لقد بحث علماء الفلك منذ فترة طويلة عن أدلة تشير إلى وجود نجم مرافق مخفي بعيدًا عن الأنظار بالقرب من النجم العملاق الأحمر منكب الجوزاء. الآن، اكتشفوا دليلًا جديدًا: أثر مثل الأثر خلف القارب، يخترق الغلاف الجوي العلوي لـ Betelgeuse، ومن المحتمل أن يكون قد صنعه الرفيق غير المرئي.
يمكن رؤية اللون الأحمر لنجم منكب الجوزاء وهو يتلألأ من كوكبة أوريون، التي تقع على بعد حوالي 650 سنة ضوئية من الأرض.
النجم اللامع كبير جدًا بحيث يمكن أن يتسع بداخله أكثر من 400 مليون شمس. وقد جعله قربه النسبي ولمعانه مفضلاً لدى علماء الفلك الذين يراقبون ويدرسون تطور النجم العملاق.
ومع ذلك، على الرغم من كونه معروفًا جدًا، إلا أن Betelgeuse لديه نصيبه من الأسرار – أحد أكبرها هو سبب اختلاف سطوعه على مدار دورة مدتها ست سنوات، وما إذا كان الرفيق النجمي غير المرئي، الملقب بـ “Betelbuddy”، هو المسؤول عن هذا التباين.
تمت مشاركة تلميحات حول النجم المرافق المحتمل في بحث نُشر العام الماضي، حيث اقترح العلماء تسمية الجسم رسميًا سوارها، أو “سوارها”، وهو اسم عربي يليق برفيق منكب الجوزاء، والذي يعني “يد العملاق”. (“Elgeuse” هو أيضًا الاسم العربي التاريخي لكوكبة أوريون.)
من المحتمل أن يكون سيوارها صغيرًا جدًا وباهتًا بحيث لا يمكن رؤيته نظرًا لقربه من منكب الجوزاء، والذي توسع مع حرق كل الهيدروجين الموجود في قلبه، مما جعله يقترب من نهاية حياته.
الآن، كشفت الملاحظات التي تم إجراؤها على مدى السنوات الثماني الماضية عن تأثيرات Siwarha على منكب الجوزاء: وهو عبارة عن مسار كثيف من الغاز لم يسبق له مثيل يتحرك عبر الغلاف الجوي الخارجي للنجم الأكبر، حيث يدور Siwarha بشكل وثيق.
ظهر أثر سيوارها مباشرة بعد عبور النجم أمام منكب الجوزاء من منظور الأرض. يعتقد علماء الفلك أن سيوارها تُكمل دورة واحدة حول منكب الجوزاء كل ست سنوات، ومن هنا يتغير سطوع النجم الأكبر كل ست سنوات. تم تضمين الملاحظات في دراسة جديدة تم قبولها للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية.
قال مؤلف الدراسة الرئيسي أندريا دوبري، عالم الفلك في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية، في بيان: “إنه يشبه إلى حد ما قاربًا يتحرك عبر الماء. يخلق النجم المرافق تأثيرًا مضاعفًا في الغلاف الجوي لنجم منكب الجوزاء يمكننا رؤيته بالفعل في البيانات”.
“لأول مرة، نرى علامات مباشرة على هذا الاستيقاظ، أو مسار الغاز، مما يؤكد أن منكب الجوزاء لديه بالفعل رفيق خفي يشكل مظهره وسلوكه.”
اكتشاف أعقاب
وقال دوبري إن كتلة منكب الجوزاء تبلغ حوالي 15 مرة كتلة شمسنا وقطرها أكبر بـ 1400 مرة. وفي الوقت نفسه، فإن سوارها صغير الحجم وقد يكون أصغر من شمسنا.
وقال دوبري: “إذا وضعت منكب الجوزاء في مركز نظامنا الشمسي، فإن السطح سيمتد إلى كوكب المشتري، وسيمتد الغلاف الجوي الساخن فوقه 6 مرات على الأقل”. “لذا فإن الرفيق يحرث حقًا في الغلاف الجوي الكثيف للنجم العملاق.”
