ما الذي يجعل هذا القزم الأبيض منخفض الكتلة `` مستحيلًا '' رؤيته؟

صورة فنان لقزم أبيض يمر أمام قزم أحمر. عندما يمر القزم الأبيض أمام رفيقه الأكبر ، ينحني ويضخم ضوء نجمة الخلفية.

صورة فنان لقزم أبيض يمر أمام قزم أحمر. عندما يمر القزم الأبيض أمام رفيقه الأكبر ، فإنه ينحني ويكبر ضوء نجم الخلفية. (رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech)



اكتشف العلماء نجمًا قزمًا أبيض غريبًا بشكل لا يصدق ، 'مستحيل' في اكتشاف يشير إلى أن هذه الأشياء أكثر شيوعًا مما كان متوقعًا - أو أن شيئًا غريبًا يحدث.



الأقزام البيضاء هي نوى نجمية خلفتها نجوم مثل شمسنا. مع نفاد وقود هذه النجوم ، فإنها تتخلص من طبقاتها الخارجية وتترك وراءها نواة تبرد على مدى مليارات السنين. تعتمد كتلة القزم الأبيض على كتلة النجم الأصلي ، والذي بدوره يعكس عمره.

تعني هذه العلاقات أنه يمكن للباحثين استخدام كتلة القزم الأبيض لحساب عمره. وعلى مدى العقد الماضي ، اكتشف علماء الفلك حوالي 100 من الأقزام البيضاء بكتلات منخفضة للغاية بحيث تبدو أقدم من الكون البالغ من العمر 14.8 مليار عام.



متعلق ب: كيف تتحقق من أنواع النجوم بصرف النظر (إنفوجرافيك)

حتى الآن ، عالج علماء الفلك هذا اللغز من خلال ملاحظة أن جميع هذه الأجسام تقريبًا تحدث مع نجم مصاحب يمكن أن يسحب بعضًا من كتلة القزم الأبيض ، مما يجعله يبدو أقدم مما هو عليه في الواقع. لكن حفنة صغيرة جدًا من هذه الأقزام البيضاء ذات الكتلة المنخفضة للغاية ليس لديها رفقاء يلومونهم على تغيير كتلتها ، مما يثير التساؤل حول كيفية وجود هذه الأشياء.

في بحث جديد ، وصف العلماء العثور على قزم أبيض منخفض الكتلة للغاية وله رفيق ، لكن هذا النجم بعيد بما يكفي بحيث لا يمكنه سرقة كتلة القزم الأبيض. نظرًا لأن احتمالات اكتشاف مثل هذا الزوج مع الأدوات التي استخدمها العلماء منخفضة جدًا ، فقد يعني الاكتشاف أن الأقزام البيضاء `` المستحيلة '' أصبحت أكثر شيوعًا مما كان يتصور سابقًا.



قال كينتو ماسودا ، المؤلف الرئيسي في ورقة جديدة تصف البحث وعالم الفلك في جامعة برينستون ، لموقع ProfoundSpace.org: `` تشير هذه النتيجة إلى أن هناك شيئًا مفقودًا في فهمنا الحالي لتكوين القزم الأبيض منخفض الكتلة و / أو التفاعلات الثنائية. البريد الإلكتروني.

لغز القزم الأبيض

استخدم ماسودا وزملاؤه البيانات التي جمعتها أداة ناسا الشهيرة لصيد الكواكب ، و تلسكوب كبلر الفضائي . وجد العلماء الآلاف من الكواكب والكواكب الخارجية المرشحة في البيانات التي جمعها كيبلر خلال مهمته الأولية الممتدة التي استمرت تسع سنوات. يكتشف الجهاز الكواكب في شكل انخفاضات إيقاعية في سطوع النجم. يحدث التعتيم بسبب انزلاق الكوكب بين النجم وكبلر ، والذي يُطلق عليه اسم العبور.

لكن التلسكوب الفضائي أنتج أيضًا ثروة من الاكتشافات الفلكية. في العام الماضي ، لاحظ ماسودا وزملاؤه أن النجم G-type KIC 8145411 يضيء بانتظام ، وهو انعكاس غير معتاد لحالات العبور. إذا اصطف زوج من النجوم التي تدور في مدار مع الأرض ، فسيتغير ضوءها مع مرور أحد النجوم أمام الآخر. عادة ما يخفت الضوء ، لأن الضوء الكلي من النظام ينخفض ​​بينما يختفي نجم واحد في الجانب الخلفي.



ومع ذلك ، إذا كان أحد النجوم مضغوطًا بدرجة كافية ، مثل قزم أبيض ، فيمكنه أن يحني ضوء النجم المرافق له عندما يمر أمامه ، تعمل كعدسة لتكبير سطح النجم الأقل كثافة . هذه الظاهرة ، التي يطلق عليها اسم العدسة الدقيقة الذاتية عندما تحدث في ثنائي ، من شأنها أن تؤدي إلى نبضات من السطوع.

