العثور على علماء الفلك أختنا التوأم الشمس

ا

نجمنا ، الشمس تسود بشكل مهيب في قلب النظام الشمسي الخاص بنا – كرة مثالية زاحفة ومثيرة من البلازما الحارقة. على الرغم من سماتها العديدة المتلألئة ، فإن شمسنا هي نجمة وحيدة وحيدة ، لأنها تلمع بضوءها الجميل والرائع والشرس في سماء النهار. لكن شمسنا لم تكن دائمًا بمفردها من دون أي أقرباء نجميين قريبين لتزويدها بشركة رائعة من التألق. في الواقع ، ولدت شمسنا عضوًا في مجموعة مكثفة مفتوحة مع الآلاف من النجوم الشقيقة الأخرى التي اختفت بشكل مأساوي ، متجولة إلى مناطق بعيدة من مجرتنا درب التبانة قبل أكثر من 4 مليارات سنة. في نوفمبر 2018 ، فريق دولي من علماء الفلك بقيادة البرتغال Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espago (I ل) أعلن الباحث الدكتور فاردان أديبيكيان أنه باستخدام طريقة جديدة للكشف عن هؤلاء الأشقاء الشمسية المفقودة منذ فترة طويلة ، وجدوا أخت توأم المتطابقة لنجمنا. يتم نشر الورقة التي تصف أبحاثهم في المجلة الفلك والفيزياء الفلكية.

عدد أخوات شمسنا بالآلاف. ولدت هذه النجوم الضائعة منذ زمن بعيد بنفس الكتلة الضخمة الكتلة النجمية المفتوحة كنجمنا قبل أكثر من 4 مليارات سنة. منذ ذلك الحين ، انحرفت هذه النجوم الشقيقة – وتشير بعض التقديرات إلى أنه ربما يكون هناك ما يصل إلى 3500 من هؤلاء المتجولين الضائعين.

An كتلة مفتوحة هي مجموعة تصل إلى بضعة آلاف من النجوم التي تكونت جميعها في نفس الوقت تقريبًا من منطقة معينة من عملاق وبارد ومظلم سحابة جزيئيةوبالتالي هم في نفس العمر. أكثر من 1100 مجموعات مفتوحة تمت ملاحظتها في مجرتنا درب التبانة – لكن الفلكيين يعتقدون أن هناك المزيد. إنهما مترابطان معًا فقط من خلال جاذبيتهما الجاذبة المتبادلة ، ويتعطلان بسهولة بسبب الفرش المقربة المؤلمة مع العناقيد الأخرى ، وكذلك من خلال سحب الغاز ، عندما يدوران حول مركز المجرة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى الترحيل إلى المنطقة الرئيسية للمجرة ، بالإضافة إلى فقدان الأشقاء العنقوديين عن طريق اللقاءات الداخلية المغلقة. مجموعات مفتوحة عمومًا تستمر لبضع مئات الملايين من السنين ، مع بقاء أكبرها لبضعة مليارات من السنين. في تناقض دراماتيكي ، تسكن النجوم ضخمة الكتلة النجمية الكروية تمارس قوة جاذبية أقوى على بعضها البعض ، ويمكنها البقاء على قيد الحياة لفترة أطول من ذلك بكثير. مجموعات مفتوحة تم اكتشافها فقط في المجرات اللولبية وغير المنتظمة ، حيث يستمر النجم النشط.

شبابي مجموعات مفتوحة قد مهد في سحابة جزيئية التي ولدوا منها ، واشعالها لخلق منطقة H IIوهي منطقة من الهيدروجين الذري النجمي المتأين. عادة ما تكون سحابة من الغاز المتأين جزئيًا فقط والتي حدثت فيها النجم حديثًا. حجم رياضي يتراوح من سنة إلى مئات السنين الضوئية ، وكثافة تتراوح بين بضعة ملايين ومليون جسيم لكل سنتيمتر مكعب ، مرحبا انا المناطق قد يكون من أي شكل. وذلك لأن توزيع النجوم والغاز داخلها غير منتظم. مع مرور الوقت ، ضغط الإشعاع من العنقودية سوف أجاد سحابة جزيئية. عادة ، ما يقرب من 10 ٪ من كتلة السحابة المظلمة المتجمدة سوف تتجمع في النجوم قبل أن يطلق ضغط الإشعاع الغاز بعيدًا.