كان فريق دوبري يتتبع التغيرات في ضوء منكب الجوزاء لسنوات، باستخدام تلسكوب هابل الفضائي بالإضافة إلى المراصد الأرضية مثل مرصد فريد لورانس ويبل ومرصد روكي دي لوس موكاتشوس.
ظهرت أنماط في عمليات الرصد، تم التقاطها بالقرب من النجم وبعيدًا عنه، مما يشير إلى وجود نجم مرافق كان يدور عبر الغلاف الجوي الممتد لنجم منكب الجوزاء. وسجل الفريق تغيرات في سرعة واتجاه الغازات في الغلاف الجوي الخارجي للنجم الكبير بسبب حدوث اضطراب.
يُظهر الرسم البياني لبيانات هابل توقيع النجم المرافق الذي يدور حول منكب الجوزاء. – إليزابيث ويتلي/وكالة الفضاء الأوروبية/ناسا
مكّن هابل الفريق من رؤية كيفية تفاعل الغلاف الجوي العميق لمنكب الجوزاء، أو الغلاف الجوي، مع حركة سيوارها، بينما كشفت الملاحظات الأرضية عن تغيرات في الغلاف الجوي الممتد.
“ما نتعلمه من هذه النتائج الأخيرة هو أن Siwarha يبدو أنه “يثير” الغلاف الجوي الممتد لـ Betelgeuse أثناء دورانه، تاركًا أثرًا يؤثر على ما نراه من Betelgeuse نفسه،” قال المؤلف المشارك في الدراسة Morgan MacLeod، زميل ما بعد الدكتوراه في الفيزياء الفلكية النظرية وعضو معهد النظرية والحوسبة في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية.
وأضاف: “هذا الاستيقاظ هو دليل على وجود سوارها، وهو أيضًا أثر لكيفية قدرة هذا الرفيق الصغير على التأثير على ما نراه منكب الجوزاء، من خلال تعديل الغاز والغبار المحيط به”.
تضيف النتائج دعمًا للنتائج التي توصل إليها ستيف هاول وفريقه حول سوارها في عام 2025. وهو عالم أبحاث كبير في مركز أبحاث أميس التابع لناسا في كاليفورنيا.
تشير ملاحظات فريقه إلى أن الحجم المكتشف لـ Siwarha يشمل أيضًا منطقة أكبر حوله أثناء اختراقه للغلاف الجوي لـ Betelgeuse.
قال هاول: “يبدو أن فكرة وجود بعض آثار البلازما المتوسعة المحيطة بسيوارها تتفق مع اكتشافنا لمصدر أكبر حجمًا، وليس مجرد كرة ضوئية نجمية عارية”. ولم يشارك في الدراسة الجديدة.
النوافذ إلى نجوم عملاقة
وقال ماكلويد إن تتبع سلوك منكب الجوزاء وتغيراته يمكن أن يساعد علماء الفلك على فهم النجوم العملاقة الأخرى الخافتة والبعيدة التي يصعب دراستها بشكل أفضل.
لكن في السنوات الأخيرة، ألقى منكب الجوزاء على علماء الفلك بعض المشاكل المحيرة التي تطلبت عملاً بوليسيًا جادًا لحلها.
ومن أواخر عام 2019 إلى بداية عام 2020، خفت نجم منكب الجوزاء بشكل حاد لدرجة أن الخبراء اعتقدوا أن النجم كان على وشك الانفجار في مستعر أعظم. منذ الحدث، المسمى “التعتيم العظيم”، قررت فرق من علماء الفلك أن النجم قذف سحابة غبار كبيرة، مما أدى إلى حجب بعض ضوءه مؤقتًا من منظور الأرض.
بالإضافة إلى ذلك، أظهر النجم اختلافين منتظمين في اللمعان: فترة الست سنوات، بالإضافة إلى دورة تدوم ما يزيد قليلاً عن عام.
أظهرت البيانات التي تم جمعها على مر السنين أن سطوع منكب الجوزاء يتغير كل 416 يومًا تقريبًا، حيث يصبح أكثر خفوتًا ثم أكثر سطوعًا. تم العثور على هذا النبض، الذي يحدث داخل قلب منكب الجوزاء، ليكون نموذجيًا للنجوم العملاقة الحمراء.
