اكتشاف نجم مرافق جديد حول Betelgeuse المثير
اكتشف علماء الفلك نجمًا مرافقًا جديدًا يدور حول Betelgeuse، يكشف سر تذبذب سطوعه. هذا الاكتشاف قد يساعد في فهم مصير النجمين. تعرف على المزيد عن هذا الكائن السماوي المثير في مقالنا الجديد على خَبَرَيْن.
رصد علماء الفلك ما يعتقدون أنه نجم مرافق لم يسبق له مثيل يدور حول Betelgeuse، وهو نجم عملاق أحمر نابض في كتف كوكبة الجبار.
أحد أشهر النجوم وأكثرها لمعاناً في السماء ليلاً، لطالما أثار كوكب Betelgeuse فضول كل من حدّق في السماء ورأى لونه المائل إلى الحمرة، والذي يمكن رؤيته بالعين المجردة. ومع ذلك، فإن أكثر ما أبهر علماء الفلك هو أنه من المعروف أن سطوعه يتغير بمرور الوقت. والآن، يعتقدون أن هذا الجرم السماوي المكتشف حديثاً قد يحمل المفتاح لفهم السطوع المتغير لـ Betelgeuse.
من أواخر عام 2019 إلى بداية عام 2020، خفت نجم Betelgeuse بشكل حاد لدرجة أن علماء الفلك اعتقدوا أن النجم كان على وشك الانفجار في مستعر أعظم. ومنذ هذا الحدث، الذي أطلق عليه اسم "التعتيم العظيم"، توصلت فرق من علماء الفلك إلى أن النجم قذف سحابة غبار كبيرة حجبت مؤقتاً بعضاً من ضوئه من منظور الأرض.
وقد أدى التعتيم العظيم إلى زيادة الاهتمام بحل الألغاز التي طال أمدها حول أحد أكثر النجوم المرصودة في الكون مثل سبب تذبذب سطوعه بانتظام على مدار دورة مدتها ست سنوات كما كان يحدث منذ عقود.
وقد اكتشف فريق من علماء الفلك الآن تفسيرًا لذلك. وباستخدام أداة على تلسكوب جيميني نورث في هاواي، استخدموا تقنية تصوير غير عادية للحصول على لمحة عن نجم مرافق مشتبه به، يُطلق عليه بالعامية "بيتل بادي"، والتي تعتمد على نظرية سابقة.
واقترحوا تسمية النجم بـ"سوارها"، وهو اسم عربي يليق بالنجم المرافق لـ"Betelgeuse"، والذي يعني "يد العملاق". ("الجوز" هو أيضاً الاسم العربي التاريخي لكوكبة الجبار).
شاهد ايضاً: الطائر العملاق غير القادر على الطيران هو الهدف التالي لشركة كولوسال بايوساينس لإعادة الانقراض
يمكن لفهم المزيد حول الديناميكية بين Betelgeuse والنجم المرافق له، الذي يشار إليه أيضًا باسم أوري ب في دراسة جديدة نُشرت يوم الخميس في المجلة الفيزيائية الفلكية رسائل، أن يلقي الضوء على المصير المتشابك لكلا النجمين.
منظر مرقط
كنجم عملاق فائق العملاق، فإن Betelgeuse نجم هائل. وبالمقارنة مع شمسنا، يبلغ نصف قطره حوالي 700 ضعف نصف قطر شمسنا ويحتوي على 18 ضعف كتلتها، كما قال المؤلف الرئيسي للدراسة ستيف هويل، وهو عالم أبحاث كبير في مركز أبحاث ناسا أميس في كاليفورنيا. إذا استُبدل Betelgeuse بشمسنا، فإن النجم لن يبتلع الأرض وجميع الكواكب الداخلية فحسب، بل سيصل إلى ما بعد مدار المشتري، وفقًا لـ ناسا. كما أنه يضيء بمقدار 7500 إلى 14000 مرة أكثر سطوعاً من الشمس.
