تكتسب النجوم الضخمة مغناطيسيتها من خلال الاصطدام والاندماج مع نجوم أخرى، وفقًا لأدلة من نظام ثنائي غريب محاط بسديم مغبر غني بالعناصر.
داخل هذا السديم ثنائي القطب، والذي يحمل التسمية المزدوجة NGC 6164/6165، يوجد النظام النجمي HD 148937. يقع على بعد حوالي 3800 سنة ضوئية بعيدًا، في كوكبة نورما في نصف الكرة الجنوبي، يحتوي HD 148937 على نجمين ضخمين النجوم في مدار حول بعضها البعض. أحد هذه النجوم مغناطيسي، وهو في الواقع ألمع وأسخن نجم ضخم معروف بوجوده حقل مغناطيسي. وهذا أمر محير، لأنه بناءً على ما نعرفه عن الأجزاء الداخلية للنجوم، ينبغي للنجوم الضخمة أن تكون كذلك لا لديها مجالات مغناطيسية.
لقد اعتدنا على التفكير الشمس كنجم مغناطيسي، وهو ما يحرك ظواهر مثل البقع الشمسية، مشاعل، البروز و الرياح الشمسية. يتم إنشاء الدينامو المغناطيسي داخل الشمسعند الحد الفاصل بين الطبقة الإشعاعية الداخلية وطبقة الحمل الحراري الخارجية. في الطبقة الإشعاعية، يتم نقل الطاقة من قلب النجم عبر أشعة جاما الفوتونات. وعند طبقة الحمل الحراري، تتحول هذه الطاقة إلى تيار من البلازما الساخنة التي ترتفع إلى مستوى الشمس سطح مرئي، حيث يتم إطلاق الطاقة على شكل ضوء وحرارة.
متعلق ب: موجات الجاذبية تكشف عن اندماج هو الأول من نوعه بين نجم نيوتروني وجسم غامض
كلما كان النجم أقل كتلة، كلما زادت نسبة حجمه التي تشغلها طبقة الحمل الحراري. الأصغر الأقزام الحمراء تكون حملًا حراريًا بشكل كامل تقريبًا، ونتيجة لذلك تكون نشطة مغناطيسيًا للغاية. ومع ذلك، كلما كان النجم أكثر ضخامة، كلما كانت طبقة الحمل الحراري أصغر. وهذا يعني أن النجوم الأكثر ضخامة تكون مشعة بالكامل، وبدون طبقة الحمل الحراري، لا يمكنها توليد مجال مغناطيسي.
ومع ذلك، بطريقة ما، فقد لوحظ أن حوالي 7% من النجوم الأكثر ضخامة تمتلك مجالًا مغناطيسيًا. والسؤال الذي حير علماء الفلك هو: كيف؟
الجواب على هذا السر قد يكمن في HD 148937.
وقالت أبيجيل فروست من المرصد الجنوبي الأوروبي في تقرير لها: “عندما قمت بقراءة الخلفية، أذهلتني مدى تميز هذا النظام”. بيان صحفي.
قاد فروست وهيوز سانا من جامعة لوفين في بلجيكا الجهود المبذولة لدراسة HD 148937 عن كثب، وذلك باستخدام ملاحظات استمرت تسع سنوات من مرصد ESO. تلسكوب كبير جداً مقياس التداخل، الذي يجمع بين قوى أربعة تلسكوبات قطرها ثمانية أمتار في تشيلي.
وقال فروست: “بعد تحليل مفصل، يمكننا أن نقرر أن النجم الأكثر ضخامة يبدو أصغر سنا بكثير من رفيقه، وهو أمر غير منطقي لأنه كان ينبغي أن يكونا قد تشكلا في نفس الوقت”.
