حقوق الصورة: SDSS
طور باحثون في جامعة واشنطن طريقة جديدة لدراسة التزاوج الفلكية غير المعتادة: متغيرات ما قبل الكارثة - قزم أبيض وقزم أحمر يدوران حول بعضهما البعض بإحكام. قبل هذه الطريقة الجديدة ، تم اكتشاف 100 فقط من هذه الأشياء ، لكن هذه الطريقة الجديدة كشفت عن 400 أخرى في البيانات من مسح Sloan Digital Sky Survey. عندما يقترب النجمان بما فيه الكفاية ، تتدفق المواد من القزم الأحمر إلى القزم الأبيض وتتراكم على السطح. يؤدي ذلك إلى تسخين القزم الأبيض ويمكن أن يتسبب في انفجاره كمستعر أعظم.
حتى وقت قريب ، لم يكن لدى علماء الفيزياء الفلكية الذين يدرسون أنظمة النجوم الغريبة التي تجمع بين قزم أبيض وقزم أحمر في مكان قريب كثيرًا.
قبل خمس سنوات فقط ، عرف العلماء أقل من 100 من هذه الأنظمة ، تسمى المتغيرات ما قبل الكارثية. لكن اليوم ، قال فريق من علماء الفلك في جامعة واشنطن إنه مع بيانات من Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ، ارتفع العدد الآن إلى ما يقرب من 500.
هذا أمر مهم لأن الباحثين قادرون الآن على دراسة القزم الأبيض والنجوم القزم الأحمر في مراحل مختلفة من دورات حياتهم ، مما يمنح العلماء القدرة على مقارنتها وتطوير فهم لكيفية تطور النظم وتغيرها على مدى مليارات السنين ، ربما تصبح سوبرنوفا.
قالت نيكول سيلفستري ، باحثة الفلك في جامعة واشنطن: "لم تتح لنا الفرصة أبدًا لدراسة مجموعة متنوعة من هذه الأنظمة بالتفصيل قبل الآن". باستخدام هذه العينة الكبيرة من SDSS ، تعتقد سيلفستري وزملاؤها أن بإمكانهم البدء في الإجابة عن بعض الأسئلة القديمة في علم الفلك حول المتغيرات ما قبل الكارثية ومنتجاتها النهائية في نهاية المطاف ، والأنظمة المتغيرة الكارثية.
سيلفستري هو المؤلف الرئيسي لعرض ملصق عن النتائج التي تم تقديمها اليوم (6 يناير 2004) في الاجتماع السنوي للجمعية الفلكية الأمريكية في أتلانتا. المؤلفان المشاركان للمشروع هما سوزان هاولي وباولا زكودي من قسم علم الفلك بجامعة واشنطن. دعمت مؤسسة العلوم الوطنية البحث.
تقوم الأنظمة المتغيرة ما قبل الكارثية بإقران نجم قزم أحمر بحوالي عُشر حجم شمسنا وبقايا كثيفة لنجم ، تسمى قزم أبيض ، في مدار قريب حول بعضها البعض. عندما يكون النجمان قريبين بما فيه الكفاية ، يدوران حول بعضهما البعض في أقل من أربع ساعات ، تكون جاذبية القزم الأبيض الأكثر كثافة قادرة على سحب المواد من القزم الأحمر الأقل كثافة. تشكل المواد من القزم الأحمر قرصًا حول القزم الأبيض الذي يتراكم في نهاية المطاف على سطح القزم الأبيض. (يشير التباين إلى كمية الضوء المتغيرة القادمة من النجوم وهي تدور حول بعضها البعض).
مع اكتساب القزم الأبيض كتلة ، تحدث العديد من الانفجارات الصغيرة ، التي تسمى الأحداث الكارثية ، على سطح القزم الأبيض. إذا وصلت جاذبية القزم الأبيض إلى نقطة حرجة ، يمكن أن تنهار بشكل كارثي. يؤدي ذلك إلى تسخين القزم الأبيض بشكل كبير وقد يتسبب في انفجاره كمستعر أعظم.
متغيرات ما قبل الكارثة التي تم العثور عليها حتى الآن في بيانات SDSS لها فترات مدارية تتراوح بين أربع إلى 12 ساعة وليست قريبة بما يكفي لبدء نقل المواد بين النجوم.
وقال سيلفستري إن تطور متغير ما قبل الكارثة إلى متغير كارثي يستغرق مليارات السنين ودراسة نظام واحد فقط أثناء تطوره سيكون مستحيلاً. ولكن مع وجود ما يقرب من 500 متغير ما قبل الكارثة للدراسة ، "ستتيح لنا مجموعة بيانات من هذا الحجم أخذ لقطات في وقت تطور النظام" ، قالت. "سيسمح هذا للباحثين بدراسة كيفية تغير خصائص كل نجم مع اقتراب الزوجين من بعضهما البعض ، وهو أمر لم يتم التحقيق فيه حتى الآن".
لا تزال سيلفستري وزملاؤها في حيرة من أمرهم لتفسير غرابة واحدة في البحث. تمت ملاحظة آلاف الأقزام البيضاء المعزولة ووجد أن المئات منها مغناطيسية. والعديد من الأقزام البيضاء في المتغيرات الكارثية ممغنطة. ولكن لا يوجد أحد الأقزام البيضاء التي لوحظت في الأنظمة المتغيرة ما قبل الكارثية وهو مغناطيسي.
أضافت باحثة SDSS سوزان هاولي من جامعة واشنطن "هذا يجعل أصل المتغيرات الكارثية المغناطيسية (المعروفة باسم القطبية) ، التي تحتوي على أقزام بيضاء مغناطيسية ، غامضة للغاية".
وقال سيلفستري "هذا سؤال ما زلنا نحاول إيجاد إجابة له". "كيف تحصل على قزم أبيض مغناطيسي في متغير كارثي إذا لم ينشأ في أحد هذه الأزواج التي تتطور لتصبح متغيرًا كارثيًا؟" يقوم فريق جامعة واشنطن وجيمس ليبرت من جامعة أريزونا وآخرون بإعداد ورقة حول هذه النتيجة للمجلة الفلكية.
المصدر الأصلي: بيان صحفي SDSS