يُعتقد أن الفترة الأطول البالغة 2100 يوم ترجع إلى سحب الغبار أو خلايا الحمل الحراري الكبيرة على النجم أو النشاط المغناطيسي أو النجم المرافق بعيد المنال دائمًا بعيدًا عن متناول التلسكوبات.
خلال العام الماضي، أشارت الأدلة الواردة من فرق بحثية متعددة إلى أن السبب هو وجود سوارها.
وقال دوبري: “مع هذا الدليل المباشر الجديد، يمنحنا منكب الجوزاء مقعدًا في الصف الأمامي لمشاهدة كيف يتغير النجم العملاق بمرور الوقت”. “إن العثور على الاستيقاظ من رفيقه يعني أنه يمكننا الآن أن نفهم كيف تتطور النجوم مثل هذه، وتتخلص من المواد، وتنفجر في النهاية على شكل مستعرات أعظم”.
وأضاف دوبري أن النجوم العملاقة الأخرى التي تعرض أيضًا أنماطًا مماثلة من التقلبات الطويلة والقصيرة قد يكون لها أيضًا رفاق غير مرئيين.
ويعتقد جاريد غولدبرغ، وهو زميل باحث في مركز الفيزياء الفلكية الحاسوبية التابع لمعهد فلاتيرون، أن الملاحظات الجديدة هي جزء مهم من اللغز في فهم أسباب تقلب منكب الجوزاء لمدة ست سنوات. قام غولدبرغ في السابق بتأليف بحث حول النجم المرافق، لكنه لم يشارك في هذه الدراسة.
وقال غولدبرغ إنه إذا تمكن علماء الفلك من استنتاج أن التقلبات الدورية ترجع إلى وجود نجم ثانٍ، “فيمكننا إجراء اتصالات مباشرة مع الفيزياء وراء تكوين وتطور كل من النجوم والكواكب”.
وقال ماكلويد إن الفريق يعمل أيضًا على نماذج هيدروديناميكية لتحديد كيفية تشكل الاستيقاظ خلف سيوارها وإعادة بناء كيفية تأثير ذلك على سطوع منكب الجوزاء.
وقال إدوارد جينان، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة فيلانوفا في بنسلفانيا، إن التحليل الهيدروديناميكي سيوفر المعلومات الحيوية اللازمة لتفسير الملاحظات الجديدة، مثل ما يمكن توقعه من حركة رفيق بحجم الشمس يتحرك عبر الغلاف الجوي الخارجي لعملاق أحمر ضخم. لقد درس جينان منكب الجوزاء لكنه لم يشارك في البحث الجديد.
المستقبل الغامض لسوارها
مع وجود Siwarha على مقربة من منكب الجوزاء، ما هو مصير النجم الأصغر؟
يعتقد ماكلويد أن Siwarha يقترب بشكل متزايد من رفيقه الضخم بسبب قوى الجاذبية، مما قد يؤدي إلى اندماج في غضون 9000 عام.
وقال ماكلويد: “نعتقد أن النجوم قد تندمج حتى قبل أن يتحول نجم منكب الجوزاء إلى مستعر أعظم”. “هذا من شأنه أن يؤدي إلى تناثر بعض الغاز، وتدوير منكب الجوزاء، ومن المحتمل أن يؤثر على خصائص المستعر الأعظم في نهاية المطاف.”
وبناءً على حسابات علماء الفلك، يقع سوارها الآن على الجانب البعيد من منكب الجوزاء بالنسبة إلى التلسكوبات الأرضية، لكن من المتوقع أن يظهر للناظرين في عام 2027.
وقال هاول: “سيسمح المزيد من الاكتشافات بتحسين مداره، وبالتالي إعطاء كتلة أفضل لسوارها، مما يساعد على تفسير تطور النظام الثنائي، والدوران السريع لنجم منكب الجوزاء، ومستقبل النجمين”.
تأمل فرق متعددة في إيجاد طريقة لاكتشاف سوارها بصريًا.
وقال غينان: “إن رؤية الرفيق ستكون الدليل القاطع على وجوده الضمني”. “لا استطيع الانتظار.”
قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com