ومن الغريب أن النجوم الثنائية المولودة من نفس السحابة الأبوية المكونة من الغاز والغبار المنهار ليست دائمًا توائم متطابقة. ومن الممكن أن يمتلكوا أنواعًا مختلفة من الكواكب التي تدور حولها. ولكن، لماذا يكون ذلك؟ حسنًا، قد يكون لدى علماء الفلك إجابة أخيرًا.
على الرغم من اعتيادنا على نظام نجمي واحد، وبفضل نمط الحياة المعزول للشمس، فإن ما يقدر بنحو 85% من النجوم توجد مع نجم مرافق. تولد هذه النجوم الثنائية من نفس سحابة الغاز، مما يعني أنها تشترك في نفس المركبات الكيميائية، ويعني ذلك أنه يجب أن يكون لها تركيبات كيميائية متطابقة تقريبًا ونفس أنواع الأنظمة الكوكبية.
ومع ذلك، هذا ليس هو الحال دائما.
وباستخدام تلسكوب جيميني ساوث الموجود في شمال تشيلي، اكتشف فريق من العلماء أن الاختلافات في النجوم الثنائية تحدث نتيجة للاختلافات في المركبات الكيميائية للسحابة الجزيئية الشاسعة التي تولدها. ساعدت هذه المعلومات الطاقم على التأكيد، لأول مرة، أن الاختلافات بين النجوم يمكن أن تنشأ قبل أن تبدأ النجوم في التشكل.
متعلق ب: مثل التسعينيات، عادت النجوم الثنائية إلى الموضة
وقال كارلوس سافي، قائد الفريق والباحث في معهد الفلك: “من خلال إظهار لأول مرة أن الاختلافات البدائية موجودة بالفعل ومسؤولة عن الاختلافات بين النجوم التوأم، فإننا نظهر أن تكوين النجوم والكواكب يمكن أن يكون أكثر تعقيدًا مما كان يعتقد في البداية”. وقالت علوم الأرض والفضاء (ICATE-CONICET) في بيان لها.
“الكون يحب التنوع!”
متى يبدأ النجمان التوأمان بالاختلاف؟
قبل هذه الدراسة، طرح العلماء ثلاثة تفسيرات محتملة لسبب اختلاف النجوم المولودة من نفس السحابة. اقترحت اثنتان من هذه النظريات أن التغيرات في النجوم حدثت بعد فترة طويلة من تشكلها.
تشير إحدى الأفكار إلى أن الحركة الحرارية العشوائية للذرات في النجوم الثنائية يمكن أن تؤدي إلى عملية تسمى “الانتشار الذري”، والتي من شأنها أن تؤدي إلى استقرار الذرات في طبقات متدرجة، وهي عملية تحكمها درجة حرارة النجم المعني وجاذبية سطحه. وبالتالي، بالنسبة للنجوم الثنائية ذات الكتل ودرجات الحرارة المختلفة، فإن هذا من شأنه أن يفسر التباين الملحوظ في التركيب الكيميائي بين النجوم. وبدلاً من ذلك، يمكن لنجم واحد في النظام الثنائي أن يبتلع في النهاية أحد كواكبه الصخرية التي تدور حوله، وبالتالي يتبنى بعض العناصر الكيميائية لذلك الكوكب ويُدخل تنوعًا في التركيب الكيميائي.
ومع ذلك، هناك احتمال آخر، وهو أن الاختلافات في تكوين النجم ناتجة عن مناطق بدائية من عدم المطابقة الكيميائية في السحابة الجزيئية العملاقة التي تولد في النهاية النجوم الثنائية.
وقد وجد العلماء حتى الآن أن كل هذه التفسيرات ممكنة؛ ركزت دراساتهم على النجوم في حياتهم التسلسلية الرئيسية. هذه هي الفترة التي تقوم فيها النجوم مثل الشمس بتحويل الهيدروجين إلى هيليوم في قلوبها، وهي تمثل معظم عمر النجم.
ولتقييم هذه التفسيرات المختلفة للخصائص المتغيرة، استخدم سافي وزملاؤه مطياف جيميني البصري الجديد عالي الدقة (GHOST) لدراسة الأطوال الموجية المختلفة للضوء، والمعروفة مجتمعة باسم “الأطياف”، لنجمين عملاقين في نظام ثنائي يسمى HD 138202. +CD−30 12303 يقع على بعد حوالي 1720 سنة ضوئية من الأرض.
وقال سافي: “إن أطياف GHOST عالية الجودة قدمت دقة غير مسبوقة، مما يسمح لنا بقياس المعلمات النجمية للنجوم والوفرة الكيميائية بأعلى دقة ممكنة”.
وجد الفريق أن نجوم HD 138202+CD−30 12303 لها طبقات خارجية عميقة ومضطربة تسمى “مناطق الحمل الحراري”، مما سمح لهم بإزالة اثنتين من النظريات المحتملة. وذلك لأن الدوامة المستمرة لمناطق الحمل الحراري هذه من شأنها أن تمنع استقرار المواد من خلال الانتشار الذري، وحقيقة أن هذه طبقات خارجية سميكة تعني أن غمر الكوكب سيكون له تأثير كبير على تكوين النجم حيث أن المواد المبتلعة ستتحلل بسرعة. مخفف.
وهذا يترك نظرية الاختلاف البدائي.
وقال سافي: “هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها علماء الفلك من تأكيد أن الاختلافات بين النجوم الثنائية تبدأ في المراحل الأولى من تكوينها”.
قصص ذات الصلة:
– ستكشف مجموعة جديدة من بيانات Gaia عن الماضي والمستقبل المظلم لمجرة درب التبانة
– الكوكب الغريب المكتشف حديثًا لديه اندماج نووي في قلبه
– تكتشف المركبة الفضائية غايا التي ترسم خرائط النجوم زوجًا من الكواكب الشبيهة بالمشتري
بالإضافة إلى الكشف عن أسرار تنوع النجوم الثنائية، فإن لأبحاث الفريق أيضًا تداعيات حول سبب رؤية هذه الأجسام النجمية أحيانًا مع مثل هذه الأنظمة الكوكبية المختلفة، حيث تؤثر النجوم المختلفة على تطور الكواكب حولها بطرق مختلفة.
وقال سافي: “قد تعني الأنظمة الكوكبية المختلفة كواكب مختلفة تمامًا – صخرية، أو شبيهة بالأرض، أو عمالقة جليدية، أو عمالقة غازية – تدور حول نجومها المضيفة على مسافات مختلفة، وحيث قد تكون إمكانية دعم الحياة مختلفة تمامًا”.
علاوة على ذلك، من خلال إظهار كيف يمكن للنجوم ذات الكيمياء المختلفة أن تأتي بالتأكيد من نفس السحب الغازية، قد تستفز النتائج أيضًا علماء الفلك لمراجعة الطريقة التي يحددون بها أصول النجوم بناءً على التركيب الكيميائي.
قد يحتاج العلماء أيضًا إلى إعادة التفكير في فهمهم للنجوم التي كان يشتبه سابقًا في ابتلاعها لكوكب يدور، حيث قد تكون علامات هذه العملية العنيفة على أسطح الأجسام النجمية، في الواقع، مجرد نتيجة لكيفية ولادة النجم.
نُشر بحث الفريق يوم الاثنين (29 أبريل) في مجلة Astronomy & Astrophysics Letters.