اكتشف العلماء نجمين ميتين غريبين يتحدى التوقعات الفلكية

يقول الباحثون إن القزمين الأبيضين المعزولين Gandalf وMoon-Sized يحددان فئة جديدة من بقايا النجوم لأنهما يشتركان في خمس سمات، بما في ذلك انبعاث الأشعة السينية.

عبر النطاق الهائل للكون، يمكن لجسم واحد غير عادي أن يدفع علماء الفلك للبحث عن كائنات أخرى مثله، مما يؤدي أحيانًا إلى التعرف على فئة جديدة تمامًا من النجوم.

في ورقة نشرت في علم الفلك والفيزياء الفلكية و arXiv في النسخة الأولية، يصف الباحثون في معهد العلوم والتكنولوجيا في النمسا (ISTA) بقايا نجمية تشترك في خمس سمات، بما في ذلك انبعاث الأشعة السينية، على الرغم من أن كليهما يبدوان معزولين. ويرى الفريق أن هذين الجسمين كافيان لتأسيس فئة جديدة من البقايا النجمية.

ومن المتوقع أن تصبح شمسنا أ قزم أبيض في حوالي خمسة إلى ثمانية مليارات سنة. القزم الأبيض عبارة عن بقايا نجمية كثيفة للغاية، بحجم الأرض تقريبًا، تُركت بعد أن يستهلك النجم وقوده ويتخلص من طبقاته الخارجية.

على الرغم من أن الشمس وحدها، فقد أظهرت الأبحاث على مدى السنوات الخمس عشرة الماضية أن الأنظمة الثنائية والمتعددة النجوم أكثر شيوعًا بكثير مما أدركه علماء الفلك سابقًا. عندما تكون بقايا مدمجة وكثيفة، مثل القزم الأبيض، جزءًا من نظام ثنائي، يمكنها في كثير من الأحيان سحب المواد بعيدًا عن النجم المرافق لها. هذه العملية، التي تسمى التراكم، تنتج عادةً أشعة سينية يتم التعامل معها على أنها إشارة توقيع.

أكد العلماء في مجموعة إيلاريا كايازو، الأستاذة المساعدة في معهد العلوم والتكنولوجيا في النمسا (ISTA)، إشارات الأشعة السينية الصادرة عن جسمين معزولين يعرفان باسم غاندالف وحجم القمر. كلاهما مغناطيسي للغاية، ويدوران بسرعة، ويصنفان على أنهما “بقايا اندماج” لأن كل منهما تشكل بعد اصطدام كوني عنيف. نظرًا لأنهما يصدران أشعة سينية بدون نجم مصاحب، يبدو أن الجسمين يحددان فئة خاصة بهما.

غاندالف — سيد نصف الخواتم؟

غاندالف ليس كائنًا جديدًا تمامًا. لاحظته كايازو لأول مرة أثناء بحثها في مرحلة ما بعد الدكتوراه ووصفته بأنه غير عادي لأن بعض إشاراته تشير إلى احتمال وجود مواد حوله.

يقول أندريه كريستيا، طالب الدكتوراه في مجموعة كايازو والمؤلف الأول للورقة البحثية المنشورة في عام 2016: “اعتقدنا في البداية أنه نظام ثنائي”. علم الفلك والفيزياء الفلكية، عن غاندالف. ويضيف: “عند مستوى المغناطيسية العالي جدًا للبقايا، يجب أن يكون دورانها متزامنًا مع مدار رفيقها، على غرار دوران الأرض مع مدار القمر”. ومع ذلك، فإن أسرع فترة مدارية تمت ملاحظتها حتى الآن هي 80 دقيقة. ومن ناحية أخرى، يدور غاندالف حول محوره كل ست دقائق. ووفقا لكريستيا، هذه ليست سوى واحدة من سماتها المحيرة.

“لو كان غاندالف متورطًا في نظام ثنائي، لكان غير متزامن إلى حد كبير، الأمر الذي ربما جعل الأمر أكثر حيرة مما هو عليه بالفعل. لكننا لم نجد رفيقًا أبدًا. إذًا، من أين تأتي المواد المحيطة بالنجم؟”

وللتحقق من هذا اللغز، تحول الفريق إلى أطياف الانبعاث البصري، وهي طريقة رصد شائعة الاستخدام في علم الفلك.

