يسحب نجم يبعد نحو 300 سنة ضوئية عن الأرض مادة تدريجياً من رفيق قزم بني، ما يخلق عملية تغذية طويلة الأمد تختلف عن أحداث ابتلاع النجوم الأكثر دراماتيكية التي يتخيلها علماء الفلك عادة.
يتكون النظام، الذي يحمل designation ZTF J0440+2325، من قزم أحمر وقزم بني يدوران حول بعضهما كل 86.65 دقيقة. وفي بحث نُشر في 5 أكتوبر في Nature Astronomy، وصف فريق دولي يقوده علماء من MIT النظام بأنه أول مثال مرصود لنجم منخفض الكتلة يسحب مادة باستمرار من جسم آخر منخفض الكتلة.
وبدلاً من ابتلاع رفيقه بسرعة، يبدو أن القزم الأحمر يتغذى على مادة تفيض من القزم البني. ويقول الباحثون إن الانتقال بطيء بما يكفي ليستمر مئات آلاف السنين، وربما مليارات السنين.
منطقة وسطى نادرة في التفاعلات النجمية
غالباً ما تبقى الأنظمة الكوكبية مستقرة لفترات طويلة للغاية، لكن التفاعلات القريبة قد تصبح مدمرة عندما يقترب جسم مداري كثيراً من نجمه المضيف. وفي بعض الحالات، تسحب الجاذبية الرفيق إلى الداخل حتى يبتلعه النجم.
رصد علماء الفلك أنظمة مستقرة، وحددوا أيضاً عدداً قليلاً من النجوم التي تبتلع رفاقاً كوكبيين بسرعة. ويقع ZTF J0440+2325 بين هاتين الصورتين المألوفتين. فالرفيق ليس كوكباً عادياً ولا نجماً مكتملاً، بل قزم بني، وهو جسم أكبر كتلة من كوكب نموذجي لكنه لا يملك كتلة كافية للحفاظ على اندماج الهيدروجين الذي يمد النجوم العادية بالطاقة.
يجعل هذا المزيج الاكتشاف مهماً لفهم كيفية تطور الأنظمة الثنائية المدمجة منخفضة الكتلة. ويوفر النظام نافذة على انتقال المادة وفق جدول زمني أبطأ بكثير من اندماج كارثي واحد.
المادة تضرب بقعة ساخنة على النجم
تصور صورة فنية نُشرت مع البحث القزم البني وهو يفيض على القزم الأحمر. ويضرب تيار المادة المنتقلة سطح القزم الأحمر، فيسخن بقعة ساخنة كبيرة عند نقطة الاصطدام.
تؤكد فترة المدار البالغة 86.65 دقيقة فقط مدى الترابط الشديد بين الجسمين. وعند تلك المسافة، يمكن للقزم البني أن يفقد مادة إلى رفيقه من دون أن يُستهلك فوراً. ولذلك يمنح النظام المرصود العلماء فرصة دراسة تبادل مستمر بين جسمين منخفضي الكتلة.
قال فيزيائي MIT كيفن بيردج، وهو مؤلف مشارك في الدراسة، إن التوقع المعتاد هو أن النجم الذي يتفاعل مع كوكب أو قزم بني سيبتلع الجسم الأصغر في النهاية. لكن هذا النظام يظهر نجماً يتغذى ببطء على رفيق، وهي عملية قد تستمر مدة أطول بكثير من حدث ابتلاع سريع.
لماذا تُعد الأقزام البنية حالات اختبار مفيدة
تحتل الأقزام البنية فئة وسطية. فهي أثقل من معظم الكواكب، لكنها لا تحافظ على اندماج الهيدروجين الذي يميز النجوم العادية. لذلك يمكن لتفاعلاتها مع النجوم الصغيرة أن تكشف مسارات تطورية لا يسهل التقاطها من خلال المقارنات التي تتناول الكواكب وحدها أو أزواج النجوم وحدها.
في ZTF J0440+2325، يُجرّد القزم البني تدريجياً من مادته، بينما يراكم القزم الأحمر المادة المنتقلة. ولا يعني الاكتشاف أن كل زوج قريب من قزم أحمر وقزم بني سيتطور بهذه الطريقة. بل يحدد نظاماً مرصوداً تثبت خصائصه إمكانية وجود حالة انتقال طويلة الأمد.
يوسع الاكتشاف أيضاً مجموعة النتائج التي ينبغي لعلماء الفلك مراعاتها عند نمذجة الرفاق القريبين. فمصير الرفيق النهائي ليس بالضرورة تدميراً فورياً أو مداراً لا يتغير. وتحت الظروف المناسبة، قد يكون من الممكن وجود فترة ممتدة من انتقال الكتلة المستقر.
مختبر قريب للتطور طويل الأمد
يقع ZTF J0440+2325 على بعد نحو 300 سنة ضوئية، داخل درب التبانة وقريباً بما يكفي ليكون هدفاً قيّماً للرصد المستمر. ويسمح تكوينه غير المعتاد للباحثين بدراسة تغير معدل المادة المنتقلة والحركة المدارية ومنطقة الاصطدام على القزم الأحمر مع مرور الوقت.
يرتبط تفسير الفريق بالضرورة بالقياسات المتاحة حالياً، لكن احتمال استمرار العملية مئات آلاف السنين أو مليارات السنين يجعل النظام جذاباً بصورة خاصة. ويمكن لعلماء الفلك مراقبة مقطع قصير من تفاعل قد يشكل الجسمين على مقاييس زمنية كونية.
بالنسبة إلى الجمهور، غالباً ما يوحي ابتلاع النجوم بنهاية مفاجئة. لكن هذا النظام يقدم صورة مختلفة: نجم صغير وقزم بني مقيدان في مدار قريب للغاية، بحيث يغذي أحد الجسمين الآخر تدريجياً. إنها عملية أهدأ من وليمة كونية لمرة واحدة، لكنها قد تدوم بما يكفي لتوضح كيف تعيش الرفاق منخفضة الكتلة وتتغير معاً.
يستند هذا المقال إلى تقرير من Science Daily. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on sciencedaily.com
