انطباع فنان عن قرص غبار حول القزم الأبيض GD 362. مصدر الصورة: الجوزاء انقر للتكبير
ألقى علماء الفلك لمحة عن الحطام المغبر حول نجم ميت في الأساس حيث كان ينبغي للجاذبية والإشعاع إزالة أي علامة من الغبار منذ فترة طويلة؟ اكتشاف قد يوفر رؤى حول زوال النظام الشمسي الخاص بنا في نهاية المطاف بعد عدة مليارات من السنين من الآن.
تستند النتائج إلى مشاهدات منتصف الأشعة تحت الحمراء التي تم إجراؤها باستخدام تليسكوب فريدريك سي جيليت بطول 8 أمتار (Gemini North) في ماونا كيا في هاواي. تكشف ملاحظات الجوزاء عن وفرة عالية بشكل مدهش من الغبار يدور حول نجم نجمي قديم يسمى GD 362.
قال إريك بيكلن ، عالم الفلك بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، والباحث الأساسي لملاحظات الجوزاء: "ليس من السهل شرح ذلك". "أفضل تخمين لدينا هو أن شيئًا مشابهًا لكويكب أو حتى كوكب حول هذا النجم الميت منذ فترة طويلة يتم تحطيمه وسحقه لإطعام النجم بالغبار. إن موازاة زوال نظامنا الشمسي في نهاية المطاف تقشعر لها الأبدان ".
قال بنيامين زوكرمان ، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، وعضو في معهد علم الأحياء الفلكية التابع لوكالة ناسا ، ومؤلف مشارك في الورقة التي تعتمد على الجوزاء: "لدينا الآن نافذة لمستقبل نظامنا الكوكبي". "ربما وللمرة الأولى ، لدينا لمحة عن الكيفية التي قد تتصرف بها أنظمة الكواكب مثل أنظمتنا بلايين السنين من الآن".
وأضاف زوكرمان: "إن سبب إثارة هذا الأمر هو أن هذا القزم الأبيض بالذات يحتوي على معظم المعادن في الغلاف الجوي لأي قزم أبيض معروف". "هذا القزم الأبيض غني بالكالسيوم والمغنيسيوم والحديد مثل شمسنا ، ولا تتوقع أيًا من هذه العناصر الثقيلة. هذه مفاجأة كاملة. بينما حققنا تقدمًا كبيرًا ، لا تزال هناك ألغاز مهمة. "
يضم فريق البحث علماء من جامعة كاليفورنيا ، معهد كارنيجي ومرصد الجوزاء. ومن المقرر نشر النتائج في العدد القادم من مجلة الفيزياء الفلكية. سيتم نشر النتائج في وقت واحد مع الملاحظات التكميلية القريبة من الأشعة تحت الحمراء التي قدمها فريق جامعة تكساس بقيادة Mukremin Kilic في NASA Infrared Telescope Facility ، أيضًا على Mauna Kea.
"لقد أكدنا بلا أدنى شك أن الغبار لا ينام أبدًا!" يسخر Inseok Song من مرصد Gemini ، وهو أحد مؤلفي الورقة البحثية. "يجب أن يكون هذا الغبار موجودًا لمئات السنين فقط قبل أن يجتاحه النجم بسبب الجاذبية وتبخره بدرجات حرارة عالية في الغلاف الجوي للنجم. هناك شيء ما يحفظ هذا النجم مليئًا بالغبار حتى نتمكن من اكتشافه لفترة طويلة بعد موت النجم ".
قال مايكل جورا ، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، الذي قاد الجهود لنمذجة بيئة الغبار حول النجم: "هناك عدد قليل من السيناريوهات الثمينة التي يمكن أن تفسر الكثير من الغبار حول نجم قديم مثل هذا". "نقدر أن غاز GD 362 كان يبرد الآن لمدة تصل إلى خمسة مليارات سنة منذ اندلاع موت النجم ، وفي ذلك الوقت كان يجب التخلص من أي غبار بالكامل."
