أظهرت ملاحظات العملاق الأحمر R doradus أن ضوء النجوم والغبار النجمي ليسا كافيين لتوليد رياح قوية من النجوم العملاقة التي تحمل اللبنات الأساسية للحياة عبر المجرة.

يعترف عالم الفلك ثيو خوري من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا (السويد)، وهو أحد قادة الدراسة: “اعتقدنا أننا فهمنا العملية جيدًا. وتبين أنهم كانوا مخطئين. بالنسبة لنا نحن العلماء، هذه هي النتيجة الأكثر أهمية”.

لفهم أصول الحياة على الأرض، من المهم معرفة من أين جاءت المواد الأولية. لعقود من الزمن، كان يُعتقد أن رياح العمالقة الحمراء – التي تثري المجرة بالكربون والأكسجين والنيتروجين وعناصر أخرى ضرورية للحياة – تنتج عن ضغط ضوء النجوم على جزيئات الغبار. الملاحظات الجديدة لـ R doradus تلقي بظلال من الشك على هذه الصورة.

العمالقة الحمراء هم “أقارب” أقدم وأكثر برودة للشمس. مع تقدمهم في العمر، يفقدون كميات هائلة من المواد من خلال الرياح النجمية، مما يثري الفضاء بين النجوم بالمواد الخام اللازمة لكواكب المستقبل والحياة. لكن على الرغم من أهميتها، فإن الآلية الفيزيائية التي تحكم هذه الرياح ظلت غير واضحة.

من خلال مراقبة النجم العملاق الأحمر القريب R Doradus، اكتشف علماء الفلك أن جزيئات الغبار الصغيرة حول النجم صغيرة جدًا بحيث لا يستطيع ضغط ضوء النجم دفعها بقوة كافية إلى الفضاء بين النجوم. وحول هذا الاكتشاف قال باحثون من تشالمرز ذكرت في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

يقول خوري: “باستخدام أفضل التلسكوبات في العالم، يمكننا الآن دراسة النجوم العملاقة القريبة بالتفصيل. R Doradus هو الجسم المفضل لدينا: فهو مشرق، وقريب، ونموذجي للنوع الأكثر شيوعًا من العملاق الأحمر”.

لاحظ الفريق R Doradus باستخدام أداة SPHERE الموجودة على التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي (ESO)، حيث قام بقياس الضوء المنعكس عن حبيبات الغبار في منطقة بحجم نظامنا الشمسي تقريبًا. ومن خلال تحليل طيف الضوء المستقطب، حدد العلماء حجم وتركيب الجسيمات وكانوا مقتنعين بذلك وهي تتوافق مع الأنواع الشائعة من غبار النجوم مثل السيليكات والألومينا. وتمت مقارنة هذه الملاحظات بنماذج حاسوبية متقدمة توضح كيفية تفاعل الضوء مع الغبار.

يقول عالم الفيزياء الفلكية ثيبوت شيرمر من تشالمرز: “للمرة الأولى، تمكنا من اختبار بدقة ما إذا كان ضوء النجوم يدفع حبيبات الغبار هذه بقوة كافية”.

ولدهشة العلماء، لم يكن الضغط الناتج عن ضوء النجوم كافيا. يبلغ حجم الجسيمات المحيطة بـ R Doradus حوالي واحد على عشرة آلاف من المليمتر، وهي صغيرة جدًا بحيث لا يستطيع الضوء وحده دفع الرياح النجمية إلى الفضاء.

يؤكد شيرمر: “من المؤكد أن هناك غبارًا، والنجم يضيء ذلك. لكنه ببساطة لا يولد طاقة كافية لتفسير ما نراه”.

تشير النتائج إلى أن العمليات الأخرى الأكثر تعقيدًا تلعب دورًا رئيسيًا. في السابق كان الفريق بالفعل اكتشف باستخدام تلسكوب ALMA، تظهر فقاعات عملاقة ترتفع وتنخفض على سطح R Doradus.

“حتى لو لم ينجح التفسير الأبسط، هناك خيارات أخرى مثيرة للاستكشاف. يمكن أن تساعدنا فقاعات الحمل الحراري العملاقة، أو نبضات النجم، أو الانفجارات الشديدة لإنتاج الغبار على فهم كيفية توليد هذه الرياح”، يلخص البروفيسور فوتر فليمنجز من تشالمرز، المؤلف المشارك للدراسة.