مجموعات مفتوحة تلعب دورًا مهمًا في دراسة التطور النجمى. وذلك لأن الأعضاء النجمية العنقودية من نفس العمر تقريبًا والتركيب الكيميائي ، مما يجعل خصائصها أكثر سهولة مما هي عليه للنجوم المعزولة. كثير مجموعات مفتوحة مرئية للعين البشرية بدون مساعدة. هذه مرئية عناقيد المجموعات تشمل بلياردز ، هيدرا أو ال مجموعة ألفا بيرسي. ومع ذلك ، هناك أخرى عناقيد المجموعات، مثل ال الكتلة المزدوجة، والتي بالكاد يمكن رؤيتها بدون مساعدة من الأدوات ، في حين يمكن ملاحظة المزيد باستخدام المنظار أو التلسكوبات. ال مجموعة البط البري (M11) انه مثال.

مثل الأخر التجمعات النجمية المفتوحةتفككت كتلة الولادة في الشمس مع مرور الوقت ، والعديد من أخوات شمسنا المفقودة أصبحوا بعيدون جدًا لدرجة أنه من الصعب جدًا على الفلكيين العثور عليها.

وأوضح الدكتور أديبيكيان في 16 نوفمبر 2018 أنه "نظرًا لعدم وجود الكثير من المعلومات حول ماضي الشمس ، فإن دراسة هذه النجوم يمكن أن تساعدنا على فهم مكان الشمس في المجرة وتحت أي ظروف تشكلت الشمس". I ل خبر صحفى.

الدكتور أديبيكيان ، من I ل و ال جامعة بورتو في البرتغال ، واصلت شرح أنه "بالتعاون مع Patrick de Laverny ، حصلنا على عينة من 230،000 أطياف من AMBRE مشروع." AMBRE هو مشروع علم الآثار المجرة التي أنشأتها المرصد الجنوبي الأوروبي (ESO) و ال مرصد كوتور أزور (فرنسا)، من أجل تحديد معلمات الغلاف الجوي النجمية للأطياف المؤرشفة من ESO's FEROS ، HARPS ، UVES و زرافة مطياف.

ثم ذهب فريق الفلكيين لاستخدام هذه البيانات الطيفية عالية الجودة التي تم الحصول عليها من AMBRE المشروع جنبا إلى جنب مع البيانات الفلكية الدقيقة المستمدة من الإصدار الثاني من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) Gaia وأضاف الدكتور أديبيكيان أن المهمة هي "اختيار مجموعة من النجوم ذات تركيبات كيميائية تتناسب بشكل أفضل مع تركيبة الشمس ، يليها تقدير لهذه النجوم وخصائصها الحركية".

حضانة سولار

نشأ نظامنا الشمسي من شظايا مختلطة تتكون من بقايا باقية من أفران الصهر النووي الميتة منذ فترة طويلة للمولدات القديمة من النجوم. ولدت شمسنا (مثل أختها المفقودة المتلألئة) مدسوسة في بقعة باردة وكثيفة شديدة البرودة ، تفرز داخل الطيات الملتوية والدائرية لعملاق مظلم سحابة جزيئية. على الرغم من أنها قد تبدو غير بديهية ، يجب أن تصبح الأمور باردة جدًا قبل أن يولد نجم طفل جديد حارق حار. انهار النجم الكثيفة النجمية في نهاية المطاف تحت الجاذبية الشديدة لجاذبيتها الخاصة – مما أدى إلى ولادة نجم طفل جديد. في الأعماق الخفية لهذه الشاسعة والمظلمة غيوم جزيئية تتكون في الغالب من الغاز ، مع كميات أقل بكثير من الغبار ، يتم دمج خيوط المواد الهشة والحساسة تدريجيًا ثم تتجمع معًا – تنمو في الحجم لمئات الآلاف من السنين. وأخيرًا ، بعد الضغط بلا هوادة بسبب سحق الجاذبية الذي لا يرحم ، ذرات الهيدروجين مدمجة داخل هذه الكتلة بسرعة واندماج كبير ، وتضيء نارًا نجمية مستعرة تستمر طوال "النجم" الجديد.