يبلغ عمر Betelgeuse 10 ملايين سنة، وهو جزء صغير من عمر شمسنا التي يقدر عمرها بـ 4.5 مليار سنة. ومع ذلك، فإن ضخامة Betelgeuse تعني أنه قد احترق بالفعل كل الهيدروجين الموجود في قلبه، مما يجعله يتمدد مع اقتراب نهاية عمره.
وقد أظهرت سنوات من عمليات الرصد أن لمعانه يختلف بشكل دوري كل 416 يوماً تقريباً، حيث يزداد خفوتاً ثم يزداد سطوعاً. هذا النبض نموذجي للنجوم العملاقة الحمراء.
لكن Betelgeuse يعرض نمطاً غير عادي فوق ذلك. وكتب هويل في رسالة بالبريد الإلكتروني: "لقد لوحظ منذ عقود أن Betelgeuse يُظهر أيضاً فترة أطول بكثير (من التباين) تبلغ حوالي 2170 يوماً (حوالي ست سنوات) والتي ظلت غير مفسرة".
نشرت مجموعتان مستقلتان من علماء الفلك أوراقاً بحثية في عام 2024 تشير إلى أن نجم مرافق غير مرئي يمكن أن يسبب هذا التباين. ومع ذلك، لم يتمكن تلسكوب هابل الفضائي ومرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا من رؤية أي دليل على وجود مثل هذا النجم. وقد شكل حجم نجم Betelgeuse وسطوعه تحديات لمحاولات اكتشاف الرفيق.
قال جاريد جولدبرج، وهو زميل باحث في مركز الفيزياء الفلكية الحاسوبية التابع لمعهد فلاتيرون، إنه لرؤية كل من Betelgeuse ورفيقه يجب أن تكون الصورة عالية الدقة وعالية التباين. قام غولدبرغ بتأليف دراسة أجريت في نوفمبر تشير إلى أن Betelgeuse قد يكون له نجم مرافق، لكنه لم يشارك في البحث الجديد.
قال جولدبرج: "عادةً ما يجعل الغلاف الجوي للأرض من الصعب القيام بذلك لنفس السبب الذي يجعل النجوم تتلألأ حيث أن الغاز المتحرك في الغلاف الجوي يبعثر ضوء النجوم حولها".
قرر فريق هاول استخدام جهاز تصوير منقط يسمى "ألوبيكي"، والتي تعني "الثعلب" بلغة هاواي، للبحث عن الرفيق.
قال هاول: "التصوير المرقط هو تقنية تحصل على عدة آلاف من التعريضات القصيرة جداً لجسم فلكي". "هذه الصور قصيرة جداً لدرجة أنها لا تبدو كنجوم أو مجرات على الإطلاق، بل تبدو كنقطة من "البقع"."
ترجع البقع إلى التشوهات الناتجة عن الغلاف الجوي للأرض. وقال هاول إن آلاف الصور القصيرة تتم معالجتها بطريقة تزيل التشويش في الغلاف الجوي، مما ينتج عنه صورة تلسكوب عالية الدقة.
تم العثور على نجم
عندما رصد أعضاء فريق هاول نجم Betelgeuse أثناء التعتيم العظيم في عام 2020، لم يروا أي شيء؛ إذ من المحتمل أن يكون الرفيق محجوباً خلف Betelgeuse، وفقاً لغولدبرغ. ولكن في ديسمبر، رصدوا توهجاً أزرق خافتاً في المكان الذي تنبأ فيه بحث غولدبرغ بالإضافة إلى دراسة أخرى من تأليف مورغان ماكلويد في مركز هارفارد-سميثسونيان للفيزياء الفلكية بوجود الرفيق.
كشف التصوير المرقط عن نجم شاب مزرق لا يحترق الهيدروجين في قلبه حتى الآن وتبلغ كتلته 1.5 مرة فقط من كتلة الشمس.
وقال هاول إن خفوت النجم المرافق أربعة أعشار من واحد في المئة من سطوع نجم Betelgeuse هو أحد الأسباب التي جعلت من الصعب رصده. أما السبب الآخر فهو قرب النجمين من بعضهما البعض حيث تفصل بينهما حوالي أربعة أضعاف المسافة بين الأرض والشمس. في المتوسط، تبعد الأرض حوالي 93 مليون ميل (150 مليون كيلومتر) عن الشمس. وقال غولدبرغ إن الشيء الذي يسمح برؤية النجم المرافق هو أن لونه مختلف عن لون نجم Betelgeuse.
