ربما تمكن علماء الفلك من حل اللغز الذي يجعل أكفان موت النجوم الميتة تفتقر إلى الكبريت، وهو عنصر كان يُعرف سابقًا باسم “الكبريت” ويرتبط بعبارة “النار والكبريت” في الكتاب المقدس. بناءً على النظرية، يجب أن تكون هناك كمية كبيرة من الكبريت في مواقع حطام النجوم عبر الكون.
إذن أين ذهب الكبريت؟
اكتشف علماء الفيزياء الفلكية من مختبر أبحاث الفضاء (LSR) في جامعة هونغ كونغ (HKU) سبب عدم احتواء مناطق الحطام الغازية والمتربة، أو “السدم الكوكبية”، على المستويات المتوقعة من الكبريت. وتوجد السدم الكوكبية حول النجوم التي استنفدت مخزونها من الوقود النووي وتحولت إلى جثث نجمية كثيفة تسمى الأقزام البيضاء،
يقترح الفريق أن محتوى الكبريت المتوقع ليس غائبًا في الواقع على الإطلاق، بل قام بخدعة شيطانية مناسبة حيث يطلق على العنصر اسم “ذهب الشيطان” من قبل أولئك الذين يستخرجونه في شكله الصلب على الأرض. باختصار، قد يكون الكبريت مختبئًا على مرأى من الجميع.
تأتي السدم الكوكبية في مجموعة مذهلة من الأشكال والألوان، مما يثير إعجاب علماء الفلك المحترفين والهواة على حدٍ سواء. توفر هذه السدم “لقطات” قصيرة العمر لموت النجوم، مما يجعلها نافذة مهمة على وجود “التسلسل الرئيسي” النهائي للنجم الذي يحترق الهيدروجين، مما يؤدي إلى إجراء فحوصات تفصيلية لتركيباتها الكيميائية.
متعلق ب: يقوم تلسكوب جيمس ويب الفضائي باكتشاف نادر لكوكبين خارجيين يدوران حول نجوم ميتة
أفضل خدعة الكبريت التي تم سحبها على الإطلاق
على الرغم من الاسم المربك بعض الشيء، إلا أن السدم الكوكبية ليس لها في الواقع أي علاقة بالكواكب. على عكس أقراص الكواكب الأولية، وهي عبارة عن أقراص من المادة حول النجوم الناشئة والتي تنهار لتشكل الكواكب الولادة، تحدث السدم الكوكبية في الطرف الآخر من حياة النجم.
عندما تستنفد النجوم إمدادات الوقود اللازمة لعمليات الاندماج النووي التي تحدث في مراكزها، فإن الطاقة التي تندفع إلى الخارج وتحمي كل نواة من السحب الداخلي الهائل لقوة الجاذبية الخاصة بكل نجم، تتوقف أيضًا.
تنتهي لعبة شد الحبل النجمية التي وازنت النجم ضد الانهيار لمليارات السنين، والجاذبية هي الفائز الواضح. وبعد ذلك، عندما ينهار قلب النجم، فإن الاندماج النووي الذي لا يزال يحدث في الغلاف الخارجي الناري للنجم يؤدي إلى نفخه.
يؤدي هذا في البداية إلى تحويل النجم إلى نجم عملاق أحمر.
وستمر الشمس بهذه العملية خلال حوالي 5 مليارات سنة، وتتضخم لتستهلك الكواكب الداخلية، بما في ذلك الأرض. ومع ذلك، على الرغم من كونها كارثية ومتغيرة بشكل لا رجعة فيه بالنسبة للكواكب التي تدور بالقرب من نجم يحتضر، فإن مرحلة العملاق الأحمر قصيرة نسبيًا. عندما تبرد الطبقات الخارجية للنجم وتتشتت أكثر، فإنها تترك قلبًا نجميًا مشتعلًا، وهو الآن قزم أبيض، محاطًا بسديم كوكبي مميت.
كما أن السدم الكوكبية قصيرة العمر أيضًا، حيث تظل ملتفة حول الأقزام البيضاء لعشرات الآلاف من السنين فقط.
وبالعودة إلى لغز الكبريت المفقود، أظهرت دراسات السدم الكوكبية التي كشفت عن تركيبها الكيميائي أنها تفتقر إلى الكبريت. ومع ذلك، يصعب تفسير هذا الأمر، لأن الكبريت يجب أن يتم إنتاجه مع عناصر مثل الأكسجين والنيون والأرجون والكلور في النجوم الأكثر ضخامة. في الواقع، يجب أن يكون الكبريت الموجود في السدم الكوكبية متناسبًا مع تلك العناصر الأخرى.
ومع ذلك، لم تتم ملاحظة ذلك، خصوصًا حول النجوم الميتة متوسطة الكتلة.
لحل لغز كبريت السديم الكوكبي، نظر الفريق إلى 130 سديمًا كوكبيًا تقع في قلب مجرة درب التبانة، وهي مجموعة بيانات غير مسبوقة غير ملوثة بضوضاء الخلفية أو المعلومات غير المرغوب فيها.
تُنسب مجموعة البيانات إلى التلسكوب الكبير جدًا، وهو أحد التلسكوبات البصرية الأكثر تقدمًا في العالم والذي يقع في مرصد بارانال في صحراء أتاكاما في تشيلي.
تمتص العناصر الكيميائية الضوء وتبعثه بأطوال موجية مميزة وفريدة من نوعها، مما يعني أنه عندما يمر الضوء عبر سحابة من الغاز والغبار، تترك العناصر الموجودة بداخلها بصماتها على هذا الضوء، أو “الأطياف”، مما يسهل طريقة بحثية تسمى التحليل الطيفي. ما اكتشفه الفريق في بياناته هو أن نقص الكبريت هو ببساطة نتيجة للبيانات ذات الجودة الرديئة للضوء المنبعث من خلال السديم الكوكبي.
قصة ذات صلة
– النجم النابض القزم الأبيض سريع الدوران، وهو الثاني الذي نكتشفه على الإطلاق، يلقي الضوء على كيفية تطور النجوم
– نجم “زومبي” ضخم يندفع بعيدًا عن مجموعته الرئيسية
— نجم ميت في قلب المقبرة الكونية يتنبأ بمصير الشمس
باستخدام عينتهم الكبيرة من السديم الكوكبي مع نسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية، رأى الباحثون سلوكًا قويًا “متماسكًا” بين الكبريت والعناصر الأخرى لأول مرة، مع اختفاء الشذوذ السابق بشكل فعال.
يقترح الفريق أن هذه النتائج تشير إلى مدى أهمية البيانات عالية الجودة عند معالجة الألغاز العلمية.
نُشر بحث الفريق في شهر يناير في مجلة Astrophysical Journal Letters.