أول صورة مقربة لـ "وحش" خارج مجرتنا تُظهر نجماً يحتضر محاطاً بكوكب من الغازات.

التقط علماء الفلك أول صورة عن قرب لنجم خارج مجرتنا، التقطت خلال لحظة دراماتيكية قرب نهاية حياة النجم. يظهر فيها النجم "العملاق" وهو ينفث الغاز والغبار، وهي خطوة أخيرة حاسمة قبل الانفجار في مستعر أعظم.

ويقع النجم، المعروف باسم WOH G64، على بعد 160 ألف سنة ضوئية من الأرض في سحابة ماجلان الكبيرة، وهي مجرة مجاورة صغيرة تدور حول مجرة درب التبانة. وقد التقط الباحثون الصورة باستخدام مقياس التداخل للتلسكوب الكبير جداً التابع للمرصد الجنوبي الأوروبي، الموجود في صحراء أتاكاما في تشيلي.

وقد أتاحت هذه الصورة غير المسبوقة، بالإضافة إلى عمليات الرصد التي أُجريت على مدار العقد الماضي، لعلماء الفلك فرصة مشاهدة اللحظات الرئيسية خلال دورة الحياة العنيفة للنجم. وقد نُشرت دراسة تصف مقارنة بين الملاحظات التي نُشرت يوم الخميس في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة كيتشي أوهناكا، عالم الفيزياء الفلكية من جامعة أندريس بيلو الوطنية في تشيلي، في بيان: "لأول مرة، نجحنا في التقاط صورة مكبرة لنجم يحتضر في مجرة خارج مجرتنا درب التبانة". وأضاف: "لقد اكتشفنا شرنقة على شكل بيضة تحيط بالنجم عن كثب. نحن متحمسون لأن هذا قد يكون مرتبطاً بالقذف الشديد للمواد من النجم المحتضر قبل انفجار المستعر الأعظم."

عملاق أحمر باهت

WOH G64 هو نجم عملاق أحمر عملاق أكبر من شمسنا بـ 2000 مرة، وهو ما دفع علماء الفلك إلى تسميته بـ "النجم العملاق". خلال المراحل الأخيرة من حياتها، تتخلص النجوم العملاقة الحمراء من طبقاتها الخارجية من الغاز والغبار، وهي عملية يمكن أن تستمر لآلاف السنين.

وقد اكتشف العلماء هذا النجم لأول مرة في عام 1981، وكشفت عمليات الرصد التي أجراها القمر الصناعي الفلكي بالأشعة تحت الحمراء في وقت لاحق من العقد أن WOH G64 كان مضيئاً بشكل لا يصدق وأحد الأمثلة الأكثر تطرفاً للعملاق الأحمر، كما قال المؤلف المشارك في الدراسة جاكو فان لون، مدير مرصد كيلي في جامعة كيلي البريطانية.

راقب فان لون النجم WOH G64 منذ تسعينيات القرن الماضي ودرسها عندما كان طالباً في المرصد الجنوبي الأوروبي. وقد تمكن من قياس معدل إطلاق النجم للمواد في الفضاء وأدرك أنه لن يتمكن من الحفاظ على معدل القذف لفترة طويلة قبل أن لا يكون لديه ما يتخلص منه.

وبمرور الوقت، راقب فان لون تغير سطوع النجم، مما يشير إلى أنه كان يتغير من عملاق أحمر ضخم إلى نجم أصغر حجماً وأكثر حرارة.

استخدم فريق أوهناكا مقياس التداخل للتلسكوب الكبير جداً لدراسة النجم في عامي 2005 و2007، لكن الباحثين انتظروا سنوات حتى تم تطوير أحد أجهزة الجيل الثاني من التلسكوب GRAVITY قبل أن يصبح من الممكن التقاط صورة للنجم.

وقارن العلماء أحدث الملاحظات التي تم إجراؤها عبر GRAVITY مع الملاحظات السابقة، وكشفوا أن النجم قد خفت بشكل كبير خلال العقد الماضي.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة جيرد ويجيلت، أستاذ علم الفلك في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي في بون بألمانيا، في بيان: "لقد وجدنا أن النجم شهد تغيراً كبيراً في السنوات العشر الماضية، مما يوفر لنا فرصة نادرة لمشاهدة حياة النجم في الوقت الحقيقي".

يعتقد فريق علم الفلك أن الغاز والغبار المنبعث من النجم هو المسؤول عن مدى خفوت نجمه في السنوات الأخيرة، بالإضافة إلى الشكل غير المعتاد والمتمدد لشرنقة الغبار التي تشكلت حول WOH G64. وقال معدو الدراسة إنه من المحتمل أيضاً أن يكون نجم مرافق غير مرئي قد أثر على شكل الشرنقة.

قال إدوارد غينان، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة فيلانوفا في بنسلفانيا، إن WOH G64 هو أحد أكبر النجوم وأكثرها لمعاناً في سحابة ماجلان الكبيرة، وإذا حلّ محل شمسنا، فإنه سيمتد إلى ما بعد مدار المشتري. لم يشارك غينان في الدراسة الجديدة. إذا انفجر النجم في المستقبل، فسيكون مرئياً للعين المجردة.

وقال غينان في رسالة بالبريد الإلكتروني: "لقد التقطوا صورة مذهلة باستخدام أداة VLTI/Gravity للنجم وحوله المعقدة الضخمة من الغاز/الغبار المقذوف"، في إشارة إلى الشكل الدائري للسحابة حول النجم.

متجه للانفجار

لقد استغرق الضوء من لحظة حياة النجم التي تم التقاطها في الصورة الجديدة 160,000 سنة ليصل إلى الأرض. وقال فان لون إن النجم WOH G64 كانت كتلته على الأرجح 25 إلى 40 ضعف كتلة الشمس عند ولادته، ومثل هذه النجوم الضخمة تموت عندما تنهار نواتها، مما يؤدي إلى خلق ثقب أسود. وفي حين أنه من المحتمل أن يتحول النجم إلى مستعر أعظم، إلا أنه من المستحيل تحديد موعد حدوث الانفجار.

قال فان لون: "لم نتمكن أبدًا من معرفة متى سينفجر العملاق الأحمر على وجه التحديد، لأننا لا نستطيع النظر داخله". "ما نعرفه هو أن أحد هذه المستعرّات العظمى التي شوهدت في المجرة نفسها في عام 1987، الأمر الذي أدهش جميع علماء الفلك، كان عملاقاً أزرق انفجر. وسرعان ما كشف تلسكوب هابل الفضائي أنه كان بالفعل عملاقاً عملاقاً أحمر في الماضي، ربما قبل 20 ألف سنة من الانفجار. قد نكون نرى WOH G64 يمر بمثل هذا التحول (التحول)، وفي هذه الحالة قد يستغرق الأمر آلاف السنين قبل أن نراه ينفجر."

النجوم العملاقة الزرقاء النادرة هي بعض من أكثر النجوم سخونة وسطوعاً في الكون. لكن المستعرّات العظمى البعيدة الأخرى أظهرت أن النجوم قبل أن تنفجر قذفت سحباً كثيفة قبل عقود من انفجارها.

وقال فان لون: "إذا كان هذا هو ما نراه (WOH G64)، فإن مشهداً ينتظرنا قريباً".

في السنوات الأخيرة، رأى علماء الفلك الذين يدرسون العملاق الأحمر بيتلجوس (Betelgeuse)، الذي يبعد حوالي 645 سنة ضوئية عن الأرض في مجرة درب التبانة، هذا النجم خافتاً بشكل غير متوقع، مما دفع البعض إلى الاعتقاد بأنه على وشك الانفجار. يعتقد بعض علماء الفلك أن مجرد سحابة غبار قذفها النجم هي التي تسببت في هذا الخفوت. وقال فان لون إن هذا النجم ليس ساطعًا أو متغيرًا مثل النجم WOH G64، ولم يشهد سوى زوبعة قصيرة مقارنة بما يمر به النجم WOH G64.

وقال في رسالة بالبريد الإلكتروني: "في حين أن Betelgeuse لم يتأثر بعرضه، فإن WOH G64 ربما يكون قد انفجر من عباءته، وتغير إلى الأبد".

يخطط فريق أوهناكا لالتقاط المزيد من الصور للنجم في المستقبل، الأمر الذي سيشكل تحدياً مع تزايد خفوت هذا النجم. لكن التحديثات المخطط لها لأجهزة التلسكوب ستساعد، كما قال أوهناكا.

على مدى العقد الماضي، غامر فان لون في مجالات أخرى من الفيزياء الفلكية. لكن تلسكوب WOH G64 أعاده "إلى دراسة هذه النجوم الوحشية مرة أخرى"، كما قال فان لون.

وقال: "إن التفاصيل التي يمكننا رؤيتها الآن مذهلة، ويمكن مقارنتها برؤية شخص على سطح القمر". "ولكن ما هو أكثر من ذلك، أننا التقطناها عندما كان يجب أن تكون قد فعلت شيئًا مثيرًا. النقطة الممدودة التي نراها في صورتنا هي سحابة كثيفة من الغبار. وهذا يجعل من الصعب رؤية النجم نفسه، لكن كل المؤشرات تدل على أنه بالفعل نجم أكثر سخونة الآن. أشعر بأنني محظوظ جداً لمشاهدة هذا الأمر، إذ كان من الممكن أن نراقبه لآلاف السنين دون أن نرى الكثير من التغيير."