عادت بعض اتجاهات التسعينات إلى الظهور بشكل مرحب به للغاية؛ والبعض الآخر، لا أحد يحتاج إلى رؤيته مرة أخرى. على عكس الأطراف المتجمدة، والقمصان الفضفاضة المصبوغة، والهواتف الأرضية، والدبابيس، التي (نأمل؟) تم إرسالها إلى سلة المهملات، فإن النجوم الثنائية تعود إلى الظهور باعتبارها تستحق الدراسة. و ليست لحظة قريبة جدا.
باختصار، تعتبر النجوم الثنائية أمرًا حيويًا في السعي لفهم تطور النجوم. ويمكنها أيضًا تعزيز فهمنا للظواهر الفيزيائية الفلكية الغريبة، مثل انفجارات السوبرنوفا التي تمثل ولادة الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. ومع ذلك، لسنوات عديدة، تم إهمال أبحاث النجوم الثنائية مثل تماغوتشي القديمة في درجك.
ويؤكد كريم البدري، الباحث في مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA)، أن نهضة النجوم الثنائية جارية الآن.
قال البدري لموقع Space.com: “أعتقد أن الكثير من علماء الفلك ينظرون إلى الثنائيات على أنها مشكلة محلولة وأقل إثارة من المجالات الأخرى في الفيزياء الفلكية، مثل تكوين المجرات، أو علم الكونيات، أو الكواكب الخارجية”. “إنه مجال قديم، لذلك بعد 200 عام من الدراسة، بدا منذ حوالي 15 عامًا أن معظم الأسئلة المهمة قد تمت الإجابة عليها. والآن تعود النجوم الثنائية أقوى من اتجاه التسعينيات!”
متعلق ب: تحطيم الأرقام القياسية! تدور النجوم القزمة القريبة للغاية حول بعضها البعض في أقل من يوم واحد
ويرجع الفضل في عودة النجم الثنائي إلى عقد من البيانات الكونية التي تم جمعها باستخدام التلسكوب الفضائي لرسم خرائط النجوم التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، جايا.
تم إطلاق Gaia في عام 2013 في مهمة لإنشاء قياسات تفصيلية لمليار نجم في جميع أنحاء مجرة درب التبانة وخارجها. من خلال رسم خرائط لحركات هذه النجوم وسطوعها ودرجات حرارتها وتركيباتها، تهدف غايا إلى إنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد الأكثر دقة لفناءنا الخلفي الكوني على الإطلاق.
حدث آخر انخفاض للبيانات من جايا في 10 أكتوبر 2023، واحتوى على بيانات عن 1.8 مليار نجم. كان هذا، بشكل لا يصدق، مجرد لمحة عما سيأتي مع إسقاط البيانات الرئيسي الرابع من التلسكوب الفضائي، والذي يطلق عليه Gaia Data Release 4 (DR4). تدين غايا بقوتها إلى تقنية تسمى “القياس الفلكي”، والتي تم تصميمها تقريبًا لاستكشاف النجوم مع رفاقها.
وقال البدري: “يقيس القياس الفلكي المسافات إلى النجوم ويكتشف “تذبذبها” في السماء بسبب رفاقها الثنائيين”. “إن الحجم الهائل لمجموعة بيانات Gaia يعني أنها تتضمن الكثير من الأشياء التي لم يسبق لها مثيل: لقد أعطتنا Gaia بالفعل حلولاً مدارية لثنائيات أكثر بحوالي 50 مرة من جميع المهام السابقة.”
عندما يصبح الاثنان واحدا
على الرغم من معرفتنا (وتحيزنا المفهوم تجاه) الأنظمة ذات النجم الواحد، وذلك بفضل حقيقة أننا ندور حول هذا الجسم النجمي الوحيد، فإن الثنائيات أكثر شيوعًا في درب التبانة مما قد يتخيله المرء. حوالي 50% من النجوم في حجم الشمس تقريبًا توجد مع شريك ثنائي، وترتفع هذه النسبة إلى حوالي 75% بالنسبة للنجوم الأكثر ضخامة.