يبلغ قطر نجمنا حوالي 864337.3 ميل ، وهو ما يقرب من 109 أضعاف كتلة الأرض ، وكتلته حوالي 330.000 مرة من كتلة الأرض. تمثل شمسنا ما يقرب من 99.86 ٪ من كتلة نظامنا الشمسي بأكمله. تتكون حوالي ثلاثة أرباع كتلة الشمس من الهيدروجين (حوالي 73٪) ، والباقي غالبًا من الهيليوم. (25٪) – بكميات أقل بكثير من العناصر الذرية الثقيلة ، مثل الأكسجين والكربون والنيون.

صنفتنا صنفا نجمة التسلسل الرئيسي من النوع G ، بناءً على فئتها الطيفية. النجم ، مثل شمسنا ، لا يزال نجمًا "حيًا" على حرق الهيدروجين التسلسل الرئيسي من Hertzsprung-Russell رسم تخطيطي لتطور النجوم ، وكثيرا ما يشار إليه بشكل غير رسمي (وغير دقيق إلى حد ما) باسم قزم أصفر. ومع ذلك ، فإن ضوء نجمنا أقرب إلى اللون الأبيض منه إلى اللون الأصفر. لقد ولدت قبل حوالي 4.6 مليار سنة من انهيار الجاذبية للمادة داخل الولادة النجمية سحابة جزيئية. تم جمع معظم المواد المنهارة في المركز ، بينما استقر الباقي في قرص مداري أصبح نظامنا الشمسي في النهاية. نمت الكتلة المركزية ساخنة وكثيفة ، وبدأت في نهاية المطاف الاندماج النووي في صميمها. ولدت شمسنا بهذه الطريقة – وجميع النجوم الأخرى تتشكل أيضًا نتيجة لهذه العملية.

تتمتع شمسنا حاليًا بمنتصف العمر النشط والمتعرج ، ولم تتغير كثيرًا لأكثر من أربعة مليارات سنة. ربما ستبقى في هذه الحالة المستقرة لمدة خمسة مليارات سنة أو نحو ذلك. تقوم شمسنا حاليًا بدمج ما يقرب من 600 مليون طن من الهيدروجين في الهيليوم كل ثانية ، مما يؤدي إلى دمج حوالي مليون طن من المواد في الطاقة كل ثانية نتيجة لذلك. هذه الطاقة ، التي يمكن أن تستغرق ما بين 10،000 و 170،000 سنة للهروب من القلب الحاد ، هي أصل ضوء نجمنا المبهر والحرارة الشديدة. ولكن ، في حوالي 5 مليار سنة ، عندما تقلص اندماج الهيدروجين في قلب شمسنا إلى النقطة التي لم يعد بإمكانها البقاء في التوازن الهيدروستاتيكي ، سيتغير شكلها. عند هذه النقطة ، سيخضع قلب نجمنا إلى زيادة كبيرة في الكثافة ودرجة الحرارة ، حتى مع حجم طبقاته الخارجية. سوف تتطور شمسنا القرمزية المنتفخة في نهاية المطاف إلى هائلة النجم الاحمر العملاق التي ستبتلع عطارد والزهرة ، وربما الأرض أيضًا. ولكن حتى لو كانت شمسنا الميتة ، في أكل لحومها العملاق الأحمر المرحلة ، لا تبتلع كوكبنا المنكوب ، ستجعل الأرض بالتأكيد غير صالحة للسكن.

