حقوق الصورة: ESO
اكتشف علماء الفلك زوجًا من النجوم القزمة البيضاء تدور حول بعضها البعض على مسافة 80000 كيلومتر فقط (1/5 المسافة بين الأرض والقمر) - أقرب نظام ثنائي تم اكتشافه على الإطلاق. تم التحقيق في النظام ، المعروف باسم RX J0806.3 + 1527 ، مع التلسكوب الكبير جدًا للمرصد الجنوبي الأوروبي (VLT) ، ولاحظ المراقبون أن الجسم خافت مرة واحدة كل خمس دقائق مما يشير إلى نظام ثنائي.
مكنت الملاحظات التي تم إجراؤها بواسطة تلسكوب ESO الكبير جدًا (VLT) في تشيلي والتليسكوبيو ناسيونالي جاليليو (TNG) في جزر الكناري خلال العامين الماضيين مجموعة دولية من علماء الفلك [1] على كشف الطبيعة الحقيقية لنظام نجمي ثنائي استثنائي .
تم اكتشاف هذا النظام ، المسمى RX J0806.3 + 1527 ، لأول مرة كمصدر للأشعة السينية للسطوع المتغير - مرة واحدة كل خمس دقائق ، "يتم إيقاف تشغيله" للحظة قصيرة. أظهرت الملاحظات الجديدة بما لا يدع مجالا للشك أن هذه الفترة تعكس الحركة المدارية لنجمين "قزمين أبيضين" يدوران حول بعضهما البعض على مسافة 80000 كيلومتر فقط. كل نجم من النجوم كبير مثل الأرض وهذه أقصر فترة مدارية معروفة لأي نظام نجمي ثنائي.
يعرض طيف VLT خطوط الهليوم المتأين ، مما يشير إلى أن وجود منطقة شديدة الحرارة على أحد النجوم - "نقطة ساخنة" بدرجة حرارة تقارب. 250،000 درجة. النظام حاليًا في حالة تطورية عابرة نادرًا ما تتم رؤيتها.
نظام ثنائي ممتاز مذهل
سنة واحدة هي الوقت الذي تستغرقه الأرض لتحرك مرة واحدة حول الشمس ، نجمنا المركزي. قد يبدو هذا سريعًا جدًا عند قياسه على مقياس الكون ، لكن هذه حركة حلزون مقارنة بسرعة نجمين تم اكتشافهما مؤخرًا. تدور حول بعضها البعض أسرع 100000 مرة. تستغرق دورة واحدة كاملة 321 ثانية فقط ، أو أكثر بقليل من 5 دقائق! إنها أقصر فترة تمت ملاحظتها في نظام نجمي ثنائي.
هذا هو الاستنتاج المفاجئ الذي توصل إليه فريق دولي من علماء الفلك بقيادة GianLuca Israel من المرصد الفلكي في روما [1] ، واستناداً إلى الملاحظات التفصيلية للضوء الخافت من هذين النجمين مع بعض التلسكوبات الأكثر تقدمًا في العالم. يحمل النظام النجمي الثنائي الذي يحمل الرقم القياسي الاسم العادي RX J0806.3 + 1527 ويقع شمال خط الاستواء السماوي في برج السرطان (السرطان).
يجد العلماء أيضًا أن الشريكين في هذه الرقصة المحمومة على الأرجح نجم قزم أبيض محتضر ، محاصر في قبضة الجاذبية القوية لنجم آخر أثقل إلى حد ما من نفس النوع الغريب. يتم فصل النجمين بحجم الأرض بمقدار 80000 كيلومتر فقط ، أي أكثر بقليل من ضعف ارتفاع الأقمار الصناعية للبث التلفزيوني في مدار حول الأرض ، أو فقط خمس المسافة إلى القمر.
إن الحركة المدارية سريعة للغاية بالفعل - أكثر من 1000 كم / ثانية ، ويبدو أن النجم الأخف دائمًا يدير نصف الكرة الأرضية نفسه نحو رفيقه ، تمامًا مثل القمر في مداره حول الأرض. وبالتالي ، يقوم هذا النجم أيضًا باستدارة واحدة كاملة حول محوره في 5 دقائق فقط ، أي أن "يومه" هو بالضبط "عامه".
اكتشاف RX J0806.3 + 1527
الضوء المرئي المنبعث من هذا النظام غير المعتاد ضعيف جدًا ، لكنه يشع أشعة سينية قوية نسبيًا. وبسبب هذا الانبعاث تم اكتشافه لأول مرة كمصدر للأشعة السماوية من أصل غير معروف من قبل مرصد الفضاء ROSAT الألماني في عام 1994. وفي وقت لاحق وجد أنه مصدر متغير بشكل دوري [2]. مرة كل 5 دقائق ، يختفي إشعاع الأشعة السينية لبضع دقائق. تمت دراسته مؤخرًا بمزيد من التفصيل من قبل مرصد NASA Chandra.
تم تحديد موضع مصدر الأشعة السينية في السماء بدقة كافية للكشف عن جسم خافت للغاية ينبعث منه الضوء المرئي في نفس الاتجاه ، أضعف بمليون مرة من أضعف نجم يمكن رؤيته بالعين المجردة (V- حجم 21.1). تم تنفيذ ملاحظات المتابعة مع العديد من التلسكوبات ذات المستوى العالمي ، بما في ذلك تلسكوب ESO الكبير جدًا (VLT) في مرصد بارانال في تشيلي ، وأيضًا مرصد تليسكوبيو ناسيونالي غاليليو (TNG) ، وهو مرصد إيطالي من فئة 4 أمتار في روش دي مرصد Muchachos على لا بالما في جزر الكناري.
