الملخص:
من خلال إعادة تحليل البيانات التي جمعها تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا منذ أكثر من عقدين من الزمن، اكتشف علماء الفلك دليلًا مهمًا قد يحل لغزًا طويل الأمد. أظهرت دراسة جديدة نشرت في مجلة "Nature Astronomy" أنه قد يكون هناك "كوكب من الجيل الثاني" بالقرب من القزم الأبيض HS 0209+0832. قد لا يكون هذا الكوكب قد ولد في نفس الوقت الذي ولد فيه النجم، ولكنه يتكون من إعادة دمج المواد المقذوفة بعد موت النجم.
الأقزام البيضاء هي النوى الساخنة التي تُركت بعد أن استنفدت النجوم ذات الكتلة المنخفضة وقودها النووي. عندما يصل النجم إلى نهاية حياته، فإنه يقذف طبقاته الخارجية من الغاز والغبار إلى الفضاء. ويعتقد الباحثون أن ما يسمى بكواكب الجيل الثاني تشكلت باستخدام المواد التي خلفتها هذه النجوم الميتة، ولها أصول مختلفة تماما عن كواكب الجيل الأول التي تدور حول الشمس مثل الأرض.
وقال جيمي ويليامز، المؤلف الأول للدراسة وطالب الدكتوراه في جامعة وارويك في المملكة المتحدة، إن هذا الاكتشاف يعني ضمنا أن مرحلة القزم الأبيض ليست نهاية قصة النجوم وأنظمتها الكوكبية. قد يكون نظام الكواكب الذي يعرفه البشر مجرد الفصل الأول في تاريخ تطوري طويل، وبعد موت النجم، قد تظهر أجرام سماوية جديدة تمامًا، مما يجلب اتجاهات جديدة ومثيرة للبحث المستقبلي.
جاء هذا الاختراق من إشارة كيميائية غير عادية مخبأة في بيانات الرصد القديمة. في عام 1999، رصد تلسكوب هابل نظام HS 0209+0832 وسجل حوالي 100 ميزة طيفية لم يكن من الممكن تحديدها في ذلك الوقت. وبعد سنوات، أعاد ويليامز فحص البيانات الأرشيفية وقارنها بقاعدة بيانات محدثة للأطياف الذرية، واكتشف في النهاية أن العديد من الإشارات غير المعروفة تتوافق مع عنصر النيوبيوم.
يتواجد عنصر النيوبيوم أيضًا في النظام الشمسي، ويستخدم أيضًا على نطاق واسع على الأرض في مجالات مثل المجوهرات والتصوير الطبي. ومع ذلك، وجد الباحثون أن وفرة النيوبيوم حول HS 0209+0832 فاقت التوقعات بكثير. ولا يبدو أن مصدرها هو المادة الأصلية التي بقيت عند ولادة النجم، ولكن من المرجح أن يأتي من نواتج الثوران أثناء موت النجم.
أوضح نيكولاس ستون، عالم الفيزياء الفلكية النظرية بجامعة ويسكونسن ماديسون، أن بعض العناصر الأثقل من الحديد، بما في ذلك النيوبيوم، لها أهمية خاصة. على عكس العديد من العناصر المشتركة، لا يتم إنتاج هذه العناصر الثقيلة من خلال الاندماج النووي العادي داخل النجوم، ولكنها تتشكل لفترة وجيزة في البيئات القاسية التي تحدث في نهاية حياة النجم. إن مجرد وجود النيوبيوم هو علامة واضحة على عملية موت النجم.
ويتوقع فريق البحث أنه عندما يموت النجم، فإن المواد الثقيلة الغنية بالعناصر التي يتم التخلص منها تدخل الفضاء المحيط به، والتي يتجمع جزء منها لاحقًا ويشكل في النهاية كوكبًا غازيًا عملاقًا، بينما تتبدد معظم المواد المتبقية تدريجيًا. بمعنى آخر، من المحتمل أن الكوكب المشتبه به وُلد بعد موت النجم.