لكي يتم محاصرة المادة المحيطة في تكوين نصف حلقة، يجب أن يكون للجسم مجال مغناطيسي قوي وغير متماثل، كما يقول علماء ISTA. الائتمان: راسل سي جيه كايتلي

يقول كريستيا: “لقد رأينا أطياف انبعاث الهيدروجين التي أظهرت بصمة مزدوجة الذروة، تشبه آذان القطط”. “عادةً ما يشير هذا التوقيع إلى وجود قرص من المادة يحيط ببقايا الاندماج. ومع ذلك، من خلال فحص الإشارة عن كثب، أدركنا أنها كانت تتناوب بين القمتين خلال فترة دوران البقايا البالغة ست دقائق”. تطابقت هذه الملاحظة الغريبة مع وجود نصف حلقة من المادة تدور حول النجم. ويضيف: “لم نر شيئًا كهذا من قبل في أي قزم أبيض”.

وخلص الباحثون إلى أنه إذا كانت المادة المحيطة ببقايا الاندماج محتجزة في نصف حلقة غير متساوية، فيجب أن يكون لدى الجسم مجال مغناطيسي قوي وغير متماثل أيضًا.

يقول كريستيا: “يجب ملاحظة أن الأقزام البيضاء ذات العمر المماثل والمرحلة التطورية تكون عادةً غير مغناطيسية”. “في حين أن بقايا الأقزام البيضاء ذات المغناطيسية العالية تعد بالفعل استثناءً، فإن غاندالف هو الآن واحد من اثنين فقط من بقايا الاندماج المعروفة التي تتميز بمغنطة غير متماثلة.” دفعت هذه السمات غير العادية كريستيا إلى تسمية القطعة على اسم الشخصية المحبة للألغاز من روايات جيه آر آر تولكين.

بحجم القمر — توأم غاندالف الأكثر تطورًا؟

على الرغم من أن الباحثين لم يعثروا على رفيق لغاندالف، إلا أنهم ربما وجدوا شيئًا يشبه التوأم في مكان آخر من الكون.

اللعنة نشر اكتشاف قزم أبيض يسمى “بحجم القمر” عام 2021، وقد برز الجسم بالفعل لعدة أسباب غير عادية. إنه مغناطيسي للغاية ويدور بسرعة، وينضغط بما يعادل كتلة الشمس ليشكل جسمًا مماثلًا في الحجم للقمر، أو أكبر قليلاً، وفقًا لأدلة جديدة في دراسة جديدة. arXiv النسخة الأولية بقيادة أيوش ديساي، وهو طالب دكتوراه آخر في مجموعة كايازو.

وجد فريق ISTA أن Moon-Sized وGandalf لديهما خمس سمات رئيسية مشتركة. كلاهما فائق الكتلة، مغناطيسي للغاية، سريع الدوران، بدون مرافق، ومصدر للأشعة السينية. بسبب هذه الخصائص المشتركة، يقترح العلماء أن Gandalf وMoon-Sized هما مثالان لفئة جديدة من البقايا.

ومع ذلك، فإن الأشياء ليست متطابقة. يُظهر غاندالف دليلاً على المواد المحيطة، بينما لا يُظهر Moon-Size ذلك. تشكل غاندالف في تصادم منذ حوالي 60 إلى 70 مليون سنة، في حين أن Moon-Size أقدم بكثير، حيث يعود تاريخ اندماجه إلى حوالي 500 مليون سنة مضت. يصدر غاندالف أيضًا أشعة سينية أكثر سطوعًا بنحو 100 مرة، مما قد يعني أن Moon-Sized هو إصدار أقدم وأكثر تطورًا يفقد تدريجيًا كل ما يقوي انبعاث الأشعة السينية.

ما هي معايير تحديد فئة جديدة من النجوم أو البقايا؟

يتفق علماء الفلك بشكل عام على أن الأجسام القريبة من المرجح أن تمثل مجموعة أكبر من الكائنات النادرة. ومع ذلك، فإن أي كائن ذي ميزات غير مألوفة يمكن أن يحفز على إجراء بحث أوسع.

يشرح كايازو: “إذا وجدنا جسمًا واحدًا جديدًا في اتساع الكون، فما هي فرص كونه الوحيد؟ عادةً، يكون جسم نجمي واحد بخصائص جديدة أكثر من كافٍ بالنسبة لنا للبدء في البحث عن كائنات مماثلة. ولكن هنا، وجدنا في الواقع جسمين لهما خمس سمات متداخلة. وهذا كثير بالنسبة لفئة جديدة من بقايا النجوم!”

الأشعة السينية وأسرار تطور النجوم

وقد اقترح الفريق عدة تفسيرات محتملة للملاحظات، وخاصة أصل الأشعة السينية.

في أحد الاحتمالات، يدور نجم ممغنط بقوة بسرعة كافية لإنشاء قوة تسحب المواد من بقايا النجم نفسه. يقول ديساي: “هذا هو السيناريو المفضل لدي لأنه يفسر فقط القزم الأبيض نفسه، وليس المواد التي تنشأ من خارج بقايا النجم”. لاحظ الفريق أن عملية التدفق هذه معروفة من النجوم النيوترونية شديدة الممغنطة والتي تسمى النجوم النابضة، ولكن لم تتم نمذجتها بعد على شكل بقايا قزم أبيض.

