سرّ نجم عمره أطول من عمر الكون

الأقزام البيضاء ذات الكتلة الضئيلة جدا تتكون بالفعل ضمن نطاق عمر الكون إذا كان لها رفيق يسحب من كتلتها.

تصميم لأحد الأنظمة الثنائية وفيها يسحب النجم من كتلة القزم الأبيض (إم. فايس – مركز الفيزياء الفلكية- هارفارد _whitedwarf
تصميم لأحد الأنظمة الثنائية يسحب فيها النجم من كتلة القزم الأبيض (إم. فايس-مركز الفيزياء الفلكية- هارفارد وسميثسونيان)

تمكن فريق بحثي بقيادة كريم البدري، الطالب في مرحلة ما بعد الدكتوراة من أصول مصرية، في جامعة هارفارد (Harvard University)، من اكتشاف وجود نظام نجمي ثنائي نادر جدا، مثّل الحل لمشكلة عمرها بضعة عقود في نطاق الفيزياء الفلكية.

وتتكون الأنظمة النجمية الثنائية من نجمين يدوران حول بعضهما، وهي شائعة في مجرّتنا، وتمثل نحو 40% من النجوم التي نراها في السماء، ولأنها بعيدة جدا فإننا نراها كأنها نجم واحد.

نجم مستحيل

ولكن هذا النجم الثنائي الذي وجده البدري وفريقه هو حالة خاصة لا شك في ذلك، وفيها يدور نجم يسمى "قزمًا أبيض ذا كتلة ضئيلة جدا" مع نجم آخر.

وفي بداية حياتها، تكون النجوم ضخمة كالشمس، لكنها في نهاية أعمارها تنفض أغلفتها الخارجية تاركة في المركز قزما أبيض بكتلة تساوي نحو ثلث كتلة الشمس.

إلا أن هذه الفئة تحديدا من الأقزام البيضاء، التي تسمى الأقزام البيضاء ذات الكتلة الضئيلة جدًّا (extremely low mass white dwarf) وتدعى اختصارا (ELM)، تكون أقل في الكتلة من النجوم البيضاء المعتادة، وتشير الحسابات الفلكية إلى أن تكوين نجم بهذه الكتلة الضئيلة جدا يحتاج من الوقت ما هو أكبر من عمر الكون نفسه، أي أكبر من نحو 13.8 مليار سنة، ورغم ذلك فنحن بالفعل نرصد هذه النجوم في السماء.

بعض الأقزام البيضاء تكون صغيرة في الحجم جدا بحيث تشبه الأرض (سبيس تليسكوب)

حل ذكي

قبل بضعة عقود، ظهرت فرضية تقول إن هناك حلا لتلك المشكلة، وهو أن توجد تلك النوعية من "الأقزام البيضاء" في أنظمة ثنائية، إذا اجتمعت مع نجم آخر فإن هذا النجم الآخر يسحب من كتلتها مع الزمن بمعدل أسرع مما تتوقعه الحسابات الفلكية، ومن ثم يمكن أن توجد بهذا القدر الضئيل جدا من الكتلة خلال عمر الكون.

ولتأكيد هذه الفرضية، لجأ البدري ورفاقه إلى بيانات جديدة من "غايا" (Gaia)، المرصد الفضائي الذي أطلقته وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، وماسح "زويكي" (Zwicky) الفلكي في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (CalTech)، وقلّص هذا الفريق مليار نجم محتمل إلى 50 مرشحا.

وحسب الدراسة -التي نشرت في "النشرة الشهرية للجمعية الملكية للفلك" (مانثلي نوتيسز أوف ذا رويال أسترونوميكال سويسيتي) (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)، وأعلنتها جامعة هارفارد في بيان رسمي يوم الأول من ديسمبر/كانون الأول الجاري- فإن من ضمن هذه المجموعة من النجوم وجد الفريق البحثي 21 نجما ثنائيا قارب فيها القزم الأبيض بالفعل على بلوغ مرحلة الكتلة الضئيلة جدا.

ويعني ذلك رصدا مباشرا لمرحلة انتقالية تؤكد أن الأقزام البيضاء ذات الكتلة الضئيلة جدا تتكون بالفعل ضمن نطاق عمر الكون إذا كان لها رفيق يسحب من كتلتها.

المصدر : مواقع إلكترونية