عندما أكد الفريق أن النيوبيوم كان موجودًا بالفعل في البيانات، أصبح اللغز بأكمله فجأة متماسكًا، كما قال المؤلف المشارك في الدراسة بوريس غانسيك، عالم الفلك في جامعة وارويك. لم يتم العثور على مثل هذا التوقيع من النيوبيوم في أي نجم قزم أبيض تمت دراسته من قبل.
وجد الباحثون أيضًا أدلة إضافية من البيانات الواردة من مهمة مستكشف الأشعة فوق البنفسجية البعيدة (FUSE) المتقاعدة التابعة لناسا. تُظهر ملاحظات FUSE أيضًا وجود إشارة واضحة لعنصر النيوبيوم في نظام HS 0209+0832.
في الوقت نفسه، قدم القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) التابع لناسا دليلًا رئيسيًا آخر. راقب TESS النجم القزم الأبيض لمدة أربعة أشهر متتالية ووجد تغيرات دورية في سطوعه. ويشير هذا التغيير إلى أن الكوكب قد يدور حول النجم القزم الأبيض على مسافة مدارية تبلغ حوالي 6 ملايين كيلومتر فقط، وهي أقرب بكثير من المسافة بين عطارد والشمس.
وفقًا للتكهنات الحالية، فإن هذا الجسم المرشح هو كوكب غازي عملاق قريب من حجم المشتري، لكنه قد يفقد غلافه الجوي بسرعة.
نظرًا لوقت تكوين هذا القزم الأبيض القصير نسبيًا، فإنه لا يزال يحتفظ بدرجة حرارة عالية للغاية. ويعتقد الباحثون أن الإشعاع المكثف يزيل المواد الجوية من الكواكب المجاورة. قد يشكل الغاز المتسرب بنية مشابهة لذيل المذنب، وفي النهاية يشكل قرصًا على شكل حلقة من المواد حول القزم الأبيض.
سيسقط بعد ذلك جزء من المادة المجردة مرة أخرى على سطح القزم الأبيض، وهو ما قد يكون سببًا مهمًا وراء اكتشاف تلسكوب هابل لكمية كبيرة من النيوبيوم في ملاحظاته.
ومع ذلك، يعتقد ويليامز أنه في حالة وجود كوكب الجيل الثاني هذا، فمن المحتمل أن يظل على قيد الحياة لفترة طويلة. وبمرور الوقت، سوف يبرد القزم الأبيض تدريجيًا ويدخل في حالة مستقرة نسبيًا. وبحلول ذلك الوقت، قد يظل الكوكب في منطقة صالحة للسكن مستقرة لملايين السنين.
ومع ذلك، لا يزال هناك العديد من الألغاز التي لم يتم حلها والتي تحيط بكواكب الجيل الثاني. ولا يزال العلماء لا يعرفون بالضبط كيف تتشكل مثل هذه الكواكب، وما إذا كانت ظاهرة شائعة أم استثناء نادر للغاية، كما أنهم لا يعرفون نوع التطور الذي ستخضع له أثناء دورانها حول "نجم ميت".
في السنوات القليلة المقبلة، يخطط فريق البحث لمواصلة استخدام تلسكوب هابل الفضائي لإجراء عمليات رصد للمتابعة، على أمل جمع المزيد من الأدلة لرسم صورة كاملة لهذه المجموعة الكوكبية الجديدة المحتملة.
وقال الباحثون إن النتائج تظهر مرة أخرى أن الاكتشاف العلمي لا يتبع طريقا مستقيما. غالبًا ما تأتي العديد من الإنجازات الكبرى من إعادة فحص البيانات القديمة وتصادم الأفكار بين الباحثين في مجالات مختلفة. قد تفتح "إعادة فحص الحالة الباردة" هذه لنجم قزم أبيض الباب لفهم آلية جديدة لولادة الكواكب.
التعليقات