يقلب علماء الفلك نظرية عمرها عقود حول كيفية نشر النجوم لمكونات الحياة

تشير الملاحظات الجديدة لنجم عملاق أحمر قريب إلى أن التفسير طويل الأمد لكيفية نشر النجوم العملاقة لعناصر الحياة الأساسية عبر المجرة قد يكون غير مكتمل.

قد لا يكون ضغط ضوء النجوم على حبيبات غبار النجوم قويًا بما يكفي لإطلاق الرياح الشديدة التي تتدفق من النجوم العملاقة وتحمل عناصر تشكل الحياة عبر الكون. درب التبانة.

هذا هو ما توصلت إليه دراسة جديدة أجراها باحثون في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد، بناءً على ملاحظات النجم العملاق الأحمر R Doradus. وتثير هذه النتائج تساؤلات حول تفسير عمره عقود لكيفية توزيع الذرات اللازمة للحياة على نطاق واسع في الفضاء.

يقول ثيو خوري، عالم الفلك في تشالمرز والقائد المشارك للدراسة: “اعتقدنا أن لدينا فكرة جيدة عن كيفية عمل هذه العملية. لكن تبين أننا كنا مخطئين. بالنسبة لنا كعلماء، هذه هي النتيجة الأكثر إثارة”.

إن فهم كيفية إطلاق هذه الرياح أمر مهم لأن النجوم العملاقة الحمراء تساعد في إمداد المجرة بالعناصر الكيميائية الرئيسية. لسنوات عديدة، اقترح العلماء أن الرياح تبدأ عندما يضغط ضوء النجم نحو الخارج على حبيبات الغبار المتكونة حديثًا.

تم استخدام هذه الفكرة لشرح كيفية قيام العمالقة الحمراء بإطلاق الكربون والأكسجين والنيتروجين والمكونات الأخرى المرتبطة بالكواكب والحياة المستقبلية. تشير القياسات الجديدة لـ R Doradus إلى أن هذه الآلية قد لا تكون كافية في حد ذاتها.

تمثل النجوم العملاقة الحمراء مرحلة متأخرة من حياة النجوم المشابهة للشمس، وتتميز بدرجات حرارة سطحية أكثر برودة وأحجام متوسعة بشكل كبير.

خلال هذه المرحلة، تطرح كميات هائلة من الغاز والغبار من خلال الرياح النجمية الثابتة، مما يزود الفضاء بين النجوم بالمواد الأساسية اللازمة لتشكيل كواكب جديدة، وفي نهاية المطاف، الحياة. وحتى مع دورها المركزي في إعادة التدوير الكوني، لم يتوصل العلماء بعد إلى فهم واضح لما يغذي هذه التدفقات إلى الخارج.

نظرة فاحصة على R Doradus

اكتشف علماء الفلك الذين يدرسون النجم العملاق الأحمر القريب R Doradus، أن حبيبات الغبار المحيطة بالنجم صغيرة للغاية. ويظهر تحليلهم أن هذه الجسيمات لا يمكن دفعها إلى الخارج بواسطة ضوء النجم بقوة كافية لتتحرر في الفضاء بين النجوم.

ونُشرت الدراسة، التي أجراها باحثون في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا، في المجلة العلمية علم الفلك والفيزياء الفلكية.

يقول ثيو خوري: “باستخدام أفضل التلسكوبات في العالم، يمكننا الآن إجراء ملاحظات تفصيلية لأقرب النجوم العملاقة. إن R Doradus هو هدفنا المفضل – فهو مشرق، وقريب، ونموذجي للنوع الأكثر شيوعًا من العملاق الأحمر”. “

لاحظ الفريق R Doradus باستخدام أداة Sphere الذي – التي‘s تلسكوب كبير جداً، يقيس الضوء المنعكس عن حبيبات الغبار في منطقة بحجم نظامنا الشمسي تقريبًا. من خلال تحليل الضوء المستقطب عند أطوال موجية مختلفة، حدد الباحثون حجم وتكوين الحبوب، ووجدوها متوافقة مع الأشكال الشائعة لغبار النجوم مثل السيليكات والألومينا.