طبيعة RX J0806.3 + 1527
كما أظهرت الملاحظات في الضوء المرئي نفس التأثير: كان RX J0806.3 + 1527 يصبح أكثر خفوتًا مرة واحدة كل 5 دقائق ، في حين لم يتم مشاهدة أي تعديل دوري آخر. من خلال مراقبة طيف هذا الجسم الباهت بأداة FORS1 متعددة الأوضاع على تلسكوب VLT ANTU مقاس 8.2 م ، تمكن الفلكيون من تحديد تركيبة RX J0806.3 + 1527. وجد أنه يحتوي على كميات كبيرة من الهيليوم. هذا على عكس معظم النجوم الأخرى ، والتي تتكون بشكل رئيسي من الهيدروجين.
يقول جانلوكا إسرائيل: "في البداية ، اعتقدنا أن هذا كان مجرد نظام آخر من الأنظمة الثنائية المعتادة التي تنبعث منها الأشعة السينية". "لا أحد منا يتخيل الطبيعة الحقيقية لهذا الشيء. لقد حللنا اللغز أخيرًا من خلال القضاء على جميع الاحتمالات الأخرى واحدة تلو الأخرى ، بينما واصلنا جمع المزيد من البيانات. كما قال المحقق الشهير: عندما تقضي على المستحيل ، كل ما تبقى ، مهما كان غير محتمل ، يجب أن يكون الحقيقة! ".
تتنبأ النظرية الحالية بأن النجمين ، المرتبطين ببعضهما البعض بالجاذبية في هذا النظام الضيق ، ينتجان أشعة X عندما يعمل أحدهما بمثابة "مكنسة كهربائية" عملاقة ، يسحب الغاز من رفيقه. لقد فقد هذا النجم بالفعل جزءًا كبيرًا من كتلته خلال هذه العملية.
يتم تسخين المادة الواردة بسرعة عالية على سطح النجم الآخر والمنطقة المقابلة - "نقطة ساخنة" - يتم تسخينها إلى حوالي 250،000 درجة مئوية ، حيث تنبعث الأشعة السينية. يختفي هذا الإشعاع لفترة قصيرة خلال كل ثورة مدارية عندما تكون هذه المنطقة على الجانب البعيد من النجم المتراكم ، كما يُرى من الأرض.
فئة نادرة جدا من النجوم
شمسنا هي نجمة عادية ذات كتلة منخفضة نسبيًا ، وستتطور في النهاية إلى نجم قزم أبيض. على عكس الزوال العنيف للنجوم الأثقل في انفجار مستعر أعظم ، هذه عملية "هادئة" نسبيًا يبرد النجم فيها ببطء بينما يفقد الطاقة. تتقلص حتى تصبح أخيرًا صغيرة مثل الأرض.
الشمس نجمة واحدة. ومع ذلك ، عندما يكون النجم الشبيه بالطاقة الشمسية عضوًا في نظام ثنائي ، يكون تطور النجوم المكونة له أكثر تعقيدًا. خلال مرحلة أولية ، يستمر نجم واحد في التحرك على مدار يدور بالفعل داخل طبقات الغلاف الجوي الخارجية الضعيفة للغاية لمرافقه. ثم يتخلص النظام من هذه المسألة ويتطور إلى نظام ثنائي مع نجمتين قزمتين أبيضتين تدوران ، مثل RX J0806.3 + 1527.
يشار إلى الأنظمة التي تكون فيها الفترة المدارية قصيرة جدًا (أقل من ساعة واحدة) باسم AM Canis Venaticorum (AM CVn) ، بعد أول نجمة ثنائية معروفة من هذه الفئة النادرة. من المحتمل أن هذه الأنظمة ، بعد أن وصلت إلى الحد الأدنى من الفترة المدارية لبضع دقائق ، ثم تبدأ في التطور نحو فترات مدارية أطول. هذا يشير إلى أن RX J0806.3 + 1527 هو الآن في بداية "مرحلة AM CVn".
موجات الجاذبية
مع فترتها المدارية القصيرة للغاية ، تعد RX J0806.3 + 1527 أيضًا مرشحًا رئيسيًا للكشف عن موجات الجاذبية المراوغة ، التي تنبأت بها نظرية النسبية العامة لأينشتاين. لم يتم قياسها بشكل مباشر مطلقًا ، ولكن تم الكشف عن وجودها بشكل غير مباشر في أنظمة النجوم النيوترونية الثنائية.
ستكون تجربة الفضاء الموجي للجاذبية المخطط لها ، هوائي الفضاء التداخلية بالليزر (LISA) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي سيتم إطلاقها في غضون 10 سنوات تقريبًا ، حساسة بما يكفي لتكون قادرة على الكشف عن هذا الإشعاع من RX J0806.3 + 1527 مع ارتفاع درجة الثقة. مثل هذا الإنجاز في المراقبة سيفتح نافذة جديدة تمامًا على الكون.
المصدر الأصلي: ESO News Release
