دراسة جديدة بينت كيف تتفاوت أشكال السدم من الأشكال الحلزونية إلى أشكال الفراشة
مجموعة متنوعة من الأشكال والألوان التي تعرضها هذه الجواهر السماوية أذهلت المراقبين على حد سواء بحيث تشكّل هذه الانفجارات الرائعة للغاز والغبار من النجوم ذات الكتلة المنخفضة أشكالًا مثل اللوالب والورود والفراشات وحتى العيون الكونية. الآن ، نظر فريق من المراقبين في المرحلة المبكرة في التطور النجمي لشرح كيفية ظهور هذه الأشكال.
خطوة إلى الخلف ، خطوتين إلى الأمام:
لقد عرف علماء الفلك منذ فترة طويلة أن السدم الكوكبية تظهر في الأيام المحتضرة للنجوم الأقل كتلة – بما في ذلك الشمس يومًا ما. تخلصت هذه النجوم من طبقاتها الخارجية، الأمر الذي بدوره يشكل العروض المذهلة التي نراها من الأرض ، حتى عندما تنهار النوى النجمية إلى أقزام بيضاء.
لكن الأمر الذي كافح علماء الفلك لفهمه هو كيف تصنع الرياح المتناظرة المفترضة التي تنطلق من النجوم القديمة مثل هذه الأشكال الجميلة غير المتماثلة.
تضمنت بعض الأفكار تأثيرات رفقاء النجوم ، على الرغم من أن الأبحاث الحديثة أظهرت أنه حتى الكواكب العملاقة يمكن أن تؤثر على الرياح التي تطردها النجوم مثل الشمس.
لفهم تطور السدم الكوكبية ، ذهب Leen Decin (جامعة KU Leuven ، بلجيكا) وزملاؤه خطوة إلى الوراء في التطور النجمي ، إلى النجوم المتقاربة العملاقة (AGB) بحيث يمكن لهذه العمالقة الحمراء الرائعة أن تتوسع إلى حجم مدار الأرض ، وتسطع آلاف المرات أكثر من الشمس. ومع ذلك ، فإن الوقود ينفد منهم ، وقد تحول إلى صهر الكربون في لبهم. (في وقت لاحق من حياتهم ، يمكن أن تظهر نجوم AGB كنجوم الكربون الأحمر الياقوتي.)
تفقد نجوم AGB ما يصل إلى 0.01٪ من كتلة الشمس كل عام ، وتبدأ عملية تجريد الطبقات الخارجية للنجوم لكن المعدلات المرتفعة لفقدان الكتلة حجبت أيضًا ما يحدث بالقرب من النجم.
مرحلة AGB قصيرة العمر ، وقد أدى ذلك أيضًا إلى تعقيد فهمنا للمراحل النهائية لتطور النجوم ذات الكتلة المنخفضة. اعتمادًا على كتلتها الفردية ، فإن نجوم AGB على بعد 100000 إلى 20 مليون سنة فقط من أن تصبح سدمًا كوكبية.
تستغرق عملية صنع السديم الكوكبي بضعة آلاف من السنين ، وهي طرفة عين فلكية ، ولا يدوم السديم نفسه سوى 20 ألف سنة أخرى قبل أن يتشتت في الفضاء بين النجوم.
أفاد الباحثون في 18 سبتمبر أنه لا يوجد أي من نجوم AGB الـ 12 لديه رياح متماثلة. كل منهم لديه شكل من أشكال الأقواس أو الأصداف ، وبعضها يعرض أنواعًا من الأشكال الحلزونية أو ثنائية القطب أو الشبيهة بالعين التي تمتلكها السدم الكوكبية.
يقول المؤلف المشارك ميغيل مونتارجيس (أيضًا في جامعة لوفين): “كل نجم ، الذي كان مجرد رقم من قبل ، أصبح فردًا بمفرده”. الآن ، بالنسبة لنا ، لديهم هويتهم الخاصة، لذا هذا هو سحر الحصول على ملاحظات عالية الدقة: لم تعد النجوم مجرد نقاط بعد الآن “.
تظهر الدراسات التي أجريت على مجموعات كبيرة من النجوم أن نجوم AGB ، في المتوسط ، لها رفيق واحد على الأقل يزيد كتلته عن خمسة أضعاف كتلة المشتري. سواء كان هؤلاء الرفاق نجومًا أو كواكب عملاقة ، فمن المحتمل أن يؤثروا على الأشكال المتطورة للرياح النجمية.
تعد سرعة الرياح أيضًا أمرًا أساسيًا ، لأنه كلما فقد النجم المزيد من الكتلة ، ستتسع مدارات رفاقه.
استنادًا إلى ملاحظات ALMA ، طور الباحثون معادلة تتنبأ بما إذا كان النجم سوف ينفخ رياحه بشكل أساسي على طول أقطابها – وهي بنية وجدت للنجوم ذات الرياح الخفيفة – أو ما إذا كانت الرياح ستأخذ شكلًا حلزونيًا على طول خط الاستواء ، توجد في كثير من الأحيان للرياح القوية والأصحاب البعيدين.
يقول Morgan MacLeod (مركز الفيزياء الفلكية بجامعة هارفارد وسميثسونيان) ، الذي لم يشارك في البحث: “هذه نتيجة رائعة ورائدة من حيث أنها تخلق ارتباطًا قويًا تم التكهن به منذ فترة طويلة”.
“توفر هذه النتيجة درجة ثورية من الأدلة على فكرة أن تعدد النجوم هو المفتاح في كيفية فقدان النجوم المتطورة لطبقاتها الخارجية.”
مستقبل الشمس
ماذا يعني كل هذا بالنسبة للشمس؟ ذات يوم ، بعد حوالي 7 مليارات سنة من الآن ، ستصبح شمسنا أيضًا قزمًا أبيض محاطًا بسديم كوكبي جميل. استنادًا إلى النتائج التي توصلوا إليها ، يتكهن ديسين بأن كوكب المشتري أو حتى زحل ضخم بما يكفي للعب دور في تحديد شكل هذا السديم. وتقول: “تشير حساباتنا الآن إلى أن دوامة ضعيفة سوف تتشكل في الرياح النجمية للشمس المحتضرة”.
