منذ أسبوع

اكتشاف نوع جديد من النجوم النابضة

اكتشاف نوع جديد من النجوم النابضة
حجم الخط

شبكة وتر-اكتشف العلماء مؤخرا صنفا جديدا من النجوم النابضة الصغيرة والحارة جدا التي يتغير سطوعها كل بضع دقائق. ويعتقد أن هذا النوع من النجوم الذي أطلق عليه اسم "النجوم النابضة شبه القزمة" قد نشأ نتيجة انقطاع دورة الحياة المعروفة لدى النجوم الكبيرة.

ومن خلال تحليل بيانات مسح فلكي انطلق عام 2018 من مرصد بالومار في كاليفورنيا، وجد العلماء أربعة من تلك النجوم النابضة شبه القزمة الحارة.

وتنبض هذه النجوم على فترات زمنية تتراوح بين مئتين و475 ثانية، في حين يتفاوت سطوعها بنحو 5%.

غير أن هذا التغير في السطوع يمكن نظريا أن ينتج عن طريق الحجب بالنسبة للنجوم الثنائية. لكن العلماء استبعدوا هذا الاحتمال، وأدركوا أنهم عثروا على صنف جديد من النجوم التي يطلق عليها "نجوم-ب شبه القزمة".

ما خصائص هذه النجوم الغريبة؟

يقول الفيزيائي توماس كوبفر من معهد كافلي للفيزياء النظرية التابع لجامعة كاليفورنيا سانتا باربرا "هناك العديد من النجوم تنبض، بما في ذلك شمسنا لكنها تفعل ذلك على نطاق صغير للغاية".

ويضيف المؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة حول هذا الاكتشاف أنه "عادة ما تكون النجوم ذات التغيرات الكبيرة في السطوع نابضة إشعاعيا -ويبدو وكأنها تتنفس- بينما تتغير أحجامها بالكامل".

ورغم أن شمسنا تنبض، فإن دورة كل نبضة تبلغ 11 عاما، ولا يتغير سطوعها إلا بنسبة 0.1% طوال هذه المدة، في حين تبلغ نسبة الاختلاف في سطوع بعض النجوم النابضة 10% بسبب التغيرات في الحجم ودرجة الحرارة، لذلك لا تصنف الشمس ضمن هذه الفئة من النجوم.

وتثير "النجوم-ب شبه القزمة" اهتمام العلماء لكونها صغيرة الحجم للغاية، إذ ربما تصل إلى 10% من حجم الشمس، لكنها كثيفة جدا أيضا.

ويمكن أن تبلغ كتلة النجم بهذا القطر الصغير ما بين 20 و50% من كتلة الشمس.

النجم المخدّج

نتيجة لهذه الكثافة ينتج فرنها النووي بمركزها كمية هائلة من الطاقة بتحويل الهيليوم إلى كربون وأوكسيجين مما يجعلها شديدة السطوع، ويميل لونها إلى الأزرق بينما تتراوح درجة الحرارة على سطحها ما بين عشرين ألفا وأربعين ألف درجة كيلفن (بين أربعة وثمانية أضعاف حرارة سطح الشمس).

ويعتقد العلماء أن هذا النوع من النجوم ينشأ إثر انفجار نجوم أولية تصل كتلتها إلى ثمانية أضعاف كتلة الشمس.

وعندما تنفد هذه النجوم من الهيدروجين بمركزها بعد تحوله إلى هيليوم من خلال تفاعلات نووية اندماجية، تبدأ تفاعلات نووية جديدة تحول الهيليوم إلى كربون وأوكسيجين، ويتحول النجم إلى عملاق أحمر.

وينشأ النجم-ب شبه القزم مخّدجا، مثلما تلقي الأم وليدها قبل أوان وضعه، عندما تنفصل طبقات الهيدروجين الخارجية عن العملاق الأحمر قبل أن يبدأ انصهار الهيليوم، ربما بسبب تأثير رفيق ثنائي، لكن الآليات الدقيقة لكيفية حدوث ذلك غير معروفة.

ولا يزال الباحثون يبحثون في الآلية الدقيقة وراء تذبذبات النجوم النابضة شبه القزمة الحارة، لكنهم يعتقدون أنها قد تكون أنماطا إشعاعية غير مستقرة تنتج عن تراكم الحديد في النجم مما يؤدي إلى تكون طبقة طاقة تؤدي إلى النبض.

كما يعتقد العلماء أن هناك اختلافا آخر يمكن أن يكون قد حدث بمركز النجم. فبينما تقوم "النجوم-ب شبه القزمة" بصهر الهيليوم بالنواة أو حولها، يعتقد العلماء أن النجوم النابضة شبه القزمة الحارة فقدت طبقاتها الخارجية قبل أن يكون الهيليوم حارا وكثيفا بما يكفي لبدء الانصهار.

وستكون الخطوة التالية للباحثين زيادة توضيح ما يحدث فعليا داخل هذه النجوم لإنتاج النبضات، وتحديد أين تتناسب النجوم بدقة مع نماذج التطور النجمي التي يعرفها العلماء.