفاعل الغلاف الجوي العميق لبيتلجيز، أو الغلاف الكروموسفير، مع حركة سيوارها، في حين كشفت الملاحظات الأرضية عن تغيرات في الغلاف الجوي الممتد.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة مورغان ماكلويد، زميل ما بعد الدكتوراه في الفيزياء الفلكية النظرية وعضو معهد النظريات والحساب في مركز هارفارد-سميثسونيان للفيزياء الفلكية: "ما تعلمناه من هذه النتائج الأخيرة هو أن سيوارها يبدو أنه "يثير" الغلاف الجوي الممتد لبيتلجوز أثناء دورانه، تاركاً وراءه أعقاباً تؤثر على ما نراه من بيتلجوز نفسه".

وأضاف: "هذه الصحوة هي دليل على وجود سيوارها وهي أيضاً أثر لكيفية قدرة مثل هذا الرفيق الصغير على التأثير على ما نراه من بيتلجوز، من خلال تعديل الغاز والغبار من حوله".

تضيف هذه دعمًا لـ النتائج التي توصل إليها ستيف هاول وفريقه في عام 2025. هوويل هو عالم أبحاث كبير في مركز أبحاث ناسا أميس في كاليفورنيا.

وقد أشارت ملاحظات فريقه إلى أن الحجم المكتشف لسيوارها شمل أيضاً منطقة أكبر من حوله أثناء عبوره الغلاف الجوي لبتلجوس.

وقال هاول: "يبدو أن فكرة وجود بعض صحوة البلازما المتوسعة المحيطة بسيوارها تتفق مع اكتشافنا لمصدر أكبر ومتلبد وليس مجرد غلاف ضوئي نجمي مجرد". لم يشارك في الدراسة الجديدة.

قال ماكلويد إن تتبع سلوك Betelgeuse وتغيراته يمكن أن يساعد علماء الفلك على فهم أفضل للنجوم العملاقة الأخرى الخافتة والبعيدة التي يصعب دراستها.

نوافذ في النجوم العملاقة

لكن في السنوات الأخيرة، ألقى بيتلجيوس على علماء الفلك بعض المشاكل المحيرة التي تطلبت عملاً تحقيقيًا جادًا لحلها.

التحديات التي تواجه علماء الفلك

من أواخر عام 2019 إلى بداية عام 2020، خفت نجم بيتلجيز بشكل حاد لدرجة أن الخبراء اعتقدوا أن النجم كان على وشك الانفجار في مستعر أعظم. ومنذ ذلك الحدث، الذي أطلق عليه اسم "التعتيم العظيم"، قررت فرق من علماء الفلك أن النجم قذف سحابة غبار كبيرة حجبت بعضاً من ضوئه مؤقتاً عن منظور الأرض.

وبالإضافة إلى ذلك، أظهر النجم تغيرين منتظمين في اللمعان: دورة مدتها ست سنوات، بالإضافة إلى دورة تستمر لأكثر من عام بقليل.

وقد أظهرت البيانات التي جُمعت على مدى سنوات أن لمعان بيتلجوز يختلف كل 416 يوماً تقريباً، حيث يزداد خفوتاً ثم يزداد سطوعاً. وقد وُجد أن هذا النبض، الذي يحدث داخل نواة بيتلجيز، نموذجي للنجوم العملاقة الحمراء.

وكان يُعتقد أن الفترة الأطول التي تبلغ 2100 يوم ترجع إلى سحب الغبار، أو خلايا الحمل الحراري الكبيرة على النجم، أو النشاط المغناطيسي أو نجم مرافق بعيد المنال دائماً عن متناول التلسكوبات البصرية.

وخلال العام الماضي، أشارت أدلة من فرق بحثية متعددة إلى أن السبب هو وجود سيوارها.

وقال دوبري: "مع هذا الدليل المباشر الجديد، يمنحنا بيتلجوز مقعداً في الصف الأمامي لمشاهدة كيف يتغير النجم العملاق مع مرور الوقت". "العثور على أعقاب من رفيقه يعني أنه يمكننا الآن أن نفهم كيف تتطور نجوم مثل هذا النجم، وتتخلص من المواد، وتنفجر في نهاية المطاف كمستعرات عظمى."

ما الذي يكشفه بيتلجيوس عن النجوم الأخرى؟

وأضاف دوبري أن النجوم العملاقة الأخرى التي تُظهر أيضاً أنماطاً مماثلة من التباين الطويل والقصير قد يكون لها أيضاً رفقاء غير مرئيين.

ويعتقد جاريد غولدبرغ، وهو زميل باحث في مركز الفيزياء الفلكية الحاسوبية التابع لمعهد فلاتيرون، أن الملاحظات الجديدة هي جزء مهم من اللغز في فهم أسباب التباين الذي يستمر ست سنوات في بيتلجيز. قام غولدبرغ سابقاً بتأليف بحث عن النجم المرافق، لكنه لم يشارك في هذه الدراسة.

قال جولدبرج إنه إذا تمكن علماء الفلك من استنتاج أن التباين الدوري يرجع إلى وجود نجم ثانٍ، "يمكننا أن نربط مباشرةً الفيزياء الكامنة وراء تكوين وتطور كل من النجوم والكواكب".

كما يعمل الفريق أيضاً على نماذج هيدروديناميكية لتحديد كيفية تشكل الصحوة خلف سيوارها وإعادة بناء كيفية تأثير ذلك على سطوع بيتلجوز، كما قال ماكلويد.

وقال إدوارد غينان، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة فيلانوفا في بنسلفانيا، إن التحليل الهيدروديناميكي سيوفر المعلومات الحيوية اللازمة لتفسير الملاحظات الجديدة، مثل ما يمكن توقعه من حركة رفيق بحجم الشمس يتحرك عبر الغلاف الجوي الخارجي لعملاق أحمر ضخم. وقد درس غينان كوكب بيتلجوس ولكنه لم يشارك في البحث الجديد.

مع وجود سيوارها على هذا القرب من بيتلجوز، ما هو مصير النجم الأصغر؟

يعتقد ماكلويد أن سيوارها يقترب بشكل متزايد من رفيقه الضخم بسبب قوى الجاذبية، مما قد يؤدي إلى اندماجهما في غضون 9000 سنة.

مستقبل سيوارها الغامض

قال ماكلويد: نعتقد أن النجمين قد يندمجان حتى قبل أن يندمج بيتلجيزا قبل أن يصبح مستعر أعظم. "هذا من شأنه أن يتناثر بعض الغاز، ويدور بيتلجيز، ومن المحتمل أن يؤثر على خصائص المستعر الأعظم النهائي."

مصير النجم الأصغر سوارها

واستناداً إلى حسابات علماء الفلك، فإن سيوارها الآن على الجانب البعيد من بيتلجيز بالنسبة للتلسكوبات الأرضية، ولكن من المتوقع أن يظهر في الأفق في عام 2027.

وقال هاول: "ستسمح الاكتشافات الإضافية بتحسينات على مداره، وبالتالي إعطاء كتلة أفضل لسيوارها، مما يساعد على تفسير تطور النظام الثنائي، والدوران السريع لبيتلجوزه، ومستقبل النجمين".

تأمل فرق متعددة في إيجاد طريقة لرصد سيوارها بصرياً.

التوقعات المستقبلية لرصد سوارها

قال غينان: "ستكون رؤية الرفيق الدليل النهائي على وجوده الضمني". "لا أطيق الانتظار."