شارك باحث إسرائيلي من جامعة كاليفورنيا اكتشاف نظام نجمي مزدوج يحتوي على قزمين أبيضين

جلب آفي شافورر، زميل ما بعد الدكتوراه من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو وLCOGT، خبرته من مجال الكواكب خارج النظام الشمسي إلى الاكتشاف الجديد الذي تقرر فيه أن أحد الأقزام البيضاء هو من نوع نادر للغاية - فهو يتكون من الهيليوم. ، وليس الأكسجين والكربون مثل معظم الأقزام البيضاء، بما في ذلك رفيقها في النظام

علماء الفيزياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا (UCSB) هم أول من حدد قزمين أبيضين في نظام نجمي مزدوج، مما يجعل من الممكن لأول مرة قياس نصف قطر قزم أبيض نادر بشكل مباشر يتكون من الهيليوم النقي. سيتم نشر النتائج في مجلة رسائل الفيزياء الفلكية. وهذه الملاحظات هي الأولى التي تؤكد نظرية حول هذا النوع من الأقزام البيضاء.

بدأت القصة عندما لاحظ جاستن ستاينفادت، وهو طالب دكتوراه في الفيزياء في جامعة كاليفورنيا، الأقزام البيضاء كجزء من أطروحته للدكتوراه مع لارس بيلدستن، الأستاذ وعضو هيئة التدريس في معهد كافلي للفيزياء النظرية (KITP) التابع لجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو، وستيف هاول من مركز البصريات الفلكية. المرصد الوطني (NOAO) في توكسون أريزونا.

وتم اكتشاف الخسوف القصير خلال رصد النجم NLTT 11748 بواسطة تلسكوب Fulks North الموجود في هاواي والتابع لمعهد LCOGT التابع لجامعة UCSB. النجم، NLTT 11748، هو واحد من عدد صغير من الأقزام البيضاء منخفضة الكتلة ذات النواة الهيليومية والتي تخضع لدراسة متأنية لتغيرات سطوعها. صورة سريعة للنجم - بمعدل تعريض واحد كل دقيقة أو نحو ذلك - وجدت أنه في عدة صور متتالية للنجم يبدو شاحبًا بعض الشيء. وسرعان ما أدرك ستينفت أهمية هذا الاكتشاف غير المتوقع. وقال: "نشاهد العديد من النجوم، لكنني ما زلت أعتقد أننا كنا محظوظين".

آفي شافورر هو زميل ما بعد الدكتوراه من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو وLCOGT، وهو عالم فلك إسرائيلي يعيش في كاليفورنيا. أجرى شابورر الملاحظات الأولى باستخدام تلسكوب فولكس نورث، وجلب خبرته في مجال الكواكب خارج المجموعة الشمسية إلى الاكتشاف الجديد. "كنا نعلم أن شيئًا ما كان خارجًا عن المألوف، خاصة عندما أكدنا هذه الأجزاء المنخفضة في الليلة التالية أيضًا." قال شافورير. ولاحظ العلماء حدوث خسوف للنجم المزدوج لمدة ثلاث دقائق، والذي يحدث مرتين خلال 5.6 ساعة، وهو مقدار الوقت الذي تستغرقه النجوم لإكمال دورة واحدة حول بعضها البعض.

أدت الإثارة المحيطة بالاكتشاف والحاجة إلى تأكيده بسرعة إلى استخدام تلسكوب قطره 10 أمتار في مرصد كيك الواقع في مونا كيا في هاواي، بعد خمسة أسابيع فقط من المراقبة الأولى. سيتم تعزيز الفريق بواسطة ديفيد كابلان وأميت هابل وطالب ما بعد الدكتوراه في معهد KITP. قام بيلدستن وكابلان بترتيب استخدام كيك من خلال تبادل الوقت الذي حجزوه لمشروع آخر مع جيف مارسي من بيركلي.

خلال الليل، تمكن الباحثون من قياس التغيرات في إزاحة دوبلر للنجم NLTTT 11748، والتي تنتج عن التغيرات في سرعة النجم الأكثر سطوعًا في النظام أثناء دورانه حول القزم الأبيض المرافق له، وهو أكثر شحوبًا ولكنه أكثر شحوبًا. أكثر ضخامة منه. "إنه لأمر مدهش أن نشهد مدى سرعة تغير نجوم الهالة سرعتها في دقائق." قال كابلان، الذي كان حاضرا في كيك أثناء المشاهدة.