“أكثر من نصف النجوم عبارة عن ثنائيات!” قال البدري. “لذا، إذا كنت تريد أن تفهم تطور النجوم “النموذجية”، عليك أن تأخذ في الاعتبار وجود مرافقيها.”
توفر هذه الأنظمة الثنائية للعلماء الفرصة لدراسة الظواهر التي لا يمكن رؤيتها حول النجوم المنفردة، مثل الشمس. يتضمن ذلك ما يحدث أثناء عمليات النقل الجماعي من نجم إلى شريكه الثنائي، وهي الأحداث التي تؤدي إلى طرد نجم واحد من النظام الثنائي. يمكن أن تساعدنا الأنظمة أيضًا في فهم ما يحدث عندما تلتف النجوم معًا وتندمج في نجم واحد.
يمكن لبيانات غايا بشكل عام أيضًا أن تكشف عن أنواع المسافات التي تدور فيها النجوم الثنائية حول بعضها البعض، حتى عندما تكون هذه المسافات واسعة جدًا، مما يوفر صورة أفضل على نطاق أوسع من عمليات الفصل الثنائية مقارنة بالبعثات الأخرى.
وأوضح البدري: “تمنحنا الثنائيات فرصة لقياس الكتل النجمية بشكل مباشر من خلال تأثيرات جاذبية النجم على بعضها البعض، وهو ما لا يمكننا القيام به بطريقة أخرى”. “لقد أظهر هذا وجود عدد زائد من الثنائيات التي يمتلك فيها النجمان نفس الكتلة تقريبًا، حتى عندما يفصل بينهما مئات إلى آلاف المرات المسافة بين الأرض والشمس.”
ومع ذلك، لم يكن لـ Gaia تأثيرًا فقط في كمية الثنائيات النجمية التي كشفت عنها ماديًا. وقد أعطتنا المركبة الفضائية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية أيضًا تقديرات أفضل لمسافات النجوم الثنائية ككل، وهو الأمر الذي قال البدري إنه كان في السابق “عائقًا كبيرًا” في الفيزياء الفلكية.
يمكن أن تخبرنا بيانات غايا أيضًا بشيء عن الأنظمة الثنائية التي يدور فيها النجم حول شيء أكثر غرابة، مثل قزم أبيض، أو نجم نيوتروني، أو ثقب أسود. تنبعث من هذه الأنظمة موجات الجاذبية بينما تلتف مكوناتها حول بعضها البعض.
وقال البدري: “تتيح لنا الثنائيات أيضًا اكتشاف الأجسام المظلمة مثل الثقوب السوداء، والتي لم نتمكن من رؤيتها بطريقة أخرى، من خلال تأثيرات الجاذبية على رفاقها المضيئين”، مضيفًا أن هذا يمكن أن يساعد علماء الفلك على فهم أفضل لمدى شيوع النجوم العادية التي يكون لها رفيق في الثقب الأسود. وكيف يمكن أن تتشكل هذه الأنظمة الغريبة للغاية.
تأتي هذه النهضة في دراسات النجوم الثنائية في الوقت المناسب، بالتزامن مع الاهتمام المتجدد بفهم كيفية تشكل هذه الأنظمة، وهو الاهتمام الذي أثارته الاكتشافات الحديثة لموجات الجاذبية الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء وثنائيات النجوم النيوترونية.
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
يبدو المستقبل مشرقًا بالنسبة للنجوم الثنائية، ويأمل البدري في الواقع أن تؤدي بعض اتجاهات التسعينيات إلى ظهور مماثل يومًا ما.
قال باحث CfA: “آمل أن أقوم بقلب الهواتف، وعدم الاضطرار إلى كتابة الكثير من رسائل البريد الإلكتروني، وأن تعود فرقة Spice Girls جميعًا”. “أنا أقل حرصًا على رؤية عودة الجينز منخفض الارتفاع والمساواة بين الشعر المجعد و”القبح” في كل فيلم للمراهقين.”
تم نشر مراجعة البدري لعشر سنوات من بيانات النجوم الثنائية لـ Gaia على موقع مستودع الأوراق arXiv.