منوعات

الجوزاء الجنوبي يكشف أصل الاختلافات غير المتوقعة بين النجوم الثنائية العملاقة

وباستخدام تلسكوب جيميني ساوث، أكد فريق من علماء الفلك لأول مرة أن الاختلافات في تركيب النجوم الثنائية يمكن أن تنشأ من الاختلافات الكيميائية في سحابة المادة النجمية التي تشكلت منها. تساعد النتائج في تفسير سبب امتلاك النجوم المولودة من نفس السحابة الجزيئية لتركيب كيميائي مختلف واستضافة أنظمة كوكبية مختلفة، كما أنها تشكل تحديات أمام النماذج الحالية لتكوين النجوم والكواكب.

تشير التقديرات إلى أن ما يصل إلى 85% من النجوم موجودة في أنظمة نجمية ثنائية، وبعضها حتى في أنظمة تحتوي على ثلاثة نجوم أو أكثر. تولد هذه الأزواج من النجوم معًا من نفس السحابة الجزيئية، الناتجة عن وفرة مشتركة من المكونات الكيميائية. ولذلك يتوقع علماء الفلك أن يجدوا أن لديهم تركيبات وأنظمة كوكبية متطابقة تقريبًا. ومع ذلك، بالنسبة للعديد من الثنائيات هذا ليس هو الحال. وفي حين أن بعض التفسيرات المقترحة تعزو هذه الاختلافات إلى الأحداث التي تلت تطور النجوم، فقد أكد فريق من علماء الفلك لأول مرة أنها قد تنشأ بالفعل قبل أن تبدأ النجوم في التشكل.

بقيادة كارلوس سافي من معهد علوم الفلك والأرض والفضاء (ICATE-CONICET) في الأرجنتين، استخدم الفريق تلسكوب جيميني ساوث في تشيلي، وهو نصف مرصد جيميني الدولي، بدعم جزئي من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية و تديرها NSF NOIRLab. وباستخدام مطياف جيميني البصري عالي الدقة (GHOST) الجديد، قام الفريق بدراسة الأطوال الموجية المختلفة للضوء، أو الأطياف، المنبعثة من زوج من النجوم العملاقة، والتي كشفت عن اختلافات كبيرة في تركيبها الكيميائي. قال سافي: “لقد وفرت أطياف GHOST عالية الجودة دقة غير مسبوقة، مما سمح لنا بقياس المعلمات النجمية والوفرة الكيميائية للنجوم بأعلى دقة ممكنة”. وكشفت هذه القياسات أن أحد النجوم كان لديه وفرة أكبر من العناصر الثقيلة من النجم الآخر. وللكشف عن أصل هذا التناقض، استخدم الفريق نهجًا فريدًا.

اقترحت الدراسات السابقة ثلاثة تفسيرات محتملة للاختلافات الكيميائية التي لوحظت بين النجوم الثنائية. تتضمن اثنتان منها عمليات يمكن أن تحدث أثناء تطور النجوم: الانتشار الذري، أو ترسيب العناصر الكيميائية في طبقات متدرجة اعتمادًا على درجة حرارة السطح وجاذبية كل نجم؛ وابتلاع كوكب صخري صغير، مما قد يُدخل اختلافات كيميائية في تكوين النجم.

يعود التفسير الثالث المحتمل إلى بداية تكوين النجوم، مما يشير إلى أن الاختلافات تنشأ من مناطق بدائية أو موجودة مسبقًا من عدم الانتظام داخل السحابة الجزيئية. بعبارات أبسط، إذا كانت السحابة الجزيئية تحتوي على توزيع غير متساوٍ للعناصر الكيميائية، فإن النجوم المولودة في تلك السحابة سيكون لها تركيبات مختلفة اعتمادًا على العناصر المتاحة في مكان تشكل كل منها.

حتى الآن، خلصت الدراسات إلى أن التفسيرات الثلاثة جميعها محتملة؛ ومع ذلك، فقد ركزت هذه الدراسات فقط على ثنائيات التسلسل الرئيسي. “التسلسل الرئيسي” هو المرحلة التي يقضي فيها النجم معظم فترة وجوده، وأغلبية النجوم في الكون هي نجوم التسلسل الرئيسي، بما في ذلك شمسنا. وبدلاً من ذلك، لاحظ سافي وفريقه ثنائيًا يتكون من نجمين عملاقين. تحتوي هذه النجوم على طبقات خارجية أو مناطق حمل حراري عميقة للغاية ومضطربة للغاية. وبفضل خصائص مناطق الحمل الحراري السميكة هذه، تمكن الفريق من استبعاد اثنين من ثلاثة تفسيرات محتملة.

إن استمرار دوامة السوائل في منطقة الحمل الحراري سيجعل من الصعب على المواد أن تستقر في طبقات، مما يعني أن النجوم العملاقة ستكون أقل حساسية لتأثيرات الانتشار الذري، مما يستبعد التفسير الأول. وتعني الطبقة الخارجية السميكة أيضًا أن ابتلاع الكواكب لن يغير تركيبة النجم كثيرًا، نظرًا لأن المادة المبتلعة ستخفف بسرعة، مما يستبعد التفسير الثاني. وهذا يترك عدم التجانس البدائي داخل السحابة الجزيئية كتفسير مؤكد. وقال سافي: “هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها علماء الفلك من تأكيد أن الاختلافات بين النجوم الثنائية تبدأ في المراحل الأولى من تكوينها”.

يقول مارتن ستيل، مدير برنامج NSF في مرصد جيميني الدولي: “بفضل إمكانات القياس الدقيقة التي توفرها أداة GHOST، يقوم Gemini South الآن بجمع ملاحظات النجوم في نهاية حياتهم للكشف عن البيئة التي ولدوا فيها”. . “هذا يمنحنا الفرصة لاستكشاف كيف يمكن للظروف التي تتشكل فيها النجوم أن تؤثر على وجودها بالكامل على مدى ملايين أو مليارات السنين.”

هناك ثلاث عواقب لهذه الدراسة ذات أهمية خاصة. أولاً، تشرح هذه النتائج سبب رؤية علماء الفلك للنجوم الثنائية ذات الأنظمة الكوكبية المختلفة. وقال سافي: “قد تعني الأنظمة الكوكبية المختلفة كواكب مختلفة تمامًا – صخرية، أو شبيهة بالأرض، أو عمالقة جليدية، أو عمالقة غازية – تدور حول نجومها المضيفة على مسافات مختلفة، حيث يمكن أن تكون احتمالات الحياة مختلفة تمامًا”.

ثانيًا، تشكل هذه النتائج تحديًا حاسمًا لمفهوم العلامات الكيميائية – باستخدام التركيب الكيميائي لتحديد النجوم الناشئة من نفس البيئة أو الحضانة النجمية – من خلال إظهار أن النجوم ذات التركيبات الكيميائية المختلفة يمكن أن يكون لها نفس الأصل.

أخيرًا، يجب إعادة النظر في الاختلافات التي تم رصدها سابقًا والتي كانت تعزى إلى تأثيرات الكواكب على سطح النجم، حيث يمكن الآن اعتبارها موجودة منذ بداية حياة النجم.

وقال سافي: “من خلال إظهار لأول مرة أن الاختلافات البدائية موجودة بالفعل ومسؤولة عن الاختلافات بين النجوم التوأم، فإننا نظهر أن تكوين النجوم والكواكب قد يكون أكثر تعقيدًا مما كان يعتقد في البداية”. “الكون يحب التنوع!”

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى