لقد لاحظ علماء الفلك ما يعتقدون أنه نجم مرافق لم يسبق له مثيل يدور حول Betelgeuse ، وهو نجم خارق حمراء نابض في كتف كوكبة أوريون.
واحدة من أكثر النجوم المعروفة والأكثر مضيعة في سماء الليل ، فقد أثارت Betelgeuse فترة طويلة من أي شخص حدق ورأى لونه المحمر ، وهو مرئي للعين المجردة. ما هو أكثر علماء الفلك مفتون ، مع ذلك ، هو أن سطوعها معروف أنه يتغير مع مرور الوقت. الآن ، يعتقدون أن الكائن السماوي المكتشف حديثًا قد يحمل مفتاح فهم سطوع Betelgeuse المتغير.
من أواخر عام 2019 إلى بداية عام 2020 ، خافت Betelgeuse بشكل حاد للغاية لدرجة أن علماء الفلك اعتقدوا أن النجم كان على شفا الانفجار في Supernova. منذ الحدث ، الذي يطلق عليه “التعتيم الكبير” ، قررت فرق علماء الفلك أن النجم أخرج سحابة غبار كبيرة ، والتي منعت بعضًا من ضوءها مؤقتًا من منظور الأرض.
أدى التعتيم الكبير إلى زيادة الاهتمام بحل أسرار طويلة الأمد حول أحد أكثر النجوم التي تمت ملاحظتها في الكون-مثل سبب ظهور سطوعها بانتظام على مدار دورة مدتها ست سنوات ولديه عقود.
اكتشف فريق من علماء الفلك شرحًا الآن. باستخدام أداة على تلسكوب الجوزاء الشمالي في هاواي ، استخدموا تقنية تصوير غير عادية للحصول على لمحة عن نجمة مصاحبة مشتبه بها ، تسمى بالعامية “Betelbuddy” ، والتي تعتمد على نظرية سابقة.
يقترحون استدعاء النجم سيوارا ، أو “سوارها” ، وهو اسم عربي يليق بالرفيق إلى Betelgeuse ، وهو ما يعني “يد العملاق”. (“Elgeuse” هو أيضًا الاسم العربي التاريخي لكوكبة أوريون.)
إن فهم المزيد عن الديناميكية بين Betelgeuse ونجمها المصاحب ، الذي يشار إليه أيضًا باسم Ori B في دراسة جديدة نُشرت يوم الخميس في خطابات المجلة الفلكية ، يمكن أن يلقي الضوء على المصير المتشابك لكلا النجمين.
وجهة نظر مرقفة
كنجمة فائقة ، Betelgeuse هائلة. وقال ستيف هاول ، مؤلف الدراسة الرئيسي ، وهو عالم أبحاث كبير في مركز أبحاث ناسا آميس في كاليفورنيا ، مقارنةً بشمسنا ، فإنه حوالي 700 مرة في نصف القطر ويحتوي على 18 ضعفًا من الكتلة. إذا تم استبدال شمسنا بـ Betelgeuse ، فإن النجم لن يغمر الأرض وجميع الكواكب الداخلية فحسب ، بل يتجاوز مدار كوكب المشتري ، وفقًا لوكالة ناسا. كما يضيء من 7500 إلى 14000 مرة مثل الشمس.
في عمر 10 ملايين سنة ، يعد Betelgeuse جزءًا صغيرًا من عمر شمسنا ، والذي يقدر أن يبلغ 4 مليار سنة. ومع ذلك ، فإن هائلة Betelgeuse تعني أنها قد أحرقت بالفعل من خلال جميع الهيدروجين في جوهرها ، مما تسبب في التوسع مع اقتراب نهاية حياته.
لقد أظهرت سنوات من الملاحظات أن لمعانها يختلف بشكل دوري تقريبًا كل 416 يومًا ، ينمو باهتة ثم أكثر إشراقًا. هذا النبض نموذجي للنجوم الحمراء الفائقة.
لكن Betelgeuse يعرض نمطًا غير عادي على رأس ذلك. وكتب هويل في رسالة بالبريد الإلكتروني: “لقد لوحظ لعقود من الزمن أن Betelgeuse يُظهر أيضًا فترة أطول بكثير (من التباين) حوالي 2،170 يومًا (حوالي ست سنوات) ظلت غير معروفة”.
نشرت مجموعتان مستقلتان من علماء الفلك الأوراق في عام 2024 ، مما يشير إلى أن النجم المصاحب غير المرئي يمكن أن يسبب التباين. ومع ذلك ، لم يستطع تلسكوب هابل الفضائي ومرصد تشاندرا السيني في ناسا ، أي دليل على وجود مثل هذا النجم. يمثل حجم Betelgeuse وسطوعه تحديات لمحاولات اكتشاف رفيق.
وقال جاريد جولدبرغ ، وهو زميل أبحاث في مركز الفيزياء الفلكية الحسابية ، لرؤية كل من Betelgeuse ورفيقها ، يجب أن تكون الصورة عالية الدقة والتباين العالي. قام جولدبرج بتأليف دراسة نوفمبر التي تشير إلى أن Betelgeuse قد يكون له نجمة مصاحبة ، لكنه لم يشارك في البحث الجديد.