يشبه جورا القرص بالحلقات المألوفة لكوكب زحل ، ويعتقد أن الغبار حول GD 362 يمكن أن يكون نتيجة التدمير الحديث نسبيًا لـ "الجسم الأم" الكبير الذي اقترب كثيرًا من النجم الميت.
GD 362 هو نجم قزم أبيض. إنها تمثل الحالة النهائية للتطور النجمي لنجوم مثل الشمس ونجوم أكثر ضخامة مثل سلف هذا الشخص ، الذي كان لديه كتلة أصلية حوالي سبع مرات من الشمس. بعد الخضوع لردود فعل نووية لملايين السنين ، نفد وقود GD 362 الأساسي ولم يعد بإمكانه توليد حرارة كافية لموازنة الدفع الداخلي للجاذبية. بعد فترة قصيرة من عدم الاستقرار وفقدان الكتلة ، انهار النجم إلى جثة بيضاء ساخنة. وتبقى البقايا باردة ببطء على مدى مليارات السنين ، حيث يقوم عضو الموت برحلته البطيئة نحو النسيان.
بناءً على معدل التبريد ، يقدر الفلكيون أن ما بين ملياري إلى خمسة مليارات سنة مرت منذ وفاة GD 362.
قال عضو الفريق وعالم الفلك في جيميني جاي فاريهي: "هذا الإطار الزمني الطويل يفسر سبب عدم وجود أي علامة على وجود قذيفة من الغاز المتوهج تعرف باسم السديم الكوكبي من طرد المواد عندما مات النجم".
خلال انخفاضها النووي الحراري ، مرت GD 362 بفترة واسعة من فقدان الكتلة ، حيث انتقلت من كتلة تبلغ حوالي سبعة أضعاف كتلة الشمس إلى ظل كتلة شمسية أصغر لنفسها السابقة.
على الرغم من أن حوالي ربع جميع الأقزام البيضاء تحتوي على عناصر أكثر من الهيدروجين في غلافها الجوي ، إلا أنه من المعروف أن القزم الأبيض الآخر يحتوي على غبار. أما القزم الأبيض المغبر الآخر ، المسمى G29-38 ، فإن كثافة غباره أقل بحوالي 100 مرة من GD 362.
تم عمل ملاحظات الجوزاء باستخدام مطياف الأشعة تحت الحمراء MICHELLE على تلسكوب الجوزاء الشمالي في ماونا كيا ، هاواي.
وقالت أليسيا واينبرجر من معهد كارنيجي "هذه البيانات استثنائية". "كانت ملاحظة هذا النجم مثيرة! تمكنا من العثور على بقايا نظام كوكبي حول هذا النجم فقط بسبب حساسية الجوزاء الهائلة في منتصف الأشعة تحت الحمراء. عادة ما تحتاج إلى مركبة فضائية للقيام بذلك بشكل جيد ".
كانت ملاحظات Gemini منتصف الأشعة تحت الحمراء فريدة من نوعها في قدرتها على تأكيد خصائص الغبار المسؤول عن "الفائض تحت الأحمر" حول GD 362. مرفق التلسكوب بالأشعة تحت الحمراء التكميلية والملاحظات القريبة من الأشعة تحت الحمراء والورق من قبل فريق جامعة تكساس وفرض قيودًا رئيسية على البيئة المحيطة بالنجم.
يصف عالم الفلك في جامعة تكساس والمؤلف المشارك Ted von Hippel كيف تكمل ملاحظات منشأة تلسكوب الأشعة تحت الحمراء (IRTF) نتائج Gemini: "يستبعد طيف IRTF إمكانية أن يكون هذا النجم قزمًا بنيًا كمصدر" زيادة الأشعة تحت الحمراء قال فون هيبل. "إن الجمع بين مجموعتي البيانات يوفر حالة مقنعة لقرص الغبار حول GD 362."
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جامعة كاليفورنيا
