في ما يبدو وكأنه حبكة قصة رعب كونية، والتي تعتبر مثالية مع اقتراب عيد الهالوين في الأفق، تم القبض على نجم “زومبي” ميت منذ فترة طويلة وهو يشق طريقه للخروج من حزمة نجمية قريبة يطلق عليها اسم مجموعة Hyades النجمية. ولكن على عكس الزومبي المتجولين الذين قد تجدهم في فيلم لجورج أ. روميرو، فإن هذا الغول الكوني الضخم يتحرك بسرعة تصل إلى 22000 ميل في الساعة (10 كيلومترات في الثانية) مقارنة بالعنقود الذي هرب منه.
وبدلاً من ترويع علماء الفلك، أثبت هذا القزم الأبيض الهارب اكتشافًا مثيرًا للمجتمع العلمي. وذلك لأن هذا الجسم الرائع يمكن أن يساعد في حل بعض الألغاز العالقة المحيطة بمجموعة Hyades النجمية التي تقع حوالي 153 سنة ضوئية من أرض في كوكبة برج الثور. على سبيل المثال، يمكن أن يساعد العلماء في تحديد حجم الأشياء الكبيرة التي يمكن أن تصل إليها مثل هذه دون مساعدة.
حوالي 97% من النجوم في ال درب التبانة سينتهي وجودهم كما الأقزام البيضاء. ومع ذلك، وعلى الرغم من القواسم المشتركة بين هذه النجوم الميتة، فإن عنقود القلائص النجمي المفتوح، الذي يتكون من عدة مئات من النجوم التي يُعتقد أنها تشكلت في نفس الوقت تقريبًا – منذ 625 مليون سنة – ومن نفس السحابة المكونة من الغاز والغبار المنهار، لا يمتلك سوى عدد قليل من الأقزام البيضاء في قلبها.
وقد دفع هذا علماء الفلك إلى التساؤل عما حدث للبقية، على الرغم من أن لديهم بعض الأفكار.
متعلق ب: النجم الميت في قلب المقبرة الكونية يتنبأ بمصير الشمس
نجوم القلائص مقيدة بشكل غير محكم، مما يعني أنه يمكن قذفها. إحدى الطرق التي يمكن أن يحدث بها القذف هي من خلال التفاعلات مع مجموعات النجوم الأخرى؛ طريقة أخرى لها علاقة ضخمة سحاب من الغاز يتحرك بين تلك المجموعات.
لكن المفتاح هنا هو أنه بسبب احتمالية القذف، فإن غياب الأقزام البيضاء في مجموعة نجوم القلائص يمكن أن يكون بسبب إطلاق بعض الأقزام البيضاء.
هذه هي النظرية التي دفعت الباحث في جامعة كولومبيا البريطانية ديفيد ميلر وزملائه إلى البحث عن تلك الأقزام البيضاء التي ربما تم طردها من القلائص. لتحليلهم، استخدم الباحثون البيانات التي تم جمعها من قبل المركبة الفضائية جايا، والتي تم تتبع أكثر من مليار نجوم درب التبانة منذ عام 2013. ومن المؤكد أن الفريق عثر على ثلاثة أقزام بيضاء بسرعات تشير إلى أنه ربما تم طردهم من هياديس.
كان اثنان من هذه النجوم أكبر بمقدار 1.1 مرة من الشمسمما جعل من غير المرجح أنها نشأت في القلائص. لكن الثالث، المسمى Gaia EDR3 560883558756079616، كان أكبر بمقدار 1.3 مرة من الشمس، مما يشير إلى أنه هارب.
“من المثير للاهتمام أنه تم التعرف على مثل هذا القزم الأبيض عالي الكتلة على أنه وُلد في مجموعة القلائص. إن مجموعة القلائص ليست غنية بالنجوم بشكل استثنائي ولا توجد في منطقة كثيفة بشكل خاص من المجرة؛ وفي معظم الحسابات، فهي عبارة عن نجم نموذجي معتدل مجموعة مأهولة بالسكان ومتطورة “، الفريق كتب في ورقة عن الاكتشاف. “العامل الوحيد الذي يجعل العنقود بارزًا هو قربه كأقرب عنقود من الشمس. وهذا يتيح اكتشاف الأقزام البيضاء الأقدم والأكثر برودة والقدرة على تتبع النجوم الهاربة بدقة أكبر، مما يسمح لنا بدراسة العنقود في تفاصيل أكبر من أي شيء آخر.”
