عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
تصور فني لقرص حطام به أجسام صلبة حول قزم أبيض. | مصدر الصورة: ناسا/وكالة الفضاء الأوروبية/جوزيف أولمستيد (STScI).
تم القبض على نجم قزم أبيض وهو في منتصف عملية استهلاك بقايا كوكبية، مما يقدم أدلة جديدة حول ما يحدث للأنظمة الكوكبية بعد موت نجمها.
قبل ثلاثة مليارات سنة، أ شمسوصل النجم الشبيه إلى نهاية حياته، حيث تخلص من طبقاته الخارجية بعد ذلك العملاق الأحمر المرحلة لتترك وراءها جوهرها الخامل، الذي نراه اليوم باسم قزم أبيض يُسمى LSPM J0207+3331، يقع في 145 سنة ضوئية بعيد. ولكن ماذا حدث لكواكبها؟
الملاحظات الطيفية لـ LSPM J0207+3331 بواسطة عدة تلسكوبات، بما في ذلك تلسكوب Magellan Baade الذي يبلغ قطره 6.5 متر في تشيلي وتلسكوب Magellan Baade الذي يبلغ قطره 6.5 متر في تشيلي والتلسكوب الذي يبلغ قطره 10 أمتار. كيك كشف تلسكوب مونا كيا في هاواي أن أجزاء من الكواكب والكويكبات ظلت على قيد الحياة لمدة ثلاثة مليارات سنة.
ومع ذلك، بالنسبة لواحدة من تلك الأجزاء، فقد انتهى وقتها. أظهرت الملاحظات الطيفية أن قوى المد والجزر الجاذبية الصادرة عن القزم الأبيض قد مزقته، مما أدى إلى تناثر الحطام من الجسم الكوكبي على سطح القزم الأبيض. حددت القياسات 13 عنصرًا من هذا الجسم المنكوب، بما في ذلك الألومنيوم والكربون والكروم والكوبالت والنحاس والحديد والمغنيسيوم والمنغنيز والنيكل والسيليكون والصوديوم والسترونتيوم والتيتانيوم، بكميات تشبه الأرض في الغالب.
يتميز القزم الأبيض بغلاف غني بالهيدروجين، وبشكل عام فإن أي عناصر تترسب على القزم الأبيض يجب أن تغوص في هذا الغلاف الهيدروجيني وتختفي عن الأنظار. إن بقاء العديد من العناصر مرئية يعني أن تراكمها على القزم الأبيض قد حدث مؤخرًا نسبيًا، خلال الـ 35 ألف عام الماضية.
بل من الممكن أن يكون الأمر مستمرًا، إذ من الممكن أن يكون LSPM J0207+3331 يقوم بتفكيك هذا الجسم، الذي يقدر عرضه بـ 120 ميلًا (193 كيلومترًا)، قطعة تلو الأخرى أثناء قراءتك لهذا.
تم اكتشاف عناصر ثقيلة من الكواكب المدمرة والكويكبات على الأقزام البيضاء من قبل، ولكن بعد ثلاثة مليارات سنة، كان من المفترض أن تنتهي عملية سقوط الحطام على القزم الأبيض.
وقال باتريك دوفور من معهد تروتييه لأبحاث الكواكب الخارجية في جامعة مونتريال في دراسة: “إن كمية المواد الصخرية مرتفعة بشكل غير عادي بالنسبة لقزم أبيض في هذا العصر”. إفادة.
LSPM J0207 + 3331 محاط أيضًا بقرص حطام محتمل غني بالسيليكات والذي تم اكتشافه على أنه توهج زائد للأشعة تحت الحمراء المتوسطة بواسطة مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع المجال (WISE) التابع لناسا. الفرضية هي أن الجسم الذي مزقه القزم الأبيض مؤخرًا يمكن أن يكون قد نشأ من قرص الحطام هذا من المواد التي نجت من موت النجم. مستقبل تلسكوب جيمس ويب الفضائي قد تسمح عمليات رصد (JWST) لهذا القرص للباحثين بتحديد معادنه وتقييد كتلته الإجمالية، مما سيوفر المزيد من الأدلة حول طبيعة الجسم الذي دمره القزم الأبيض.
ما لم يتضح بعد هو لماذا واجه هذا الجسم هلاكه الآن، وليس في أي وقت خلال الثلاثة مليارات سنة الماضية؟
وأضافت إيريكا لو بورديه، من مونتريال أيضًا والمؤلفة الرئيسية للبحث: “هذا الاكتشاف يتحدى فهمنا لتطور نظام الكواكب”. “يشير التراكم المستمر في هذه المرحلة إلى أن الأقزام البيضاء قد تحتفظ أيضًا ببقايا الكواكب التي لا تزال تخضع لتغيرات ديناميكية.”
عندما يبدأ نجم شبيه بالشمس في الموت ويتوسع ليصبح عملاقًا أحمر، يتم استهلاك وتدمير كواكبه الداخلية. ومع ذلك، فإن الأجسام التي تدور حول مسافة كافية، مثل الكويكبات والمذنبات والكواكب الغازية العملاقة، يمكنها البقاء على قيد الحياة، بطريقة ما. يمكن لمجال الجاذبية المتغير عندما يفقد النجم كتلته أن يعطل مدارات الكواكب، مما يؤدي إلى العديد من الاصطدامات بين الكويكبات والمذنبات والكواكب والأقمار الباقية على مدى مليارات السنين والتي يمكن أن تطحن الأجسام الصلبة إلى غبار وقطع صغيرة. هذه المادة هي التي تملأ قرص الحطام حول LSPM J0207+3331، وما يثير الدهشة هو أن الأجسام الصلبة الكبيرة لا تزال موجودة في هذا القرص، ويجب أن يكون هناك شيء ما قد حدث لتسبب في سقوط أحد تلك الأجسام الصلبة نحو القزم الأبيض.
وقال جون ديبس من معهد علوم التلسكوب الفضائي: “من الواضح أن هناك شيئًا ما قد أزعج هذا النظام بعد فترة طويلة من موت النجم”. “لا يزال هناك مخزون من المواد القادرة على تلويث القزم الأبيض، حتى بعد مليارات السنين.”
ما الذي أدى إلى زعزعة استقرار الحطام غير واضح. أي البقاء عملاق الغاز يمكن أن تكون الكواكب هي المسؤولة، حيث من الممكن أن تؤدي التفاعلات بين الكواكب المتعددة إلى زعزعة استقرار مدارات الأجسام الصغيرة تدريجيًا على مدى مليارات السنين. وقال ديبس: “قد يشير هذا إلى عمليات ديناميكية طويلة المدى لم نفهمها بالكامل بعد”.
لكن إثبات هذه الفكرة لن يكون سهلاً.
ستكون الكواكب الغازية العملاقة بعيدة جدًا عن القزم الأبيض، ومن المحتمل أن تكون باردة جدًا بحيث لا تكون ساطعة بما يكفي لتصويرها، على الرغم من أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي قد يكون قادرًا على القيام بذلك. على الأرجح، وكالة الفضاء الأوروبية غايا ربما تمكنت البعثة الفلكية من اكتشاف تذبذب في حركة القزم الأبيض في السماء بسبب جاذبية الكواكب الغازية العملاقة التي تدور حوله. من المتوقع أن يتم إصدار الدفعة الأولى من بيانات الكواكب الخارجية من جايا في ديسمبر 2026، وربما يتم حل اللغز بعد ذلك؟
تم نشر النتائج في 22 أكتوبر مجلة الفيزياء الفلكية.