الاحتمال الثاني ينطوي على تدفق المواد إلى الداخل. في هذا السيناريو، قد لا يكون التيار المتبقي من الاندماج الأصلي قد سقط بالكامل على البقايا بعد الاصطدام. إذا انتقلت تلك المادة في مدار شديد الانحراف، مبتعدة عن النجم قبل أن تعود بالقرب منه، فمن الممكن أن تتراجع إلى البقايا على مدى مئات الملايين من السنين.

وفي السيناريو الثالث، يدرس الباحثون مصدرًا محتملًا آخر للمواد المتدفقة الخارجية.

يقول ديساي: «نحن نعلم أن ثلث الأقزام البيضاء ملوث». “إنها كثيفة جدًا لدرجة أننا نتوقع أن تنهار عليها مواد خارجية، مثل الكويكبات أو حتى الأجسام الكوكبية المحطمة.” في حين أن غاندالف يظهر بعض علامات التلوث، ربما من خلال المواد الغنية بالكربون أو السيليكون، فإن الفريق لم يكتشف مثل هذه الإشارات من القمر الأقدم بكثير. يشرح ديساي: “يبدو هذا السيناريو أقل احتمالاً، لأنه لا يفسر بشكل كامل سبب رؤيتنا للأشعة السينية في كلا الجسمين في الوقت الحالي”.

لقد تعلم الفريق تفاصيل مهمة عن Moon-Size وGandalf، ولكن ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد كيفية تأثير مثل هذه الأجسام على أنظمتها الكوكبية.

يوضح ديساي: “الجسمان اللذان حددناهما حتى الآن لديهما الكثير من أوجه التشابه، ولكنهما أيضًا مختلفان”. “إن العثور على المزيد من هذه البقايا سيساعدنا على استبعاد السيناريوهات وربما العثور على تفسيرات أخرى تمامًا”.

في الوقت الحالي، لا يزال الباحثون بحاجة إلى تحديد ما إذا كانت أي واحدة من السمات الخمس المشتركة ضرورية للعضوية في هذه الفئة الجديدة المقترحة.

مراجع:

“نصف حلقة من المواد النجمية المتأينة المحاصرة في الغلاف المغناطيسي لبقايا اندماج القزم الأبيض – فئة جديدة من بقايا اندماج القزم الأبيض مع انبعاث الأشعة السينية” بقلم أندريه أ. كريستيا، إيلاريا كايازو، تيم كننغهام، جون سي. ريموند، ستيفان فينيس، أديلا كاوكا، أيوش ديساي، ديفيد آر ميلر، جي جي هيرميس، جيم فولر، جيريمي هيل، جان فان روستل، كيفن بي. بورج، أنطونيو سي. رودريجيز، إنجريد بيليسولي، بوريس تي. جانسيك، باولا شكودي، سكوت جيه. كينيون، زاك فاندربوش، أندرو دريك، ليليا فيراريو، دايال ويكراماسينغ، فيراج آر كارامبيلكار، ستيفن جوستام، روديجر باكمور، كريم البدري، توماس برينس، إس آر. كولكارني، ماثيو ج. جراهام، فرانك ج. ماسكي، ستيفن إل. جروم، يوشيا بوردوم، ريتشارد ديكاني وإريك سي. بيلم، 10 فبراير 2026، علم الفلك والفيزياء الفلكية.
دوى: 10.1051/0004-6361/202556432

“الأجواء المغناطيسية والتفاعل حول النجمي في J1901+1458: إعادة النظر في بقايا اندماج القزم الأبيض الأكثر إحكاما في ضوء بيانات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية الجديدة” بقلم أيوش ديساي، إيلاريا كايازو، ستيفان فينيس، أديلا كاوكا، تيم كننغهام، جوري كوتيوالي، كاميساسا، لياندرو جي ألتهاوس، جي جي هيرميس، إيريس تراولسن، جيمس فولر، جيريمي هيل، جان فان روستل، كيفن بي. بورج، أنطونيو سي. رودريجيز، إنغريد بيليسولي، بوريس تي جانسيك، باولا سكودي، سوميت ك. ماهيشواري، زاكاري بي فاندربوش، أندرو دريك، ليليا فيراريو، ديال ويكراماسينغ، ستيفن جوستام، روديجر باكمور، كريم البدري، توماس برينس، إس آر كولكارني، ماثيو ج. جراهام، بن روشولمي، روس ر. لاهر، وجوشيا بوردوم، 3 سبتمبر 2025، أرخايف.
دوى: 10.48550/arXiv.2509.03216

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