يمكن أن يؤدي الانفجار الشديد للنجم إلى تعذيب الكواكب الصغيرة

يشير الثوران الشديد لنجم شاب يشبه الشمس إلى أن الكواكب الناشئة يجب أن توجد في بيئة وحشية إلى حد ما.

استخدم فريق من العلماء من مركز الفيزياء الفلكية (CfA) مصفوفة Submillimeter Array (SMA)، وهي مجموعة من التلسكوبات الموجودة في موناكيا في هاواي، لمراقبة النجم الشاب HD 283572. شاهد الطاقم زيادة سطوع HD 283572 بمئات المرات خلال بضع ساعات فقط. يُصنف هذا الثوران المرصود كواحد من أقوى التوهجات النجمية على الإطلاق.

يقع HD 283572 على بعد حوالي 400 سنة ضوئية، وهو أكبر بنحو 1.4 مرة من كتلة الشمس – ولكن عمره أقل بقليل من 3 ملايين سنة، وهو أصغر بألف مرة من نجمنا، الذي يبلغ عمره حوالي 4.6 مليار سنة. وهذا يعني أنه عندما رأى علماء الفلك HD 283572، فقد شاهدوه في نفس المرحلة من الحياة التي كانت فيها الشمس عندما بدأت في تشكيل الكواكب، مثل الأرض.

ونتيجة لذلك، يمكن أن تشير هذه النتائج إلى أن الكواكب المتشكلة، بما في ذلك تلك الموجودة في النظام الشمسي، يجب أن تواجه ظروفًا مضطربة.

وقال جوشوا بينيت لوفيل، قائد الفريق وعالم CfA، في بيان: “لقد فوجئنا برؤية توهج ساطع بشكل غير عادي من نجم شاب عادي”. “أي كواكب محتملة تتطور في هذا النظام كانت ستتعرض لضربة شديدة بسبب القوة الشديدة لهذا التوهج. لا أريد أن أكبر هناك!”

متعلق ب: يقوم تلسكوب جيمس ويب الفضائي باكتشاف نادر لكوكبين خارجيين يدوران حول نجوم ميتة

النجوم الشابة عبارة عن نوابض مجروحة بإحكام

يُعتقد أن التوهجات النجمية، مثل تلك التي لاحظها لوفيل وزملاؤه، تنشأ عندما تدور النجوم وتشابك مجالاتها المغناطيسية.

مثلما يقوم جرح نابض بتخزين الطاقة الحركية التي يجب إطلاقها بإحكام شديد، يجب تخفيف الطاقة المغناطيسية المخزنة في هذه المجالات المغناطيسية الملفوفة. بالنسبة للنجوم، يتسبب هذا في انفجار دفقات من الجسيمات المتسارعة عبر أسطحها وخروجها إلى الفضاء.

يمكن للتوهجات النجمية المصاحبة لهذا الانفجار للمادة النجمية، أو البلازما، أن تزيد من سطوع النجم بعشرات أو مئات المرات وعبر مجموعة من الأطوال الموجية الضوئية. ومع ذلك، فإن اكتشاف مثل هذا التوهج لا يزال يمثل تحديًا لأن هذه الأحداث تحدث بشكل عشوائي، لذلك لا توجد فكرة واضحة عن متى يجب توجيه التلسكوب نحو النجم لاكتشاف نوبة غضبه التالية.

كان هذا هو الحال بالتأكيد مع HD 283572، الذي بدا خاملًا قبل ثورانه الهائل.

وأوضح لوفيل: “في كل مرة قمنا بتوجيه SMA مرة أخرى نحو النجم بعد هذا التوهج، لم نشاهد شيئًا”. “تؤكد النتائج التي توصلنا إليها أن أحداث التوهج هذه نادرة عند الأطوال الموجية المليمترية، ولكنها يمكن أن تكون قوية للغاية بالنسبة للنجوم في هذه السن المبكرة.”

على مدى 9 ساعات، وصلت طاقة التوهج HD 283572 إلى مستويات أكبر بملايين المرات من الطاقة الصادرة عن التوهجات المماثلة التي تم قياسها في محيط النظام الشمسي.

“لقد كان هذا حدثًا هائلاً، يعادل استهلاك كامل الترسانة النووية للأرض في حوالي ميلي ثانية واحدة، مرارًا وتكرارًا، لمدة نصف يوم تقريبًا!” وقال غاريت كيتنغ، عالم مشروع SMA وعضو الفريق، في البيان. “إذا أخذنا في الاعتبار الأطوال الموجية لضوء النجم الذي لم يلاحظه SMA، فإننا نتوقع أنه كان من الممكن أن يكون أكثر نشاطًا بعدة مرات.”

رصد الفريق توهجًا واحدًا فقط من HD 283572، لذلك لا يمكننا حاليًا التأكد من السبب الدقيق وراء الانفجار الهائل.

وقال كيتنغ: “إن التوهجات في هذه الأطوال الموجية نادرة، ولم نتوقع رؤية أي شيء سوى التوهج الخافت للغبار الذي يشكل الكواكب”. “إنه لغز حقيقي، وهناك مجموعة من الآليات التي يمكن أن تلعب دورًا. التفاعلات مع النجوم أو الكواكب المرافقة غير المرئية أو النشاط النجمي الدوري هما احتمالان، ولكن ما لا شك فيه هو مدى قوة هذا الحدث.”

إن التوهجات مثل هذه قوية للغاية لدرجة أنها يمكن أن تجرد الغلاف الجوي أثناء تطورها حول الكواكب الناشئة.

إن اكتشاف مثل هذا التوهج النشط في هذه الفترة الحاسمة من حياة النظام الكوكبي يعطي العلماء فكرة عن نوع الضغوط التي كانت الأرض والكواكب الشقيقة لها قد تعرضت لها أثناء تشكلها قبل حوالي 4.5 مليار سنة. يمكن أن تشير النتائج أيضًا إلى ما قد تشهده الكواكب خارج المجموعة الشمسية أو “الكواكب الخارجية” في المراحل المبكرة من حياتها في الوقت الحالي.

قصص ذات الصلة

– مفاجأة! قد تبدو الكواكب الخارجية الصغيرة مثل حلوى سمارتيز وليست كروية

– تلسكوب الكواكب الخارجية التابع لناسا يكتشف “الأرض الفائقة” في منطقة المعتدل الخاصة بنجمه

— ما هي توقعات الكواكب الخارجية الشبيهة بنبتون: غائمة أم صافية؟

يواصل الفريق الذي يقف وراء هذا البحث مراقبة HD 283572 لتحديد عدد مرات ثوران النجم الشاب ومعرفة ما إذا كان هذا التوهج يمكن أن يؤثر على نمو الغلاف الجوي الكوكبي في الكواكب الناشئة المحيطة به.

بالإضافة إلى ذلك، ستقوم حملة SMA جديدة بدراسة النجوم الشابة الأخرى المشابهة لـ HD 283572 لتحديد خصائصها النموذجية وترددات التوهج. ومن خلال الجمع بين بيانات SMA وملاحظات الطول الموجي الأطول، قال الفريق إنه يأمل أيضًا في فهم فيزياء هذه التوهجات والعمليات التي تنبع منها بشكل أفضل.

تم قبول نتائج الفريق للنشر في مجلة The Astrophysical Journal Letters، مع توفر ورقة مراجعة مسبقة على موقع arXiv.