وقال هاول: "إذا كان المصباحان الأماميان في السيارة يمثلان النجمين، فإن رؤيتنا من الأرض إلى Betelgeuse ورفيقه ستكون مماثلة لمحاولة فصل المصباحين الأماميين للسيارة بعينك من مسافة 50 ألف ميل". "لقد ساعدنا في عمليات الرصد التي قمنا بها حقيقة أنه يمكننا رصد Betelgeuse مباشرة باستخدام تعريضات قصيرة جداً (14 ميلي ثانية لكل منهما) حتى لا تتشبع كاميراتنا، كما أن حجم المرآة الكبير (8 أمتار) يسمح لنا بالحصول على دقة زوايا عالية جداً في صور السماء، دقة كافية للفصل بين النجمين."
وقال معدو الدراسة إنها المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف رفيق نجمي يدور حول نجم عملاق عملاق بهذا القرب.
قال هاول: "لقد فوجئت بأن الرفيق كان واضحاً جداً بعد معالجة بياناتنا مباشرة". "كنت أعتقد أنه سيكون من الصعب العثور عليه، ولكن فجأة، كان موجوداً هناك."
عمل ماكلويد، زميل ما بعد الدكتوراه في الفيزياء الفلكية النظرية وعضو معهد النظريات والحساب في مركز هارفارد-سميثسونيان للفيزياء الفلكية، على بحث نُشر في ديسمبر/كانون الأول الذي جمع قياسات تاريخية للسرعة الشعاعية لـ Betelgeuse، أو الحركة باتجاه الأرض أو بعيداً عنها، والتي بدأت حوالي عام 1896 على ألواح زجاجية فوتوغرافية. قال ماكلويد إن الفريق رأى نمطاً متكرراً لمدة ست سنوات يتسق مع شد نجم مرافق أصغر حجماً يدور حول الأرض.
وقال: "إن وضع هذه الخطوط من الأدلة، التي تم جمعها من قرن من القياسات الفلكية، أتاح لنا التنبؤ بالمكان الصحيح الذي يجب أن يكون فيه الرفيق "إذا كان حقيقياً". "لكننا لم نره مباشرة. لقد قام هاول وفريقه بعملية رصد رائدة لكي نتمكن من إجراء هذا الاكتشاف الأولي."
ويصف ماكلويد، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة، النتيجة التي توصلوا إليها بأنها "نتيجة مذهلة... تُظهر أنه حتى أفضل النجوم المدروسة في سمائنا الليلية لديها ألغاز يجب أن تكشفها."
وقال ماكلويد: "نظرًا لأن هذا الاكتشاف كان اكتشافًا صعبًا، فإن الملاحظات كانت على حافة الاكتشاف". "ما دفع هذا الاكتشاف إلى الحافة هو أن النجم ظهر في المكان الذي توقعناه تماماً عندما جمعنا توقعات قرن من الزمن من علماء الفلك."
مستقبل محكوم عليه بالفشل
في حين أن اكتشاف الرفيق يتوافق مع تنبؤات غولدبرغ البحثية، لا تزال هناك حاجة إلى عمليات رصد مستقبلية لتأكيد الاكتشاف. وقال غولدبرغ إن التصوير البقعي هو قياس صعب وليس دقيقاً دائماً.
وبالنظر إلى أن النجم تم اكتشافه بالقرب من حدود الأداة، فإن وجوده محتمل ولكن "ليس أمراً مؤكداً بعد"، كما قال إدوارد غينان، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة فيلانوفا في بنسلفانيا. وقد درس غينان نجم Betelgeuse لكنه لم يشارك في البحث الجديد.
ومع ذلك، فإن رؤية مسار النجم الرفيق على طول مداره المقترح الذي يمتد لست سنوات سيمثل اكتشافاً نهائياً للنجم الرفيق على حد قول غينان.
