في العام الماضي، وباستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، اكتشف علماء الفلك اكتشافًا مذهلاً لبعض الأجسام العائمة ذات الكتلة الكوكبية في سديم أوريون، مما ألقى بظلال من الشك على أفكارهم حول تكوين الكواكب والنجوم. والآن، عمقت الأبحاث الجديدة الغموض المحيط بما يسمى بالأجسام الثنائية ذات كتلة المشتري، أو JuMBOs.
JuMBOs ليست نجومًا، ولكنها ليست كواكب حقًا أيضًا. قام مارك ماكوغريان، كبير المستشارين العلميين في وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، وزملاؤه بتحديد موقع الأجسام في سديم أوريون. هذا السديم هو منطقة ولادة النجوم، والمعروفة أيضًا باسم ميسييه 45، وتقع على بعد حوالي 1350 سنة ضوئية من الأرض.
بناءً على هذه الملاحظة، استخدم فريق من الباحثين البيانات التي تم جمعها بواسطة مصفوفة كارل جي جانسكي الكبيرة جدًا (VLA) في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي التابع لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية لدراسة الإشارات الراديوية القادمة من بعض تلك الأجسام الضخمة. ومع ذلك، على الرغم من حقيقة أن ماكوغريان وزملائه عثروا على 40 زوجًا من الأجسام الضخمة، إلا أن زوجًا واحدًا فقط من هذه الأجسام الغريبة ينبعث منه موجات الراديو.
“من الصعب بالفعل حساب الأجسام الضخمة التي تحتوي على نماذج تكوين النجوم والكواكب، والآن لدينا هذا الانبعاث الراديوي القوي، وليس من الواضح ما الذي ينتجه،” لويس إف رودريغيز، عضو الفريق والأستاذ في المعهد الوطني المستقل وقالت جامعة المكسيك لموقع Space.com.
وشوهدت إشارة الراديو قادمة من كلا مكوني “JuMBO 24”. يبدو أن كتلة كلا المكونين تبلغ حوالي 11 مرة كتلة كوكب المشتري، مما يجعلها الأكبر من نوعها التي يراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي، بينما تبلغ كتلة العناصر الأخرى ما بين 3 إلى 8 أضعاف كتلة الكوكب الأكثر ضخامة في النظام الشمسي.
متعلق ب: مفاجأة! قد تبدو الكواكب الخارجية الصغيرة مثل حلوى سمارتيز وليست كروية
كانت الإشارة أقوى بكثير من الإشارات الراديوية المرتبطة بأجسام مشابهة للأجسام الضخمة JuMBOs، المعروفة أيضًا باسم الأقزام البنية. الأقزام البنية هي أجسام تولد بنفس الطريقة التي تولد بها النجوم، لكنها تفشل في جمع كتلة كافية لتحفيز اندماج الهيدروجين مع الهيليوم في قلبها مثلما يفعل نجمك القياسي. أدى هذا الفشل في بدء العملية التي تحدد عمر النجم في تسلسله الرئيسي إلى ظهور أقزام بنية، تتراوح كتلتها بين 13 إلى 75 ضعف كتلة كوكب المشتري، وحصلت على اللقب المؤسف “النجوم الفاشلة”.
وقال رودريغيز: “مع النجوم العادية والأقزام البنية، هناك آليات تفسر الانبعاثات الراديوية. أما بالنسبة للأجسام الضخمة، فليس لدينا آلية لتفسير هذا الانبعاث الراديوي القوي للغاية”.
لا نجوم ولا كواكب
الأجسام الضخمة هي أجسام ساخنة وغازية وصغيرة نسبيًا وتوجد في أزواج، وهو مزيج يتحدى الملاحظات الشائعة للنجوم الثنائية. عادة، يعتقد العلماء أن النجوم الأكثر ضخامة فقط هي التي تفضل الحياة في أزواج ثنائية؛ كلما كان الجسم النجمي أصغر، قل احتمال العثور عليه في شراكة ثنائية.
