يُظهر هذا المفهوم الفني نظام المستعر HM Sagittae (HM Sge)، حيث يقوم نجم قزم أبيض بسحب المواد من رفيقه العملاق الأحمر. يؤدي هذا إلى إنشاء قرص ساخن محترق حول القزم، والذي يمكن أن يتعرض بشكل غير متوقع لانفجار نووي حراري تلقائي حيث يزداد تدفق الهيدروجين من العملاق الأحمر ويصل إلى نقطة التحول. هذه الألعاب النارية بين النجوم المرافقة تبهر علماء الفلك من خلال تقديم نظرة ثاقبة لفيزياء وديناميكيات تطور المجرات في الأنظمة الثنائية. حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، ليا هوستاك (STScI)
ينظر تلسكوب هابل إلى نظام نجمي لا يزال ساخنًا بشكل غير عادي
إذا استطعنا أن نرى أدناه هيكلنا الحلزوني المذهل درب التبانة من أعلى المجرة، وبعد ثوانٍ إلى ملايين السنين تتكثف، يمكننا رؤية رشقات نارية قصيرة من الضوء، ومضات من الكاميرات تنبثق في حدث على الساحة. وهؤلاء هم نوح النجم المحروق، أ قزم ابيض، يستهلك الغاز من رفيقه العملاق الأحمر المتضخم الذي يدور حوله. أحد أغرب هذه الأحداث حدث في عام 1975 عندما أصبح المستعر HM Sagittae أكثر سطوعًا بمقدار 250 مرة. لم يتلاشى في الواقع كما تفعل المستعرات عادة، لكنه حافظ على سطوعه لعقود. تظهر ملاحظات هابل الأخيرة أن النظام أصبح أكثر سخونة، ولكن من المفارقة أن يكون خافتًا بعض الشيء.
صورة تلسكوب هابل الفضائي للنجم التكافلي ميرا HM SG. تقع على بعد 3400 سنة ضوئية في مجرة ساجيتا، ولها عملاق أحمر وقزم أبيض مصاحب. النجوم قريبة جدًا بحيث لا يمكن لـ Hubble حلها. تنزف المادة من العملاق الأحمر وتسقط على القزم، مما يجعلها مشرقة للغاية. انفجر النظام لأول مرة على شكل مستعر في عام 1975. السديم الأحمر دليل على وجود رياح نجمية. يبلغ عرض السديم حوالي ربع سنة ضوئية. حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، رافي سانكريت (STScI)، ستيفن جولدمان (STScI)، جوزيف ديباسكال (STScI)
يجد تلسكوب هابل الفضائي مفاجآت حول نجم انفجر قبل 40 عامًا
أعاد علماء الفلك النظر في أحد أغرب أنظمة النجوم الثنائية في مجرتنا – بعد 40 عامًا من ظهوره على الساحة باعتباره مستعرًا ساطعًا وطويل العمر – باستخدام بيانات جديدة. ناساالبيانات الأرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي ومرصد SOFIA المتقاعد (مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء) ومهمات أخرى. المستعر هو نجم يزداد سطوعه فجأة بشكل كبير ويتلاشى مرة أخرى إلى غموضه السابق، عادة خلال أشهر أو سنوات.
سلوك غير طبيعي لـ HM Sge
بين أبريل وسبتمبر 1975، أصبح النظام الثنائي HM Sagittae (HM Sge) أكثر سطوعًا بمقدار 250 مرة. والأمر الأكثر غرابة هو أن المستعرات لا تتلاشى بالسرعة التي تحدث بها عادةً، ولكنها تحافظ على سطوعها لعقود. في الآونة الأخيرة، أظهرت الملاحظات أن النظام قد تحسن، ولكن من المفارقة أنه خافت قليلاً.
HM Sge هو نوع محدد من النجوم التكافلية، حيث يدور قزم أبيض ونجم مرافق عملاق منتفخ ومنتج للغبار بشكل غريب الأطوار، ويستهلك القزم الأبيض الغاز المتدفق من النجم العملاق. يشكل هذا الغاز قرصًا ساخنًا محترقًا حول القزم الأبيض، والذي يمكن أن يتعرض بشكل غير متوقع لانفجارات نووية حرارية عفوية ويزداد كثافته على السطح حتى يصل تدفق الهيدروجين من العملاق إلى نقطة التحول. تبهر هذه الألعاب النارية بين النجوم علماء الفلك من خلال تقديم نظرة ثاقبة لفيزياء وديناميكيات تطور المجرات في الأنظمة الثنائية.
“عندما رأيت البيانات الجديدة لأول مرة، قلت: واو، هذا ما يمكن أن يفعله التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية بواسطة هابل!” – أعني أنه مذهل، مذهل حقًا.”
— رافي سانكريت، عالم فلك
التغييرات الملحوظة في عام 2021
وقال رافي سانجريث من معهد علوم التلسكوب الفضائي (STScI) في بالتيمور: “في عام 1975، كان HM Sge نجمًا كان يراقبه جميع علماء الفلك في هذا المجال”. صوفيا لمعرفة ما تغير مع HM Sge على مدار الثلاثين عامًا الماضية في الأطوال الموجية للضوء من الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية (UV).