وقال: "في الوقت الحالي، نعتقد أن الرفيق يتحرك بعيدًا عنا، ويذهب خلف Betelgeuse. لذلك هناك مسار واضح لتأكيد نتائج الدراسة الجديدة: انظروا مرة أخرى عندما نتوقع أن يكون الرفيق خلف Betelgeuse بالكامل، وسيكون قد اختفى. انظر مرة أخرى عندما يجب أن يكون عائداً إلى الجانب الآخر، وسيكون هناك".
ستتاح فرصة جديدة لتأكيد وجود الرفيق بالتلسكوبات في نوفمبر 2027 عندما يكون النجم في أبعد مسافة له من Betelgeuse، مما يسهل رصده.
وعلى غرار فريق ماكلويد، قرر غولدبرغ وزملاؤه أيضاً أن Betelgeuse يتذبذب باتجاه الأرض وبعيداً عنها خلال نفس فترة الست سنوات بسبب وجود رفيق نجمي. ومع ذلك، لا تزال هناك أسئلة حول كيفية إسهام النجم المرافق بالضبط في تقلب Betelgeuse خلال السنوات الست، والذي يبدو أنه مرتبط بالتغيرات في الغبار حول النجم، كما قال غولدبرغ.
قال غولدبرغ في رسالة بالبريد الإلكتروني: "تحدث المرحلة الخافتة عندما يكون النجم المرافق خلف Betelgeuse، والمرحلة الأكثر سطوعاً عندما يكون النجم المرافق أمام Betelgeuse". "هذا يعني أنه عكس الكسوف، لذلك يبدو على الأرجح أن Betelgeuse ينتج غباره الخاص به ويقوم الرفيق بتشكيله بدلاً من سحبه."
وأضاف غولدبرغ أن حوالي 30% من النجوم العملاقة الحمراء النابضة تُظهر نفس النوع من التباين، وإذا كان هذا يعني وجود رفيق "فإن الكثير من النجوم تأوي هؤلاء الأصدقاء الصغار". "إن فهم هذا الزوج النجمي يمكن أن يساعدنا في فهم تعداد النجوم المشابهة له. وفهم هذا التعداد سيعلمنا عن تكوّن النجوم والكواكب في الأنظمة التي يصعب رصدها بشكل كبير."
في هذه الأثناء، لا يزال علماء الفلك يتساءلون متى سينفجر Betelgeuse، وهو حدث كارثي كان متوقعاً منذ التعتيم العظيم. قال هاول إنه في حين أن Betelgeuse والنجم المرافق له وُلد على الأرجح في نفس الوقت، إلا أن النجم المرافق لا يزال يتشكل كنجم عادي. لكنه قال إن مدار الرفيق القريب، داخل الطبقات الخارجية للغلاف الجوي لـ Betelgeuse سيكون هلاكه.
سيحدث أحد أمرين. قد يتسبب مدار النجم الرفيق في انجرافه ببطء أقرب ويغرق في Betelgeuse في حوالي 10000 سنة.
وقال غولدبرغ: "عند هذه النقطة سيدخل Betelgeuse ورفيقه في عناق أبدي". "إذا تمكنا من الحصول على عقود من الملاحظات المباشرة الدقيقة، فقد نكون قادرين على اختبار هذا التنبؤ مباشرة من خلال معرفة ما إذا كان المدار يتقلص، وإذا كان الأمر كذلك فما مدى سرعة ذلك."
ولكن إذا انفجر Betelgeuse قبل ذلك "ربما غداً، ربما بعد 100 عام" فإن النجم المرافق سوف يُدمر في المستعر الأعظم، كما قال هاول. "المستقبل ليس جيدًا لأي من النجمين."
أخبار ذات صلة
ناسا تختار 10 رواد فضاء جدد في سعيها لتحقيق خطط جريئة للقمر والمريخ
اكتشاف تماثيل نادرة في قبر بومبي
مركبة فويجر 1 الفضائية التي تبلغ من العمر 47 عامًا تشغل محركاتها بعد عقود من التوقف