وقال جولدبرغ: “عادةً ما يجعل جو الأرض من الصعب القيام بذلك لنفس السبب الذي يجعل النجوم تتلألأ – الغاز المتحرك في الغلاف الجوي يبعث على ضوء النجوم”.
قرر فريق Howell استخدام صورة بقعة تسمى “Alopeke ، والتي تعني” Fox “في هاواي ، للبحث عن الرفيق.
وقال هاول: “إن تصوير البقع هو تقنية حصلت على عدة آلاف من التعرض القصيرة للغاية لكائن فلكي”. “هذه الصور قصيرة لدرجة أنها لا تبدو مثل النجوم أو المجرات على الإطلاق ، ولكنها نقطة من” البقع “.
النقط بسبب التشوهات من جو الأرض. وقال هويل إن الآلاف من الصور القصيرة تتم معالجتها بطريقة تزيل التشويش في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى صورة تلسكوب عالية الدقة.
تم العثور على نجم
عندما لاحظ أعضاء فريق Howell Betelgeuse خلال التعتيم الكبير في عام 2020 ، لم يروا أي شيء ؛ من المحتمل أن يحجب الرفيق خلف Betelgeuse ، وفقًا لجولدبرغ. لكن في ديسمبر / كانون الأول ، تجسسوا على توهج أزرق باهت تمامًا حيث توقعت أبحاث جولدبرغ-بالإضافة إلى دراسة أخرى من تأليف مورغان ماكلويد في مركز هارفارد سميثسون للفيزياء الفلكية-أن يكون الرفيق.
كشف تصوير البقع عن نجم شاب مزرق لا يحرق الهيدروجين في جوهره حتى الآن وله كتلة 1.5 أضعاف من الشمس.
وقال هويل إن إغماء النجم المصاحب-أربعة أعشار واحد في المائة مشرق مثل Betelgeuse-هو مجرد سبب كان من الصعب اكتشافه. والآخر هو القرب من النجوم من بعضها البعض – فقط حوالي أربعة أضعاف المسافة بين الأرض والشمس تفصل بينها. في المتوسط ، تبعد الأرض حوالي 93 مليون ميل (150 مليون كيلومتر) عن الشمس. وقال جولدبرغ إن الشيء الذي يسمح للنجم المصاحب أن يراها.
وقال هاول: “إذا تمثل المصابيح الأمامية على سيارة النجمتين ، فإن وجهة نظرنا من الأرض إلى Betelgeuse ، وسوف تكون رفيقها هي نفسها محاولة فصل المصابيح الأمامية للسيارتين مع عينيك عن مسافة 50000 ميل”. “لقد ساعدنا ملاحظاتنا من خلال حقيقة أنه يمكننا مراقبة Betelgeuse مباشرة باستخدام التعرض القصيرة جدًا (14 ميلي ثانية لكل منهما) حتى لا نتشبع كاميراتنا وحجم المرآة الكبير للجرميني (8 أمتار) يتيح لنا الحصول على قرارات زاوية عالية جدًا في صور السماء ، بما يكفي لفصل النجمين.”
هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف رفيق ممتاز يدور حول نجم فائق عن كثب.
تعرض صورة كوكبة أوريون مكان Betelgeuse بين النجوم. – مرصد الجوزاء الدولي/noirlab/nsf/aura
وقال هاول: “لقد فوجئت بأن الرفيق كان واضحًا جدًا بعد معالجة بياناتنا”. “كنت أفكر أنه سيكون من الصعب العثور عليها ، ولكن بوم ، كان هناك.”
عملت MacLeod ، زميل ما بعد الدكتوراه في الفيزياء الفلكية النظرية وعضو معهد النظرية والحساب في مركز هارفارد سميثسون للفيزياء الفلكية ، على الأبحاث المنشورة في ديسمبر والتي جمعت قياسات تاريخية للسرعة الشعاعية ل Betelgeuse ، أو الحركة نحو أو بعيدًا عن الأرض ، والتي بدأت في حوالي عام 1896 على لوحات زجاجية. وقال ماكلويد إن الفريق رأى نمطًا متكررًا مدته ست سنوات يتسق مع شد النجم المصاحب الأصغر والمدارات.
وقال: “وضع هذه الخطوط من الأدلة ، التي تم جمعها من قرن من القياسات الفلكية ، دعونا نتنبأ بالمكان الذي يجب أن يكون فيه” رفيق “إذا كان حقيقيًا”. “لكننا لم نرها مباشرة. قام هويل وفريقه بملاحظة رائدة من أجل أن نتمكن من إجراء هذا الكشف الأولي.”
يطلق على ماكلويد ، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة ، اكتشافه “نتيجة مذهلة … تُظهر أنه حتى أفضل النجوم المدروسة في سماء الليل لدينا لديها أسرار للكشف عنها”.