تولد النجوم الثنائية عندما تنهار بقع شديدة الكثافة في قرص من شظايا الغاز والغبار وتتجمع كتلتها لتشكل نجمين توأمين. توجد حوالي 75% من النجوم الضخمة في الثنائيات، وتنخفض هذه النسبة إلى 50% للنجوم القريبة من حجم الشمس و25% لأصغر النجوم. فرصة العثور على الأقزام البنية في الثنائيات هي قريبة من الصفر. وهذا يعني أن الأجسام الضخمة، التي تقع تحت الحد الأقصى لكتلة الأقزام البنية، لا ينبغي أن توجد في ثنائيات إذا كانت قد تشكلت بالفعل مثل النجوم.
ولكن إذا كانت الأجسام الضخمة تتشكل مثل النجوم، فإن العدد الهائل منها المكتشف في أوريون قد يشير إلى أن التردد الثنائي للأجسام النجمية “يقفز” لسبب ما بكتل أقل من كتلة الأقزام البنية. وهذا شيء لا يمكن تفسيره في نماذج تكوين النجوم حتى الآن.
لذا، إذا كانت هذه الأجسام ذات الكتلة الكوكبية لا يمكنها أن تتشكل وفقًا لنماذج تكوين النجوم الحالية، فمن المؤكد أنها تولد مثل الكواكب، بالتأكيد؟ حسنًا، ربما، لكن من الصعب بنفس القدر تفسير أزواج JuMBO إذا تم إنشاؤها مثل الكواكب، والتي تتشكل من المواد المتبقية في نفس أقراص الغاز والغبار التي ولدت نجومها الأم.
من المعروف أن بعض الكواكب تُقذف من حول نجمها المضيف نتيجة لتأثيرات الجاذبية الداخلية أو الخارجية، مثل الاصطدام بأنظمة نجمية أخرى. من هناك، تصبح تلك العوالم “كواكب مارقة” وتتجول في الكون بدون نجم أم، تمامًا كما تبدو الكائنات الضخمة في أوريون أيتامًا. ومع ذلك، فإن العملية التي تخلق هذه الكواكب اليتيمة عنيفة جدًا لدرجة أنها يجب أن تفصل أي أزواج من الكواكب المرتبطة بالجاذبية.
لا يمكن لآلية الطرد أن تفسر سبب قذف الكواكب الشبيهة بالمشتري معًا. وهذا يعني أن مسار التطور الكوكبي يمكن أن يفسر كيف ظهرت الكائنات الضخمة، ولكن ليس لماذا لا يزال لديهم شركاء ثنائيون. حتى لو كان من الممكن أن يحدث شيء كهذا في بعض المناسبات، فليس هناك فقط زوج أو اثنين من أزواج JuMBO في أوريون. هناك 42.
من المحتمل ألا تكون هذه الكائنات الضخمة نتيجة لحدث طرد غريب واحد.
يصبح شرح الكائنات الضخمة في أوريون أكثر صعوبة عند الأخذ في الاعتبار حقيقة أن بعض الثنائيات الموجودة فيها متباعدة للغاية. ويبدو أن عددًا قليلًا من الأجسام الضخمة مفصولة بما يصل إلى 300 ضعف المسافة بين الأرض والشمس. والبعض الآخر يبتعد عن بعضها بقدر عرض النظام الشمسي بأكمله، مما يعني أن ارتباطه بالجاذبية ضعيف جدًا.
إشارات الراديو من JuMBO24 لا تعني الحياة
كان رودريغيز وزملاؤه على دراية جيدة بأوريون، بعد أن درسوا السديم من قبل باستخدام VLA. لذلك، عندما ظهر JuMBOS في بيانات الأشعة تحت الحمراء الخاصة بـ JWST، قرروا المتابعة من خلال البحث في البيانات الأرشيفية لرصدات الموجات الراديوية للبحث عن نظيرات الموجات الراديوية لهذه الاكتشافات.
