اكتشاف أقزام بيضاء مخفية في الجوار الشمسي

أربعة أقزام بيضاء قريبة كانت مختبئة على مرأى من الجميع

حدّد علماء الفلك أربعة أقزام بيضاء ضمن مسافة تقارب 65 سنة ضوئية من الأرض كانت قد أفلتت من الرصد رغم عقود من مسوحات السماء. ولم تُفوَّت هذه النجوم لأنها بعيدة جدًا أو خافتة على نحو خاص من حيث القيمة المطلقة، بل لأنها تقع كل منها في نظام ثنائي ضيق مع رفيق من الأقزام الحمراء أكثر سطوعًا كانت ضوؤه يحجب إلى حد كبير ضوء القزم الأبيض في الأطوال الموجية المرئية.

تنتمي الأنظمة التي تأكدت هويتها حديثًا إلى فئة تُعرف بالثنائيات ما بعد الغلاف المشترك، أو PCEBs. في هذه الأزواج، كانت النجمتان تشتركان في السابق في غلاف خارجي مشترك خلال مرحلة أقدم من التطور النجمي. وما يبقى اليوم هو قزم أبيض كثيف يدور على مقربة من قزم أحمر من النسق الرئيسي. وتعد هذه الترتيبات ذات قيمة علمية لأنها تحتفظ بأدلة على كيفية تبادل النجوم الثنائية للكتلة، وفقدانها للمسافة المدارية، وتطورها بعد أن تغادر إحدى النجمتين مرحلة العملاق.

أُبلغ عن الاكتشاف في بحث نُشر في Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. ووفقًا للمادة المصدر، فإن المؤلفة الرئيسية هي البروفيسورة مائيري أوبراين من جامعة واريك. وقد أكد الفريق هذه الأنظمة عبر رصد طيفي بدلًا من الاعتماد على التصوير العادي وحده.

لماذا قد تفلت النجوم القريبة من الرصد

للوهلة الأولى، يبدو هذا الاكتشاف مفاجئًا. فالمجال المحيط بالشمس من أكثر أجزاء المجرة دراسة، وعادة ما يُنظر إلى الأقزام البيضاء القريبة على أنها أسهل نسبيًا في الفهرسة. لكن النص المصدر يوضح أن هذه الأجسام الأربعة تمثل حالة أصعب. فقد غطّى رفيقها من الأقزام الحمراء فعليًا على إشارات الضوء المرئي الصادرة عن الأقزام البيضاء، مما جعل الأنظمة الثنائية تبدو كنجوم منفردة في كثير من الرصودات.

وتكتسب هذه الظاهرة أهمية لأن الأقزام الحمراء قد تكون نجومًا نشطة. فالتغير والوهج المفاجئ فيها قد يحاكيان أو يطغيان على بعض الإشارات التي قد يستخدمها علماء الفلك عادة للتعرف إلى رفيق مدمج. لذلك، يمكن لنظام من هذا النوع في مسح تقليدي أن يندمج ضمن عدد أكبر بكثير من النجوم الحمراء التي تبدو عادية.

وتذكّر هذه النتيجة بأن الاكتمال الفلكي أمر مشروط. وحتى بالقرب من جوارنا، لا يعتمد تعداد النجوم القريبة على كمية البيانات المتاحة فحسب، بل أيضًا على مدى ملاءمة طريقة الرصد لنوع الجسم المراد البحث عنه. وفي هذه الحالة، لم تُكشف الأقزام البيضاء المخفية عبر حملات تصوير أكثر سطوعًا، بل من خلال قياس التأثيرات الدقيقة التي أحدثتها في رفقائها النجميين.

الاهتزاز الذي كشفها

تم رصد الأقزام البيضاء من خلال الحركة التي أحدثتها في الأقزام الحمراء التي تدور حولها. ومع دوران النجمين حول بعضهما، يتعرض القزم الأحمر لاهتزاز صغير. ويغيّر هذا الاهتزاز الطيف المرصود للنجم لأن أجزاء مختلفة من سطحه الدوار تنزاح قليلًا نحو الأرض أو بعيدًا عنها.

ويصف النص المصدر كيف أن الوجه الدوار لقزم أحمر ينتج مكونات مزاحة نحو الأحمر وأخرى نحو الأزرق. وعندما يهتز النجم أيضًا بسبب رفيق غير مرئي، تتحرك هذه الإزاحات بطريقة قابلة للقياس. وهذه عملية قياس دقيقة، خصوصًا عندما يكون النجمان متقاربين جدًا ويهيمن أحدهما على الضوء المرئي. لكنها بالضبط نوع المشكلة التي يمكن للطيفية عالية الجودة حلها.