الأكبر بين النجمين، حيث يتراوح حجمه ما بين 50 إلى 60 مرة كتلة الشمس، هو المغناطيسي. واستنادًا إلى درجة حرارته، فإنه يبدو أصغر بـ 1.5 مليون سنة من رفيقه. يعد هذا فارقًا كبيرًا في عمر النجوم الضخمة، والتي عادةً ما تعيش لبضعة ملايين من السنين فقط قبل أن تختفي سوبر نوفا.
هناك أيضًا السديم الذي يجب أخذه بعين الاعتبار؛ يشير شكله ثنائي القطب إلى أصله في نوع من الانفجار من أحد نجوم HD 148937 خلال الـ 7500 عام الماضية فقط. ال سديم يحتوي على تركيزات عالية من الكربون والنيتروجين والأكسجين، وهي عناصر توجد عادة داخل النجوم، ولكن ليس خارجها.
تمكنت ملاحظات فروست وسانا من تجميع هذه الصور المقطوعة النجمية معًا. يعد كون أحد النجوم في النظام الثنائي أصغر سنًا من رفيقه علامة أكيدة على حدوث اندماج نجمين في بضعة آلاف من السنين الماضية.
وقالت سانا: “نعتقد أن هذا النظام كان يحتوي على ثلاث نجوم على الأقل في الأصل”. “كان يجب أن يكون اثنان منهم قريبين من بعضهما البعض عند نقطة واحدة في مدارهما بينما كان النجم الآخر أبعد بكثير.”
يمكننا أن نتصور HD 148937 كما كان من قبل: نجم ثنائي قريب في مدار قصير، وكان يدور حوله نجم ثالث. النجمان المتقاربان تصاعدا معًا، واتحدا في نجم واحد. لقد قاموا بقذف المواد الزائدة على طول محور الدوران الجديد، مكونين السديم. وفي الوقت نفسه، داخل النجم المندمج حديثًا، كانت الأشياء، ولا تزال، في حالة تغير مستمر. يتم مزج المادة النجمية من النجمين، مما يمنح النجم المندمج بشرة أكثر شبابًا وتجديدًا، بينما يخلق في الداخل بيئة مضطربة وحملية قادرة على توليد الدينامو الذي يمنح النجم قوة مجاله المغناطيسي البالغة كيلوجاوس (للحصول على بالمقارنة، يبلغ متوسط قوة المجال المغناطيسي للشمس 1 غاوس).
قصص ذات الصلة:
– كيف تصبح بعض الثقوب السوداء كبيرة جدًا؟ قد يكون لدى تلسكوب جيمس ويب الفضائي إجابة
– ألمع نجم زائف على الإطلاق يستمد طاقته من ثقب أسود يلتهم “شمسًا يوميًا”
– يمكن تكديس نجوم “gravastars” الشبيهة بالثقب الأسود مثل دمى الشاي الروسية
وقالت سانا: “لقد اندمج النجمان الداخليان بطريقة عنيفة، مما أدى إلى تكوين نجم مغناطيسي وطرح بعض المواد، مما أدى إلى تكوين السديم”. “شكل النجم الأبعد مدارًا جديدًا مع النجم المندمج حديثًا والذي أصبح الآن مغناطيسيًا، مما أدى إلى إنشاء الثنائي الذي نراه اليوم في مركز السديم.”
المجال المغناطيسي لن يدوم؛ سيصبح الجزء الداخلي للنجم في النهاية مختلطًا بالكامل ويستقر ليصبح مشعًا بالكامل. من هناك، سيتم إيقاف تشغيل الدينامو المغناطيسي. لا يعد هذا دليلًا إضافيًا على أن الاندماج يجب أن يكون قد حدث مؤخرًا نسبيًا فحسب، بل إنه يضع أيضًا نسبة 7% من النجوم الضخمة التي تمتلك مجالات مغناطيسية في السياق، مما يشير إلى معدل الاندماجات في الثنائيات القريبة.
تم نشر النتائج في ورقة بحثية نشرت في 12 أبريل في المجلة علوم.