أثناء مسح عوالم بعيدة خارج نظامنا الشمسي، حصل الباحثون بشكل غير متوقع على أول صور مباشرة تظهر أجسامًا تتصادم داخل نظام نجمي قريب.

في بداية حياة النظام النجمي، يمكن أن يكون الفضاء منطقة تحطم فوضوية. كثيرًا ما تتصادم قطع الصخور والجليد، مثل المذنبات والكويكبات، وتتفكك أحيانًا وتلتصق معًا أحيانًا. وبمرور الوقت، يساعد هذا التدافع المستمر على تحويل الغبار الأصلي والمواد المتجمدة في السديم النجمي إلى كواكب وأقمار. يُعتقد أن أكبر التصادمات غير شائعة على مدار مئات الملايين من السنين التي يستغرقها بناء نظام كوكبي كامل، حيث تحدث مرة واحدة فقط كل 100000 عام.

ومع ذلك، فقد تمكن علماء الفلك الآن من تحديد آثار اصطدامين كبيرين خلال 20 عامًا فقط حول النجم الكبير فم السمكة الكبير (Fomalhaut) القريب. قد يعني ذلك أن الباحثين اكتشفوا حدثين نادرين عن طريق الصدفة، أو قد يشير إلى أن الاصطدامات الضخمة أكثر شيوعًا أثناء تكوين الكوكب مما تتوقعه النماذج.

هذه الأحداث، التي شوهدت لأول مرة في عام 2004 ومرة ​​أخرى في عام 2023، تمثل المرة الأولى التي يصور فيها العلماء بشكل مباشر تصادمات بين أجسام كبيرة في أي نظام كوكبي خارج نظامنا.

وقال بول كالاس، الأستاذ المساعد في علم الفلك في جامعة كاليفورنيا: “لقد شهدنا للتو اصطدام كوكبين صغيرين وسحابة الغبار التي انبعثت من هذا الحدث العنيف، والتي بدأت تعكس الضوء من النجم المضيف”. جامعة كاليفورنيا، بيركلي، والمؤلف الأول للتقرير. “نحن لا نرى مباشرة الجسمين اللذين اصطدما ببعضهما البعض، لكن يمكننا رصد آثار هذا الاصطدام الهائل”.

وقال إنه على مدى عشرات الآلاف من السنين، سوف يتألق الغبار حول فم السمكة الكبيرة بهذه الاصطدامات، مثل أضواء العطلات المتلألئة.

التقط هابل اصطدامًا عنيفًا بين جسمين ضخمين حول النجم فم السمكة الكبيرة. هذا الحدث الاستثنائي لا يشبه أي شيء في نظامنا الشمسي الحالي. يُظهر الفيديو تسلسل الأحداث التي أدت إلى إنشاء سحابة الغبار CS2 حول النجم فم السمكة الكبيرة. في الإطارات الافتتاحية، يظهر فم السمكة الكبيرة في الزاوية اليسرى العليا. النقطتان الأبيضتان، الموجودتان في الزاوية اليمنى السفلية، تمثلان الجسمين الضخمين اللذين يدوران حول فم السمكة الكبيرة. تقترب هذه الأجسام من بعضها البعض وتتصادم، مما ينتج عنه سحابة ضخمة من الحطام تشبه في البداية سحابة حطام كوكب خارجي كما يظهر في الضوء المنعكس. وبعد سنوات، أصبح ضوء النجوم قادرًا على دفع سحابة الغبار بعيدًا عن النجم. ائتمان: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، STScI، رالف كروفورد (STScI)

النجم الشاب كنافذة على الماضي

بدأ بول كالاس بالبحث عن قرص مترب حول فم السمكة الكبيرة عام 1993، بهدف اكتشاف الحطام الذي خلفته الكواكب بعد تشكلها. يقع فم السمكة الكبيرة على بعد 25 سنة ضوئية فقط من الأرض، وهو صغير نسبيًا حيث يبلغ عمره حوالي 440 مليون سنة، مما يجعله بديلاً مفيدًا لما قد يشبهه النظام الشمسي في وقت مبكر من تاريخه.

باستخدام ناسا تلسكوب هابل الفضائي (HST)، أكد لاحقًا أن النجم محاط بمثل هذا القرص. وفي عام 2008، أعلن أيضًا عن وجود نقطة ضوء ساطعة بالقرب من القرص تبدو وكأنها كوكب، وكان أول مرشح لكوكب خارج المجموعة الشمسية يتم تصويره مباشرة بأطوال موجية بصرية. باتباع اصطلاح التسمية القياسي، أطلق عليها اسم Fomalhaut b.