عندما يصل نجمنا المحتضر أخيرًا إلى نهاية ذلك الطريق النجمي الطويل ، فسوف يتخلص من طبقاته الغازية الخارجية ويتطور إلى جثة نجميّة باردة كثيفة تسمى نجم قزم أبيض ، التي لم تعد قادرة على إنتاج الطاقة عن طريق عملية الاندماج النووي. سوف يهلك نجمنا بسلام ، وكذلك بشكل جميل. الجديد والشبح قزم ابيض سوف يحيط بكفن متلألئ ، لامع ، متعدد الألوان ، يسمى أ السديم الكوكبييتكون من ما كان في السابق طبقات الغاز الخارجية لشمسنا. في الواقع، الأرصفة جميلة جدًا لدرجة أن علماء الفلك يشيرون إليها كثيرًا على أنها "فراشات الكون".

توأم شمسي متطابق

على الرغم من أن الدكتور أديبيكيان وفريقه اكتشفوا أختًا واحدة فقط من شمسنا ، أطلق عليها النجم نفسه HD186302–مميز جدا. ذلك لأن هذا ج 3-اكتب التسلسل الرئيسي النجم ليس فقط شقيق شمسي في كل من العمر والتركيب الكيميائي ، بل هو أيضًا توأم الشمس.

قد يكون الأشقاء الشمسية مرشحين واعدين أيضًا في سعي الفلكيين لاكتشاف الحياة خارج نظامنا الشمسي. هذا لأن هناك احتمالًا أن الحياة قد تكون انتقلت بين الكواكب حول النجوم الشقيقة التي تعيش في كتلة الولادة في الشمس. نقل الحياة بين الكواكب الخارجية تسمى النظم بين نتوء الطحال بين النجوم.

إن الدكتور أديبيكيان متفائل بحذر بشأن هذا الاحتمال. "تُظهر بعض الحسابات النظرية أن هناك احتمالًا لا يُذكر أن تنتشر الحياة من الأرض إلى الكواكب الأخرى أو أنظمة الكواكب الخارجية ، خلال فترة القصف العنيف المتأخر. إذا كنا محظوظين ، و مرشحنا لديه كوكب ، والكوكب من النوع الصخري في المنطقة الصالحة للسكن ، وأخيرًا إذا كان هذا الكوكب "ملوثًا" ببذور الحياة من الأرض ، فلدينا ما يمكن أن يحلم به المرء – وهو مدار أرضي ثانٍ وعلق أحد في الثانية ، 16 نوفمبر 2018 بيان صحفي من IA.

ال منطقة صالحة للسكن المحيطة بنجم هو ذلك المعتدل المنطقة حيث درجة الحرارة ليست ساخنة للغاية ، وليس باردًا جدًا ، ولكن الحق فقط من أجل وجود الماء في طور السائل السائل الذي يحافظ على الحياة. الحياة كما نعرفها لا يمكن أن توجد بدون وجود الماء السائل.

فريق الفلكيين في I ل تخطط لبدء مهمة جديدة مخصصة للبحث عن الكواكب حول هذا التوأم الشمسي باستخدام كليهما HARPS و إسبرسو مطياف. إسبرسو (Echelle Spectrograph للروك خارج المجموعة الشمسية والملاحظات الطيفية المستقرة) هو مطياف عالي الدقة ، مثبت في VLT من ESO. تم تصميمه لغرض البحث واكتشاف الكواكب الشبيهة بالأرض ، القادرة على استضافة الحياة ، في مدار حول النجوم البعيدة.

إن اكتشاف وتوصيف أنظمة الكواكب حول الأخوات الشمسية يمكن أن يكشف عن بعض المعلومات المهمة للغاية حول نتيجة تكوين الكوكب في بيئة مشتركة.

About the author

Add comment

By user

Recent Posts

Recent Comments

Archives

Categories

Meta