تم توقع أنظمة العدسة الذاتية لبعض الوقت ، لكن العلماء لم يتمكنوا من تحديد مثل هذا الزوج حتى يتمكن كبلر من دراسة آلاف الأنظمة النجمية في وقت واحد مع مرور الوقت. ال أول نظام من هذا القبيل تم اكتشافه في عام 2014 ؛ منذ ذلك الحين ، تم العثور على أربعة آخرين ، بما في ذلك KIC 8145411.

لكن المفاجأة الحقيقية جاءت عندما قام ماسودا وزملاؤه بتحويل تلسكوب سوبارو في هاواي والتلسكوب البالغ طوله 1.5 متر في مرصد فريد لورانس ويبل في أريزونا على النظام الجديد.

كشفت ملاحظات المتابعة أن القزم الأبيض كان يمثل حوالي خمس كتلة شمسنا ، ضمن فئة الأقزام البيضاء منخفضة الكتلة للغاية. ولكن لدهشة العلماء ، كان النجم المرافق يدور حول القزم الأبيض بعيدًا جدًا عن القزم الأبيض ليتمكن من التخلص من كتلته. خلص العلماء إلى أن شيئًا آخر يجب أن يكون مسؤولاً عن مثل هذا العمر المنخفض الظاهر للقزم الأبيض.

التطور الكبير

وأضافوا أنه من المحتمل أن القزم الأبيض ليس قزمًا أبيض بعد كل شيء. كان العلماء قادرين فقط على تحديد كتلة الجسم وأنها صغيرة نسبيًا ؛ الفريق ليس لديه تقدير حجم ثابت. يعني عدم اليقين هذا أن الكائن الذي يظهر في عدسة النجم يمكن أن يكون في الواقع ثقبًا أسود أكثر كثافة أو النجم النيوتروني يحزم نفس الكتلة في مساحة أقل. ومع ذلك ، هناك حجتان ضد أصل أكثر غرابة للكائن الصغير.

أولاً ، الأقزام البيضاء أكثر شيوعًا بكثير من الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية ، مما يجعلها أكثر احتمالية من الناحية الإحصائية لتكون الرفيق الغامض. وقال ماسودا إن الأمر الأكثر إثارة للقلق هو أن علماء الفيزياء الفلكية ليس لديهم تفسير جيد لكيفية تشكل مثل هذا النجم النيوتروني منخفض الكتلة أو الثقب الأسود ، ولم يرصدوا أي أمثلة صغيرة أيضًا ، على عكس الأقزام البيضاء منخفضة الكتلة للغاية.

وقال: 'أعترف أن هذه الحجة قد لا تكون مقنعة تمامًا ، بالنظر إلى أنه ليس لدينا تفسير جيد لكيفية تشكل هذا القزم الأبيض على أي حال'.

إذا كان KIC 8145411 يدور حول قزم أبيض ، فقد يدفع علماء الفلك إلى إلقاء نظرة أخرى على ما نعتقد أننا نعرفه عن كيفية تشكل الأقزام البيضاء وكيفية تفاعلها مع رفاقها.

قال ماسودا: 'لا يمكن لتطور النجم الواحد أن يفسر مثل هذا القزم الأبيض [منخفض الكتلة للغاية] ، لذلك يُفترض أن التفاعلات مع ثنائي قريب تلعب دورًا مهمًا'. لكن مرة أخرى ، فشل سيناريو التفاعل الثنائي هذا في شرح المدار الملحوظ لنظام KIC 8145411 ، لأن المدار ليس قريبًا جدًا كما هو مطلوب حتى يعمل هذا السيناريو. لذا يجب تعديل بعض أجزاء هذه القصة - على الرغم من أننا لا نعرف حتى الآن أي جزء منها.

قال ماسودا إنه يخطط هو وزملاؤه لمواصلة البحث عن أقزام بيضاء صغيرة في ثنائيات مماثلة لمعرفة المزيد عن خصائصهم.

قال ماسودا: 'آمل أن يساعدونا في حل اللغز الذي قدمه نظام KIC 8145411 ، ويؤدي إلى فهم أشمل للأقزام البيضاء في الثنائيات'.

تم وصف البحث في ورقة نُشر في 5 أغسطس في مجلة The Astrophysical Journal Letters.

اتبع نولا على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك وعلى Twitter في تضمين التغريدة . تابعنا على تويتر تضمين التغريدة و على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك .

كل شيء عن عطلة الفضاء 2019

بحاجة الى مزيد من المساحة؟ اشترك في مجلة أختنا 'كل شيء عن الفضاء' للحصول على آخر الأخبار الرائعة من الحدود النهائية! (رصيد الصورة: كل شيء عن الفضاء)