لقد تحول اكتشاف الكوكب الآن إلى غبار. ما اعتقد أنه كوكب كان على الأرجح سحابة الغبار التي نشأت عن اصطدام الكواكب الصغيرة.

وقال: “هذه ظاهرة جديدة، مصدر نقطي يظهر في نظام كوكبي ثم يختفي ببطء على مدى 10 سنوات أو أكثر”. “إنه يتنكر ككوكب لأن الكواكب تبدو أيضًا كنقاط صغيرة تدور حول نجوم قريبة.”

الكواكب المصغرة والتأثيرات العنيفة

واستنادًا إلى سطوع حدثي 2004 و2023، يبلغ عرض الأجسام المتصادمة 60 كيلومترًا (37 ميلًا) على الأقل، أي أكبر بأربع مرات على الأقل من الجسم الذي اصطدم بالأرض قبل 66 مليون سنة وقتل الديناصورات. ويشار إلى الأجسام بهذا الحجم باسم الكواكب المصغرة – وهي أجسام مماثلة في الحجم للعديد من الكويكبات والمذنبات في نظامنا الشمسي ولكنها أصغر بكثير من كوكب قزم مثل بلوتو.

وقال كالاس: “إن فم السمكة الكبيرة أصغر سناً بكثير من النظام الشمسي، ولكن عندما كان عمر نظامنا الشمسي 440 مليون سنة، كان مليئاً بالكواكب المصغرة التي تصطدم ببعضها البعض”. “هذه هي الفترة الزمنية التي نشهدها، عندما تكون عوالم صغيرة مليئة بهذه الاصطدامات العنيفة أو حتى يتم تدميرها وإعادة تجميعها في أجسام مختلفة. إنه يشبه النظر إلى الوراء في الوقت المناسب، إلى تلك الفترة العنيفة لنظامنا الشمسي عندما كان عمره أقل من مليار سنة”.

تمت مناقشة ملاحظات فومالهاوت لعام 2023 في ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا في المجلة علوم.

يقول مارك وايت، زميل كالاس، المنظر وأستاذ علم الفلك في جامعة كامبريدج في المملكة المتحدة: “إن نظام فم السمكة الكبير هو مختبر طبيعي لاستكشاف كيفية تصرف الكواكب المصغرة عند تعرضها للاصطدامات، والتي بدورها تخبرنا عن المادة التي تتكون منها وكيف تشكلت”. “الجانب المثير في هذه الملاحظة هو أنها تسمح لنا بتقدير حجم الأجسام المتصادمة وعددها الموجود في القرص، وهي معلومات يكاد يكون من المستحيل الحصول عليها بأي وسيلة أخرى.”

ويقدر أن هناك حوالي 300 مليون جسم حول فم السمكة الكبيرة بحجم تلك التي اصطدمت لتوليد هذه السحب اللامعة من الغبار. وقال إن الملاحظات السابقة للنجم كشفت عن وجود غاز أول أكسيد الكربون، مما يشير إلى أن هذه الكواكب المصغرة غنية بالمواد المتطايرة، وبالتالي تشبه إلى حد كبير في تكوينها المذنبات الجليدية في نظامنا الشمسي.

سحب الغبار تتنكر على شكل كواكب خارجية

يقع Fomalhaut داخل كوكبة Piscis Austrinus الجنوبية، وهو أكثر سطوعًا بـ 16 مرة من شمسنا وواحد من ألمع النجوم في السماء. وبعد أن بدأ كالاس برصده باستخدام تلسكوب HST في عام 2004، اكتشف حزامًا كبيرًا من الحطام المغبر على مسافة 133 وحدة فلكية (AU) من النجم، أي أكثر من ثلاثة أضعاف المسافة من النجم مثل النجوم. حزام كويبر هو من الشمس في نظامنا الشمسي. الاتحاد الإفريقي هو متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس، أو 93 مليون ميل.

بالنسبة إلى كالاس، تشير الحافة الداخلية الحادة للحزام إلى أنه تم نحته بواسطة الكواكب. وبعد ملاحظة ثانية في عام 2006، خلص إلى أن النقطة المضيئة في الحزام الخارجي المرئية في كل من الصورتين 2004 و2006 كانت في الواقع كوكبًا. واعترف وقتها أنه من الممكن أن تكون سحابة غبار شديدة السطوع ناجمة عن اصطدام في القرص، لكن احتمال ذلك بدا منخفضا للغاية.