وقال ماكلويد: “نظرًا لأن هذا كان اكتشافًا صعبًا ، فإن الملاحظات على حافة الكشف”. “ما دفع هذا إلى الحافة هو أن النجم ظهر فقط حيث توقعنا عندما جمعنا تنبؤات علماء الفلك في قرن.”
مستقبل محكوم عليه
في حين أن اكتشاف الرفيق يتوافق مع تنبؤات أبحاث جولدبرغ ، لا تزال هناك حاجة إلى ملاحظات مستقبلية لتأكيد الكشف. وقال جولدبرغ إن تصوير البقع يعد قياسًا صعبًا وليس دقيقًا دائمًا.
وقال إدوارد جوينان ، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة فيلانوفا في ولاية بنسلفانيا ، إنه بالنظر إلى أن النجم تم اكتشافه بالقرب من حدود الأداة ، فإن وجودها أمر محتمل ولكن “ليس بعد حدوث سلام”. درس غينان Betelgeuse لكنه لم يشارك في البحث الجديد.
ومع ذلك ، فإن رؤية مسار النجمة المصاحبة على طول مداره المقترح لمدة ست سنوات سيمثل اكتشافًا نهائيًا للرفيق.
“في الوقت الحالي ، نعتقد أن المرافق يبتعد عنا ، ويتخلف عن Betelgeuse. لذلك هناك طريق واضح لتأكيد نتائج الدراسة الجديدة: انظر مرة أخرى عندما نتوقع أن يكون المرافق وراء Betelgeuse بالكامل ، وسيختفي. انظر مرة أخرى عندما يجب أن تعود على الجانب الآخر ، وينبغي أن يكون هناك”.
ستحدث فرصة جديدة لتأكيد وجود المرافق مع التلسكوبات في نوفمبر 2027 عندما يكون النجم في أبعد مسافة من Betelgeuse ، مما يجعل من السهل تحديد موقعه.
مثل فريق Macleod ، قرر Goldberg وزملاؤه أيضًا أن Betelgeuse يتذبذب نحو الأرض وبعيدًا عن نفس فترة الست سنوات بسبب وجود رفيق ممتاز. ومع ذلك ، لا تزال هناك أسئلة حول كيفية تساهم نجم مصاحب بالضبط في تقلب Betelgeuse لمدة ست سنوات ، والذي يبدو أنه مرتبط بالتغيرات في الغبار حول النجم.
يقع Gemini North ، نصف مرصد الجوزاء الدولي ، في هاواي. – Jason K. Chu/International Gemini Observatory/Noirlab/NSF/Aura
وقال جولدبرغ عن طريق البريد الإلكتروني: “تحدث مرحلة الخافت عندما يكون الرفيق وراء Betelgeuse ، والمرحلة الأكثر إشراقًا هي عندما يكون المرافق أمام Betelgeuse”. “هذا يعني أنه عكس الكسوف ، لذلك يبدو على الأرجح أن Betelgeuse ينتج غبارها الخاص والرفيق يقوم بتشكيله ، بدلاً من سحبه.”
وأضاف جولدبرغ أن حوالي 30 ٪ من النجوم العملاقة الحمراء والخبراء يظهرون نفس النوع من التباين ، وإذا كان ذلك يعني وجود رفيق ، “ثم المزيد من النجوم تؤوي هؤلاء الأصدقاء الصغار”. “يمكن أن يساعدنا فهم هذا الزوج النجمي في فهم عدد أشياء مثل ذلك. وفهم أن السكان سوف يعلمنا عن تكوين النجوم والكوكب في الأنظمة التي يصعب مراعاتها للغاية.”
وفي الوقت نفسه ، ما زال علماء الفلك يتساءلون متى سينفجر Betelgeuse ، وهو حدث كارثي كان متوقعًا منذ التعتيم الكبير. وقال هويل إنه بينما كان من المحتمل أن يولد Betelgeuse ونجمها المصاحب في نفس الوقت ، إلا أن الرفيق لا يزال يتشكل كنجم عادي. وقال إن مدار رفيق الوثيق ، داخل الطبقات الخارجية لجو بيتلجيوسي ، سيكون هو عذاب.
سيحدث أحد أمرين. قد يتسبب مدار النجم المصاحب في الانجراف ببطء ويغرق في Betelgeuse في حوالي 10،000 عام.
وقال جولدبرغ: “عند هذه النقطة ، ستدخل Betelgeuse ورفيقها في عناق أبدي”. “إذا تمكنا من الحصول على عقود من الملاحظات المباشرة الدقيقة ، فقد نتمكن من اختبار هذا التنبؤ مباشرة من خلال معرفة ما إذا كان المدار يتقلص ، وإذا كان الأمر كذلك ، فما مدى سرعة.”
ولكن إذا انفجر Betelgeuse قبل ذلك – “ربما غدًا ، ربما في 100 عام” – سيتم تدمير النجم المصاحب في Supernova. “المستقبل ليس جيدًا لأي من النجوم.”
اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون مع الأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com