أدت هذه الملاحظات إلى تأكيد نظرية مهمة حول الأقزام البيضاء. ينهي النجوم حياتهم بعدة طرق. يقول هاول: "إن تكوين مثل هذا النظام الثنائي الذي يحتوي على قزم أبيض منخفض الكتلة يتكون من الهيليوم يجب أن يحدث نتيجة للتفاعل وفقدان الكتلة بين النجمين الأصليين". الأقزام البيضاء هي بقايا مدمجة من النجوم المشابهة لشمسنا، والتي تتشابه أبعادها اليوم مع أبعاد الأرض. يتحول النجم إلى قزم أبيض عندما يستهلك وقوده النووي وكل ما يتبقى هو اللب الداخلي، الذي يتكون في معظمه من الكربون والأكسجين.

ومن نجوم النظام الثنائي التي تم اكتشافها هو قزم أبيض نادر، تتكون قشرته من الهيليوم، وتبلغ كتلته 10-20% فقط من كتلة الشمس. كان وجود هذه النجوم معروفًا منذ أكثر من عشرين عامًا. وتنبأت الأعمال النظرية بأن هذه النجوم أكثر سخونة وأكبر من الأقزام البيضاء العادية، لكن حتى الآن لم يتم قياس حجمها بشكل مباشر. أدت ملاحظات NLTT 11748 من قبل مجموعة من الباحثين إلى أول قياس لنصف قطر نجم من هذا النوع وإلى تأكيد النظرية.

النجم الآخر في النظام الثنائي هو أيضًا قزم أبيض، على الرغم من أنه من النوع الأكثر شيوعًا، ويتكون بشكل أساسي من الكربون والأكسجين وتصل نسبة ذوبانه إلى حوالي 70% من كتلة الشمس. هذا النجم أكبر كتلة، ولكنه أصغر أيضًا من القزم الأبيض الآخر. الضوء الذي ينبعث منه هو 30 مرة أكثر شحوبًا من نظيره في النظام المزدوج.

حتى أن شابورر وكابلان لاحظا أنه عندما يجلد القزم الأبيض الضخم شريكه، فإنه يتسبب في انكسار الجاذبية للضوء القادم من الشريك. هذه الظاهرة النادرة، وهي في الواقع انحناء أشعة الضوء تحت تأثير الجاذبية، ينتج عنها تضخيم بسيط للضوء أثناء الكسوف، مما يجعل الكسوف يبدو أقل عمقا قليلا.

وأشار بيلدستن إلى أن هذا الاكتشاف أصبح ممكنا بفضل التعاون الفعال بين الباحثين من معاهد مختلفة، KITP، UCSB وLCOGT. وقال بيلدستن: "هناك احتمال مثير للاهتمام ورائع وهو ما سيحدث خلال 6 إلى 10 مليارات سنة". "ينبعث النظام المزدوج من موجات الجاذبية بمعدل يتطلب اتصال القزمين الأبيضين. ماذا سيحدث بعد ذلك - لا أحد يستطيع أن يخمن".

رسم توضيحي متحرك للقزم الأبيض الصغير وهو يمر بالأكبر منهما

للحصول على بيان صحفي من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا

الدكتور آفي شافورر هو زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا (UCSB) وميتزبي لاس كومبس (LCOGT). قام شافورير بإعداد أطروحة الدكتوراه في جامعة تل أبيب تحت إشراف البروفيسور تسفي مازا، والتي أكملها في عام 2009. مجال أبحاثه الرئيسي هو الكواكب الخارجية وهو يدرس أيضًا النجوم ذات الصوت المزدوج التي تحتوي على جسم مضغوط (ثقب أسود أو نجم نيوتروني أو قزم أبيض). ويستخدم في إطار عمله العديد من التلسكوبات حول العالم وفي الفضاء، ومن بينها أيضًا التلسكوبات الموجودة في المرصد الحكيم في النقب. شارك سبورر في عدد من الاكتشافات الفلكية المثيرة للاهتمام، مثل اكتشاف الكواكب الملائكية HAT-P-2b وCoRoT-7b وCoRoT-9b، واكتشاف عيوب الكوكب GJ436b وقياس كتلة الكوكب. الثقب الأسود النجمي M33 X-7. وقد شارك حتى الآن في 41 مقالة منشورة في الأدبيات المهنية وقد أكسبه عمله العديد من الجوائز، بما في ذلك جائزة زئيف فرانكل من جمعية الفيزياء الإسرائيلية.

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• شارك فريق من الباحثين الإسرائيليين في اكتشاف كوكب يشبه الأرض
• تم اكتشاف ثقب أسود ضخم