عوالم تختفي واكتشافات جديدة

كان كالاس قادرًا على جدولة أربع عمليات رصد لـ HST لـFomalhaut، في أعوام 2010، و2012، و2013، و2014. ولكن في المرة الأخيرة، لم يكن Fomalhaut b موجودًا في أي مكان. بعد تسع سنوات، وبعد ثلاث محاولات فاشلة لتصوير فم السمكة الكبيرة باستخدام HST، حصل على صورة جديدة كشفت عن نقطة مضيئة أخرى ليست بعيدة عن الأولى، والتي يشار إليها الآن باسم فم السمكة CS1، للمصدر المحيطي 1. بناءً على موقعها، فإن البقعة الجديدة، التي يطلق عليها اسم فم السمكة CS2، لا يمكن أن تكون عودة لظهور فم السمكة CS1. نظرًا للتوقف الذي دام تسع سنوات بين عامي 2014 و2023، فمن غير الواضح متى ظهر فم السمكة CS2.

في الورقة الجديدة، قام كالاس وفريق دولي من علماء الفلك بتحليل صورة فم السمكة الكبيرة عام 2023 وصورة لاحقة، على الرغم من أنها رديئة، تم الحصول عليها في عام 2024، وخلصوا إلى أنها لا يمكن أن تكون سوى ضوء منعكس من سحابة غبار ناتجة عن اصطدام اثنين من الكواكب المصغرة.

وأشار كالاس إلى أنه في البداية، تحرك Fomalhaut cs1 مثل كوكب خارج المجموعة الشمسية، ولكن بحلول عام 2013، كان مساره منحنيًا بعيدًا عن النجم. سيكون هذا النوع من الحركة ممكنًا للجسيمات الصغيرة جدًا التي يتم دفعها للخارج بواسطة الضغط الإشعاعي لضوء النجوم. ظهور CS2 يدعم فكرة أن CS1 كان في الواقع سحابة من الغبار.

دروس للبحث عن الكواكب الخارجية في المستقبل

يقارن كالاس هذه الأحداث بسحابة الغبار التي نشأت في عام 2022 عندما اصطدمت مهمة DART (اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج) التابعة لناسا بالقمر ديمورفوس، الذي كان يدور حول الكويكب ديديموس. وقدر الفريق أن السحابة المحيطة بـ Fomalhaut أكبر بحوالي مليار مرة.

تم منح Kalas الوقت على مدى السنوات الثلاث المقبلة لاستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائيكاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (نيركام) و HST لرصد فم السمكة الكبيرة وتتبع تطور السحابة لمعرفة ما إذا كانت تتوسع في الحجم وتحديد مدارها. إنه بالفعل أكثر سطوعًا بنسبة 30٪ من Fomalhaut CS1. أكدت الملاحظات الإضافية في أغسطس 2025 أن CS2 لا يزال مرئيًا.

وتحسبًا للمهمات الفضائية المستقبلية لتصوير الكواكب الخارجية بشكل مباشر، حذر كالاس علماء الفلك من الحذر من سحب الغبار التي تتنكر على شكل كواكب.

وقال: “هذه الاصطدامات التي تنتج سحبًا من الغبار تحدث في كل نظام كوكبي”. “بمجرد أن نبدأ في فحص النجوم باستخدام التلسكوبات المستقبلية الحساسة مثل مرصد العوالم الصالحة للسكن، والذي يهدف إلى تصوير كوكب خارجي يشبه الأرض بشكل مباشر، علينا أن نكون حذرين لأن هذه النقاط الخافتة من الضوء التي تدور حول نجم قد لا تكون كواكب”.

المرجع: “اصطدام كوكبي ثانٍ في نظام فم السمكة الكبير” بقلم بول كالاس، جايسون ج. وانغ، ماكسويل أ. ميلار-بلانشير، بن بي. رين، مارك سي. وايت، جرانت إم. كينيدي، ماكسيميليان سومر، توماس إم. إسبوزيتو، روبرت جيه. دي روزا ومايكل فيتزجيرالد، 18 ديسمبر 2025، علوم.
دوى: 10.1126/science.adu6266

المؤلفون المشاركون الآخرون في هذه الورقة هم عالم الفلك بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، توماس إسبوزيتو؛ طلاب الدراسات العليا السابقون في جامعة كاليفورنيا في بيركلي جيسون وانغ، الآن في جامعة نورث وسترن في إلينوي، ومايكل فيتزجيرالد، الآن في جامعة كاليفورنيا; زميل ما بعد الدكتوراه السابق بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، روبرت دي روزا، ويعمل الآن في المرصد الجنوبي الأوروبي في تشيلي؛ ماكسويل ميلار بلانشر من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا؛ بن رن من جامعة شيامن في الصين؛ ماكسيميليان سومر من جامعة كامبريدج؛ وغرانت كينيدي من جامعة وارويك في المملكة المتحدة. تم دعم العمل من قبل وكالة ناسا (NAS5-26555، GO-HST-17139).

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