“قلنا: دعونا نذهب ونرى ما إذا كان قد تم اكتشاف أحد الكائنات الضخمة من قبل.” وقال رودريجيز: “لقد أخذنا بيانات أرشيف VLA وقمنا بمعايرتها، ووجدنا JuMBO 24 في جميع “العصور” الثلاثة للبيانات”. “لقد اكتشفنا انبعاثات موجات الراديو من ثنائي JuMBO الأكثر ضخامة، ولكن ليس من الواضح لماذا لم يتم اكتشاف الآخرين في موجات الراديو.”
وأوضح أن الفريق يعتقد أن الأجسام JuMBO الأخرى يمكن أن تصدر أيضًا موجات راديو لأن مكوناتها أصغر من الجسمين ذوي كتلة المشتري 11 في النظام الثنائي JuMBO 24.
وقال رودريجيز: “نحن نطلب وقتًا مع VLA لإنشاء صور أعمق على أمل العثور على المزيد، وهذا سيسمح لنا بفهم العملية التي تنتج موجات الراديو من JuMBOs بشكل أفضل بكثير”.
يمكن لهذه الملاحظات الأعمق أيضًا أن تكشف عن سرعة الأجسام الضخمة في السماء بالنسبة إلى سديم أوريون. وأوضح رودريغيز أنه إذا كانت الأجسام الضخمة تتحرك بسرعة، فإن هذا يشير إلى أنها تشكلت مثل الكواكب حول النجوم وتم طردها من هذه الأنظمة. من ناحية أخرى، أشار إلى أنه إذا كانت هذه الأجرام السماوية الغريبة ثابتة تقريبًا بالنسبة إلى أوريون، فإن هذا يعني أنها تم إنشاؤها من سحب ضخمة من الغاز والغبار المنهار مثل النجوم.
سيؤدي أي من التفسيرين إلى إعادة التفكير في كيفية تشكل النجوم والكواكب وتطورها في أنظمتها الخاصة.
قد تكون إشارات الراديو أيضًا مؤشرًا على وجود حياة ذكية على الأرض، لكن رودريغيز سارع إلى دحض التكهنات بأن هذا هو الحال بالنسبة لـ JuMBO 24.
وقال: “ليس من المتوقع وجود حياة في الأجسام الشبيهة بالمشتري بدون سطح صلب، وستكون الأجسام الضخمة JuMBO رائعة للغاية لأنه لا يوجد نجم مرتبط بها”. “إذا كانت للأجسام الضخمة أقمار، فيمكن للمرء أن يتوقع أن الحياة يمكن أن توجد في محيط تحت سطح الأرض كما هو متوقع في أوروبا، وجانيميد، وإنسيلادوس. ومع ذلك، فإن الأجسام الموجودة في أوريون حديثة حيث يبلغ عمرها بضعة ملايين من السنين فقط. [compared to our 4.6 billion-year-old solar system]مما يعني أنه ربما لم يكن هناك وقت كافٍ لظهور الحياة على هذه الأقمار إذا كانت موجودة”.
قصص ذات الصلة:
– يفجر النجم الغلاف الجوي لكوكب خارجي عملاق، تاركًا وراءه ذيلًا ضخمًا
—يكتشف تلسكوب جيمس ويب أقدم خيط في “الشبكة الكونية” على الإطلاق
— تلسكوب جيمس ويب الفضائي يلمح إيرينديل، أبعد نجم معروف في الكون
وأضاف رودريجيز أنه في حالة احتمالية دعم هذه الأجسام أو الأقمار المحيطة بها للحياة، وهو أمر غير محتمل، سيتعين على الباحثين الذين يطاردون الكائنات الفضائية على JuMBO 24 أيضًا تفسير سبب وصول الانبعاثات الراديوية من كلا مكوني هذا الثنائي الغريب، وليس عنصرًا واحدًا فقط.
وبالتالي، في حين أن الأجسام الضخمة قد تكون الاكتشاف الفلكي لعقد 2020 وهي أهداف رائعة للعلماء الذين يريدون فهم تكوين النجوم والكواكب بشكل أفضل، إلا أنها قد لا تكون أهدافًا رائعة للعلماء الذين يبحثون في إمكانية الحياة خارج النظام الشمسي.
نُشر بحث الفريق في شهر يناير في مجلة Astrophysical Journal Letters.