اكتشاف “النجم الثلاثي” يهز نظريات التطور النجمي

تقترح دراسة رائدة أجراها علماء جامعة ليدز أن النجوم Be هي جزء من أنظمة نجمية ثلاثية، وليست أنظمة ثنائية كما كان يُعتقد سابقًا. تتحدى هذه النتيجة، المستمدة من بيانات القمر الصناعي Gaia، نظريات تكوين النجوم التقليدية ويمكن أن تؤثر على معرفتنا بالثقوب السوداء والنجوم النيوترونية والنجوم النيوترونية. موجات الجاذبية.

يمكن لاكتشاف جديد رائد لعلماء جامعة ليدز أن يغير الطريقة التي يفهم بها علماء الفلك بعضًا من أكبر النجوم وأكثرها شيوعًا في الكون.

تشير الأبحاث التي أجراها طالب الدكتوراه جوناثان دود والبروفيسور رينيه أودماير، من كلية الفيزياء وعلم الفلك بالجامعة، إلى أدلة جديدة مثيرة للاهتمام على أن نجوم Be الضخمة – التي كان يُعتقد حتى الآن أنها موجودة في نجوم مزدوجة – يمكن أن تكون في الواقع “ثلاثية”.

يمكن لهذا الاكتشاف الرائع أن يحدث ثورة في فهمنا للأجسام – وهي مجموعة فرعية من النجوم B – والتي تعتبر “سرير اختبار” مهم لتطوير النظريات حول كيفية تطور النجوم بشكل عام.

طبيعة كن نجوما

تكون النجوم محاطة بقرص مميز مصنوع من الغاز – يشبه حلقات زحل في نظامنا الشمسي الخاص. على الرغم من أن نجوم Be معروفة منذ حوالي 150 عامًا – بعد أن تم التعرف عليها لأول مرة من قبل عالم الفلك الإيطالي الشهير أنجيلو سيتشي في عام 1866 – إلا أنه حتى الآن لم يعرف أحد كيف تشكلت.

الإجماع بين علماء الفلك حتى الآن يقول إن الأقراص تتشكل بسبب الدوران السريع لنجوم Be، وهذا في حد ذاته يمكن أن يكون ناجمًا عن تفاعل النجوم مع نجم آخر في نظام ثنائي.

الكشف عن الأنظمة الثلاثية

وقال السيد دود، مؤلف البحث: “إن أفضل نقطة مرجعية لذلك هي إذا كنت قد شاهدت حرب النجوم، فهناك كواكب لها شمسان”.

ولكن الآن، من خلال تحليل البيانات الواردة من القمر الصناعي غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، يقول العلماء إنهم وجدوا دليلاً على أن هذه النجوم موجودة بالفعل في أنظمة ثلاثية – مع تفاعل ثلاثة أجسام بدلاً من اثنين فقط.

وأضاف السيد دود: “لقد لاحظنا الطريقة التي تتحرك بها النجوم عبر سماء الليل، على مدى فترات أطول مثل 10 سنوات، وفترات أقصر تبلغ حوالي ستة أشهر. إذا تحرك نجم في خط مستقيم، فإننا نعلم أن هناك نجمًا واحدًا فقط، ولكن إذا كان هناك أكثر من نجم واحد، فسنرى تمايلًا طفيفًا، أو في أفضل الأحوال، دوامة.

“لقد طبقنا هذا على مجموعتي النجوم التي ننظر إليها – نجوم B ونجوم Be – وما وجدناه، بشكل مربك، هو أنه في البداية يبدو أن نجوم Be لديها معدل رفقاء أقل من نجوم B. النجوم. وهذا أمر مثير للاهتمام لأننا نتوقع منهم أن يحصلوا على معدل أعلى.

ومع ذلك، قال الباحث الرئيسي البروفيسور أودماير: “حقيقة أننا لا نراهم قد تكون لأنها أصبحت الآن خافتة للغاية بحيث لا يمكن اكتشافها”.

نقل الكتلة

ثم نظر الباحثون إلى مجموعة مختلفة من البيانات، بحثًا عن النجوم المرافقة البعيدة، ووجدوا أنه عند هذه المسافات الفاصلة الأكبر، يكون معدل النجوم المرافقة مشابهًا جدًا بين النجوم B وBe.

من هذا، تمكنوا من استنتاج أنه في كثير من الحالات يأتي نجم ثالث، مما يجبر الرفيق على الاقتراب من نجم Be – قريب بدرجة كافية بحيث يمكن نقل الكتلة من نجم إلى آخر وتشكيل قرص Be النجمي المميز. وهذا يمكن أن يفسر أيضًا سبب عدم رؤيتنا لهؤلاء الصحابة بعد الآن؛ لقد أصبحت صغيرة جدًا وباهتة بحيث لا يمكن اكتشافها بعد أن امتص نجم Be “مصاص الدماء” الكثير من كتلتها.

تأثير فلكي أوسع

يمكن أن يكون لهذا الاكتشاف تأثيرات هائلة على مجالات أخرى من علم الفلك، بما في ذلك فهمنا للثقوب السوداء والنجوم النيوترونية ومصادر موجات الجاذبية.

وقال البروفيسور أودمايجر: “هناك ثورة تحدث في الفيزياء في الوقت الحالي حول موجات الجاذبية. لقد كنا نرصد موجات الجاذبية هذه منذ بضع سنوات فقط، وقد وجد أنها ناجمة عن اندماج الثقوب السوداء.

“نحن نعلم أن هذه الأجسام الغامضة – الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية – موجودة، لكننا لا نعرف الكثير عن النجوم التي ستصبح عليها. توفر النتائج التي توصلنا إليها دليلاً لفهم مصادر موجات الجاذبية هذه.

وأضاف: “على مدى العقد الماضي أو نحو ذلك، وجد علماء الفلك أن الثنائية عنصر مهم للغاية في تطور النجوم. نحن نتحرك الآن أكثر نحو فكرة أن الأمر أكثر تعقيدًا من ذلك، وأنه يجب أخذ النجوم الثلاثية بعين الاعتبار.

وقال أودمايجر: “في الواقع، أصبحت الثلاثيات هي الثنائيات الجديدة”.

مرجع: “غايا يكشف الاختلاف في ثنائية النجوم B وBe على نطاقات صغيرة: دليل على النقل الجماعي الذي يسبب ظاهرة Be” بقلم جوناثان إم دود، ورينيه دي أودمايجر، وإسحاق سي رادلي، وميغيل فيوك، وأبيجيل جيه فروست، 12 أكتوبر 2023، الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
دوى: 10.1093/mnras/stad3105

يضم الفريق الذي يقف وراء هذا الاكتشاف طالب الدكتوراه السيد دود والبروفيسور أودماير من ليدز، إلى جانب طالب الدكتوراه بجامعة ليدز إسحاق رادلي واثنين من أكاديميي ليدز السابقين الدكتور ميغيل فيوك من مرصد ALMA في تشيلي والدكتورة أبيجيل فروست من المرصد الأوروبي. المرصد الجنوبي في تشيلي. حصل الفريق على تمويل من مجلس مرافق العلوم والتكنولوجيا (STFC).