ليس هذا فحسب، بل إن كتلة الأقزام البيضاء النموذجية تبلغ حوالي 0.6 مرة كتلة الشمس، مما يعني أن هذا الهارب هو أحد أكبر الأمثلة من نوعها التي شهدها العلماء. وبالتالي، يمكن أن يساعد علماء الفلك على تقييم مكان الخط الذي يقسم الأقزام البيضاء بشكل أفضل. من أنواع أخرى من الجثث النجمية، مثل النجوم النيوترونية، يتم رسمها.
هذا النجم الميت ليس مخيطًا مع وحش فرانكشتاين
وتتشكل الأقزام البيضاء عندما ينفد الهيدروجين الموجود في قلب النجوم التي يبلغ حجمها حجم الشمس تقريبًا، وهو الوقود اللازم للتفاعلات النووية في قلوبها. وبدون الوقود، لا يمكن للتفاعلات أن تستمر. نهاية تلك التفاعلات النووية تشهد أيضًا نهاية الطاقة الخارجية التي تدعم النجم ضد القوة الداخلية الخاصة به جاذبية.
وهكذا، فإن نوى النجوم في هذه المرحلة من حياتها تنهار تحت تأثير جاذبيتها بينما الطبقات الخارجية — حيث الاندماج النووي ما زال يحدث – “النفخ” لتوسيع النجم حتى يصبح قطره أكبر من المعتاد بما يتراوح بين 10 و 100 مرة. . ستخضع الشمس لهذا التحول على مدى حوالي 5 مليارات سنة، وسيصل قطرها في النهاية إلى 2.5 مليار سنة المريخ“المدار بأكمله. عند هذه النقطة، سيبتلع نجمنا المضيف أيضًا الكواكب الداخلية، بما في ذلك الأرض.
تستمر المادة المنتفخة للنجم المحتضر في التوسع والتبريد وقت، وتشكل في النهاية كوكبًا سديم. في هذه الأثناء، يتلاشى اللب تدريجيًا ليصبح بقايا نجم قزم أبيض يتكون من مادة مُنعت من الانهيار أكثر. يتم حفظ هذه المسألة بقاعدة فيزياء الكم يسمى انحطاط الإلكترون، والذي يمنع الكيان من حشر مادته بشكل قريب جدًا. ومع ذلك، يمكن التغلب على ضغط انحلال الإلكترون هذا إذا تجاوز النجم حوالي 1.4 مرة كتلة الشمس — ما يسمى حد شاندراسيخار – مع تجاوز النجوم لهذا الحد، تسحب المواد بشكل وثيق جدًا بحيث تصبح إما نجومًا نيوترونية أو الثقوب السوداء.
قصص ذات الصلة:
– جسم كوني غريب تم تحديده على أنه بقايا نجم ميت منفجر
– لا تزال المئات من بقايا المستعر الأعظم مخفية في مجرتنا. يريد هؤلاء الفلكيون العثور عليهم
– “النجوم الأشباح” تطارد مركز مجرة درب التبانة. الآن نحن نعرف السبب
عادة ما تقترب الأقزام البيضاء من حد شاندراسيخار وتتجاوزه في بعض الأحيان عن طريق سحب المواد من النجم المرافق ونقلها إلى أسطحها. يؤدي هذا إلى انفجارات نووية حرارية على سطح القزم الأبيض مما يجعله يبدو وكأنه يعود إلى الحياة.
إذن ماذا يعني كل هذا عندما يتم اكتشاف هذه النجوم الميتة بالقرب من الحد الأقصى للكتلة، فهي عادةً نتاج مادة من نجمين، وليس نجمًا واحدًا – تقريبًا مثل وحش فرانكشتاين المخيط معًا والمكون من جسمين نجميين.
لكن يبدو أن القزم الأبيض الهارب هذا هو نتاج نجم واحد فقط، مما يجعله أكبر نجم قزم أبيض منفرد تم رصده على الإطلاق.
وكتب الفريق الذي يقف وراء هذا الاكتشاف: “يوفر هذا معيارًا رصديًا حاسمًا للأقزام البيضاء التي تم إنشاؤها من نجوم سلفية واحدة، مما يدل على أن النجوم المنفردة يمكن أن تنتج أقزامًا بيضاء ذات كتل قريبة من حد شاندراسيخار”. “إن الجمع بين الطبيعة غير الملحوظة لعنقود القلائص وفوائد قربه يشير إلى أن العناقيد النجمية المفتوحة قد تنتج أقزامًا بيضاء فائقة الكتلة، بما في ذلك الأقزام البيضاء التي تدفع حد شاندراسيخار، وهو أكثر شيوعًا مما كان يعتقد سابقًا.”
تم قبول بحث الفريق للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية مع طبعة أولية متاحة في مستودع الورق arXiv.