أظهرت بيانات هابل للأشعة فوق البنفسجية لعام 2021 خط انبعاث قوي من المغنيسيوم عالي التأين والذي لم يتم رؤيته في الأطياف المنشورة منذ عام 1990. يشير وجوده إلى أن درجة الحرارة المقدرة للقزم الأبيض وقرص التنامي قد زادت إلى أقل من 400000 درجة. فهرنهايت وفي عام 1989 كانت درجة الحرارة الآن أكثر من 450 ألف درجة فهرنهايت. يعد خط المغنيسيوم عالي التأين واحدًا من العديد من الخطوط التي تظهر في طيف الأشعة فوق البنفسجية والتي، عند تحليلها معًا، تكشف عن طاقة النظام وكيف تغير خلال العقود الثلاثة الماضية.
“عندما رأيت البيانات الجديدة لأول مرة، قلت: واو، هذا ما يمكن أن يفعله التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية بواسطة هابل!” – أعني أنه مذهل، مذهل حقًا.”
فتحت صوفيا باب تلسكوبها أثناء رحلة تجريبية فوق جبال سييرا نيفادا المغطاة بالثلوج. صوفيا هي طائرة بوينج 747SP معدلة. وصلت صوفيا إلى القدرة التشغيلية الكاملة في عام 2014 وأكملت رحلتها العلمية النهائية في 29 سبتمبر 2022. الائتمان: ناسا / جيم روس
البيانات من SOFIA
وباستخدام بيانات من تلسكوب SOFIA التابع لناسا، والذي سيتقاعد في عام 2022، تمكن الفريق من اكتشاف الماء والغاز والغبار داخل النظام وحوله. وتظهر البيانات الطيفية للأشعة تحت الحمراء أن النجم العملاق، الذي ينتج الكثير من الغبار، عاد إلى سلوكه الطبيعي في غضون عامين من الانفجار، لكنه تلاشى في السنوات الأخيرة، وهو لغز آخر لا بد من تفسيره.
تمكن علماء الفلك في SOFIA من رؤية الماء يتحرك بسرعة 18 ميلاً في الثانية، والتي يشتبهون في أنها سرعة القرص التراكمي الأزيز حول القزم الأبيض. ومن المفترض أن يكون جسر الغاز الذي يربط النجم العملاق بالقزم الأبيض على بعد حوالي 2 مليار ميل.
تعمل المجموعة مع AAVSO (الرابطة الأمريكية لمراقبي النجوم المتغيرة)، الذين يتعاونون مع علماء الفلك الهواة في جميع أنحاء العالم لمساعدتهم على إبقاء عيون التلسكوب الخاصة بهم على HM Sge؛ وتكشف مراقبتهم المستمرة عن تغييرات لم نشهدها منذ ثوران البركان قبل 40 عامًا.
صورة تلسكوب هابل الفضائي للنجم التكافلي ميرا HM SG مع البوصلة والمقياس. تقع على بعد 3400 سنة ضوئية في مجرة ساجيتا، ولها عملاق أحمر وقزم أبيض مصاحب. النجوم قريبة جدًا بحيث لا يمكن لـ Hubble حلها. تنزف المادة من العملاق الأحمر وتسقط على القزم، مما يجعلها مشرقة للغاية. انفجر النظام لأول مرة على شكل مستعر في عام 1975. السديم الأحمر دليل على وجود رياح نجمية. السديم ربع سنة ضوئية على مدار السنة. حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، رافي سانكريت (STScI)، ستيفن جولدمان (STScI)
ندرة وأهمية HM Sge
قال جولدمان: “النجوم التكافلية مثل HM Sge نادرة في مجرتنا، ورؤية انفجار مثل المستعر أكثر ندرة. لقد كان هذا الحدث الفريد بمثابة كنز ثمين لعلماء الفيزياء الفلكية لعقود من الزمن”.
وقد تم نشر النتائج الأولية لأبحاث الفريق مجلة الفيزياء الفلكيةوسوف تقدم سانجريد بحثًا يركز على التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية في الاجتماع رقم 244 للجمعية الفلكية الأمريكية في ماديسون بولاية ويسكونسن.
ملاحظة: ستيفن ر. جولدمان، رافي سانجريث، إدوارد مونتيل، شون جارنر، ناثان وولثويس، ونيكول كارناث، “دراسة متعددة الأطوال الموجية لميرا التكافلية HM SG مع صوفيا وHST”، 11 يناير 2024. مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/1538-4357/ad12c9
ال تلسكوب هابل الفضائي لقد تم تشغيله منذ أكثر من ثلاثة عقود ويستمر في تحقيق اكتشافات جديدة تشكل فهمنا الأساسي للكون. هابل هو مشروع للتعاون الدولي بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA)وكالة الفضاء الأوروبية) يدير مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند التلسكوب وعمليات المهمة. شركة لوكهيد مارتن الفضائية في دنفر، كولورادو تدعم عمليات المهمة في غودارد. يدير معهد علوم التلسكوب الفضائي في بالتيمور بولاية ميريلاند، الذي تديره رابطة الجامعات للأبحاث الفلكية، عمليات هابل العلمية لصالح وكالة ناسا.