في هذه الأنظمة الأربعة، استخدم الفريق أداة Space Telescope Imaging Spectrograph على متن تلسكوب هابل الفضائي. وقد وفرت هذه الأداة الحساسية اللازمة لتأكيد الأقزام البيضاء المخفية طيفيًا. وبدلًا من فصل بقايا مدمجة لامعة مباشرة وسط وهج رفقائها، تتبع الباحثون سلوك أطياف الرفقاء واستخدموا تلك الأدلة لإثبات طبيعة الأنظمة.

وتبرز هذه الطريقة القيمة المستمرة لهابل في العمل النجمي الدقيق. فحتى مع توسع المراصد الأحدث في مجالات أطوال موجية مختلفة، ومع إنتاج المسوحات الأكبر لفهارس هائلة، تظل الأدوات المتخصصة حاسمة للتعرف إلى الأجسام القريبة التي جرى التغاضي عنها ولتنقيح السجلات الأساسية لجوار الشمس.

ما الذي يمكن أن تخبر به الثنائيات ما بعد الغلاف المشترك علماء الفلك

لا تقتصر أهمية الاكتشاف على إضافة أربعة أقزام بيضاء إلى عدد محلي. فالثنائيات PCEBs تمثل حالات اختبار رئيسية لنماذج تطور النجوم الثنائية. فعندما تتمدد إحدى نجوم الثنائية لتصبح عملاقًا أحمر، قد يلتف الزوج داخل غلاف غازي مشترك. ويؤدي الاحتكاك داخل هذا الغلاف إلى تغيير المدار ويمكن أن يقرب النجمين كثيرًا من بعضهما. وبعد قذف الغلاف، يحتوي النظام المتبقي على معلومات عن فقدان الكتلة، وانكماش المدار، وبقاء الزوج.

ومن الصعب إعادة بناء هذه العمليات من النظرية وحدها. لذا فإن الأنظمة القريبة المؤكدة رصديًا تشكل مرساة مفيدة لتحسين النماذج. وبما أن هذه الثنائيات المحددة حديثًا قريبة نسبيًا، فإنها تتيح فرصًا أنقى للمتابعة من الأمثلة الأبعد. ويمكن لعلماء الفلك استخدامها لمقارنة درجات الحرارة والكتل والسلوك المداري ومستويات النشاط مع التوقعات الخاصة بكيفية نشوء هذه الثنائيات من مرحلة الغلاف المشترك.

وتنص المادة المصدر صراحة على أن توصيف الأنظمة التي تضم قزمًا أبيضًا ورفيقًا من النسق الرئيسي أمر أساسي لتحسين نظريات تطور الثنائيات. وهذا يجعل الاكتشاف أكثر من مجرد فضول محلي. إنه مساهمة في جهد أوسع لفهم كيفية تفاعل النجوم العادية مع مرور الزمن، وكيف تشكل تلك التفاعلات مجتمع البقايا النجمية عبر المجرة.

اكتشاف محلي بآثار أوسع

هناك أيضًا درس أوسع في هذه النتيجة. فكثيرًا ما تتقدم الفلك عبر قفزات هائلة في المسافة أو الحساسية أو النطاق، لكنها تتقدم أيضًا عندما يُعاد النظر في الأراضي المألوفة بطرق أفضل. فالأقزام البيضاء الأربعة الموصوفة هنا لم تكن مختبئة عند حافة الكون المرصود، بل كانت مختبئة في النقاط العمياء الرصدية التي خلقتها المصاحبة النجمية وحدود الأطوال الموجية.

وهذا مهم للمسوحات الجارية وللجهود المستقبلية الرامية إلى إنتاج خريطة كاملة للنجوم القريبة. فإذا أمكن لعدة بقايا مدمجة أن تظل غير مكتشفة على هذه المسافة القريبة من الشمس، فقد تكون أنظمة مماثلة بانتظار التأكيد في أماكن أخرى من المجموعة النجمية المحلية. وكل إضافة تغيّر الصورة الإحصائية قليلًا، من تقديرات ديموغرافية الأقزام البيضاء إلى معدل مسارات الثنائيات التي تنجو من مراحل تطورية عنيفة.

وفي الوقت الراهن، يقف هذا الاكتشاف بوصفه نجاحًا تقنيًا وتحذيرًا في الوقت نفسه من افتراض أن الجوار المحلي معروف بالكامل. فما يزال بإمكان السماء الأقرب إلى الأرض أن تقدّم مفاجآت حقيقية، لا سيما عندما يبحث العلماء عن إشارات غير مباشرة بدلًا من الضوء المباشر فقط.

هذه المقالة مبنية على تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.