اكتشاف “النجم الثلاثي” يهز نظرية التطور النجمي

تقترح دراسة رائدة أجراها علماء في جامعة ليدز أن النجوم Be هي جزء من أنظمة نجمية ثلاثية، وليست أنظمة ثنائية كما كان يُعتقد سابقًا. يتحدى هذا الاكتشاف، المستمد من بيانات القمر الصناعي Gaia، النظريات التقليدية لتكوين النجوم ويمكن أن يؤثر على معرفتنا بالثقوب السوداء والنجوم النيوترونية والمزيد. موجات الجاذبية.

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

يشير البحث الذي أجراه طالب الدكتوراه جوناثان دود والبروفيسور رينيه أودماير من كلية الفيزياء وعلم الفلك بالجامعة إلى أدلة جديدة مثيرة للاهتمام على أن نجوم Be الضخمة – التي يُعتقد حتى الآن أنها نجوم ثنائية بشكل أساسي – قد تكون في الواقع “ثلاثية”.

سيحدث هذا الاكتشاف الرائع ثورة في فهمنا للأجسام التي تعتبر “سرير اختبار” مهم لتطوير نظريات حول كيفية تشكل النجوم بشكل عام – مجموعة فرعية من النجوم B.

انطباع فني لنجم مع قرص حوله (نجم “مصاص دماء”؛ المقدمة) والنجم المرافق له مع إزالة أجزائه الخارجية (الخلفية). الائتمان: إسو/ل. بنطال

طبيعة النجوم

تكون النجوم محاطة بقرص مميز من الحلقات الشبيهة بالغاز قعد في نظامنا الشمسي الخاص. على الرغم من أن نجوم Be معروفة منذ حوالي 150 عامًا – 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.

وحتى الآن، فإن الإجماع بين علماء الفلك هو أن الأقراص تتشكل بسبب الدوران السريع لنجوم Be، وأنها يمكن أن تكون ناجمة عن تفاعل النجوم مع نجم آخر في نظام ثنائي.

انطباع الفنان عن نجم مصاص دماء (يسار) يسرق مادة من الضحية. الائتمان: إسو / م. كورنميسر/SE دي مينك

إظهار الأنظمة الثلاثية

المؤلف المقابل للبحث السيد . قال تود: “أفضل مرجع لذلك هو أنك إذا شاهدت حرب النجوم، فستجد أن لديهم كواكب ذات شمسين.”

ولكن الآن، ومن خلال تحليل البيانات الواردة من القمر الصناعي غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، وجد العلماء دليلاً على أن هذه النجوم موجودة بالفعل في ثلاثة أنظمة – ثلاثة أجسام تتفاعل بدلاً من اثنين.

السيد. وأضاف تود: “لقد رأينا النجوم تتحرك عبر سماء الليل على مدى فترات تصل إلى 10 سنوات وفترة قصيرة تصل إلى ستة أشهر. إذا تحرك نجم في خط مستقيم، فإننا نعلم أن هناك نجمًا واحدًا فقط، ولكن إذا كان هناك أكثر من نجم، فإننا نرى تمايلًا طفيفًا، أو في أحسن الأحوال، دوامة.

“لقد طبقنا هذا على مجموعتين من النجوم التي نراها – النجوم B والنجوم B – ومن المثير للارتباك أن النجوم B تبدو في البداية لديها عدد أقل من النجوم من النجوم B. وهذا أمر مثير للاهتمام لأننا نتوقع أن يكون لديهم نسبة أعلى.

ومع ذلك، قال الباحث الرئيسي البروفيسور أوتميجير: “ربما يكون السبب وراء عدم رؤيتنا لهم هو أنهم خافتون جدًا بحيث لا يمكن اكتشافهم الآن”.

نقل الكتلة

ثم نظر الباحثون إلى مجموعة بيانات مختلفة، بحثًا عن نجوم مرافقة أكثر بعدًا، ووجدوا أنه عند هذه المسافات الفاصلة الكبيرة، كانت نسبة النجوم المرافقة متشابهة جدًا بين النجوم B وBe.

ومن هذا، تمكنوا من استنتاج أنه في كثير من الحالات هناك نجم ثالث يتصرف، مما يجبر الرفيق على الاقتراب من نجم Be – قريب بما يكفي لنقل الكتلة من واحد إلى آخر وتشكيل قرص Be النجمي المميز. قد يفسر هذا أيضًا سبب عدم رؤيتنا لهؤلاء الأشخاص بعد الآن؛ بعد أن امتص نجم “مصاص الدماء” كتلتهم أصبحوا أصغر حجمًا وأكثر خفوتًا.

تأثير فلكي واسع

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

وقال البروفيسور أودمايجر: “توجد حاليا ثورة في الفيزياء حول موجات الجاذبية. لقد كنا نراقب موجات الجاذبية هذه منذ بضع سنوات فقط، وتم اكتشاف أنها ناجمة عن اندماج الثقوب السوداء.

“نحن نعلم أن هذه الأجسام الغامضة – الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية – موجودة، لكننا لا نعرف سوى القليل عن النجوم التي تشكلها. توفر النتائج التي توصلنا إليها أدلة لفهم مصادر موجات الجاذبية هذه.”

وأضاف: “على مدى العقد الماضي أو نحو ذلك، اكتشف علماء الفلك أن الثنائية عنصر مهم للغاية في تطور النجوم. نحن الآن نتحرك أكثر نحو فكرة أن نكون أكثر تعقيدًا ونفكر في ثلاث نجوم.

وقال أودمايجر: “في الواقع، أصبح التوائم الثلاثة هم الثنائيات الجديدة”.

ملحوظة: “يُسلِّم تكشف الفروق بين ثنائيات النجوم B وBe بأحجام أصغر: جوناثان إم تود، ورينيه دي أودماير، وإسحاق سي رادلي، وميغيل فيوك، وأبيجيل جيه فروست، 12 أكتوبر 2023، “دليل على النقل الجماعي الذي يسبب حدث Be”. الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
دوى: 10.1093/mnras/stad3105

طالب الدكتوراه إسحاق رادلي من جامعة ليدز واثنين من الأكاديميين السابقين في ليدز، د. ميغيل فيوك والدكتور في الدول الأوروبية. جنبا إلى جنب مع أبيجيل فروست، طالب دكتوراه من ليدز السيد. تود والبروفيسور Oudmaijer وراء هذا الاكتشاف. المرصد الجنوبي في تشيلي. حصل الفريق على تمويل من مجلس مرافق العلوم والتكنولوجيا (STFC).