ثم تم دمج الملاحظات مع عمليات المحاكاة الحاسوبية المتقدمة التي تصمم كيفية تفاعل ضوء النجوم مع الغبار.

يقول تيبو شيرمر: “للمرة الأولى، تمكنا من إجراء اختبارات صارمة لمعرفة ما إذا كانت حبيبات الغبار هذه يمكن أن تشعر بدفعة قوية كافية من ضوء النجم”.

عندما يقصر ضوء النجوم

دفع ضوء النجوم ليس كافيا، وقد تفاجأ الفريق عندما اكتشف ذلك. يبلغ عرض الحبيبات المحيطة بـ R Doradus حوالي جزء من عشرة آلاف من المليمتر فقط، وهي صغيرة جدًا بحيث لا يستطيع ضوء النجم وحده دفع رياح النجم إلى الفضاء.

يقول تيبو شيرمر: “الغبار موجود بالتأكيد، وينيره النجم”. “لكنها ببساطة لا توفر القوة الكافية لتفسير ما نراه.”

وتشير النتائج إلى عمليات أخرى أكثر تعقيدا تلعب دورا رئيسيا. سبق للفريق أن استخدم ألما التقط التلسكوب صورًا لفقاعات هائلة ترتفع وتهبط على سطح R Doradus.

يقول فوتر فليمنجز، الأستاذ في جامعة تشالمرز والمؤلف المشارك للدراسة: “على الرغم من أن التفسير الأبسط لا يعمل، إلا أن هناك بدائل مثيرة للاستكشاف”. “إن فقاعات الحمل الحراري العملاقة، أو النبضات النجمية، أو الحلقات الدرامية لتكوين الغبار يمكن أن تساعد جميعها في تفسير كيفية انطلاق هذه الرياح.”

المزيد عن النجم

آر دورادوس هو نجم عملاق أحمر يقع على بعد 180 سنة ضوئية فقط من الأرض في كوكبة دورادو، سمكة أبو سيف، في نصف الكرة الجنوبي. وُلِد بكتلة مشابهة لكتلة الشمس، وهو الآن يقترب من نهاية حياته. إنه مثال على نجم AGB (AGB = فرع عملاق مقارب).

تفقد مثل هذه النجوم طبقاتها الخارجية إلى الفضاء بين النجوم على شكل رياح نجمية كثيفة مكونة من الغاز والغبار. ويفقد آر دورادوس ما يعادل ثلث كتلة الأرض كل عقد. يمكن للنجوم المماثلة الأخرى أن تفقد كتلتها أسرع بمئات أو آلاف المرات. وفي المستقبل البعيد، بعد عدة مليارات من السنين من الآن، من المتوقع أن تصبح الشمس نجمًا تمامًا مثل آر دورادوس.

المرجع: “نظرة تجريبية للغلاف الجوي الممتد والغلاف الداخلي للنجم الفرعي العملاق المقارب R Doradus – II. تقييد خصائص الغبار بنمذجة النقل الإشعاعي” بقلم ثيبوت شيرمر، ثيو خوري، فوتر فليمنجز، جونار نيمان، ماتياس ميركر، رملال أونيكريشنان، بهزاد بوجنوردي أرباب، كيرستن ك.نودسن وسوزان آلتو، 27 نوفمبر 2025، علم الفلك والفيزياء الفلكية.
دوى: 10.1051/0004-6361/202556884

تم إجراء البحث كجزء من مشروع متعدد التخصصات بعنوان “أصل ومصير الغبار في عالمنا” بتمويل من مؤسسة Knut and Alice Wallenberg بالتعاون بين الباحثين في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا وجامعة جوتنبرج.

استخدم الفريق أداة Sphere (أبحاث الكواكب الخارجية عالية التباين الطيفي والاستقطابي) على التلسكوب الكبير جدًا (VLT)، الموجود في مرصد بارانال في تشيلي. يتم تشغيل VLT بواسطة ESO، المرصد الأوروبي الجنوبي. السويد هي إحدى الدول الأعضاء الـ 16 في ESO.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.