تـرجمة: د.سـامح نـور drsamehnour@gmail.com
الأقزام البيضاء
نجومٌ صغيرة شديدة البأس
عندما اُكتشفت الأقزام البيضاء أول مرة
،كانت ردّة فعل الفلكيين "لا، لا، لا
"لا، لا، لا، لا، لا يمكن أن تكون حقيقية
ما يجري داخل تلك الأجرام
"لا يمكن وصفه إلا "بالغ الغرابة
إنها الجيف الأقلّ حرارة للنجوم
مثل شمسنا
لكن يبرهن بحثٌ جديد أن الأقزام البيضاء
إحدى القوى الدافعة في كوننا
تأكل الكواكب، وتتوهّج في ضوءٍ عالي الطاقة
بوسعها التفجّر
ويمكنها إخبارنا حرفيًا
بطبيعة الكون ذاته
وهناك سرّ شنيع
في قلب علم الأقزام البيضاء
نرى النجوم المحتضرة تتفجّر
ولا نزال نجهل لِم تقوم بذلك
هل اكتشف العلماء أخيرًا كيف صارت تلك النجوم الصغيرة لاعبين مجرّيين محوريين؟
"طرق عمل الكون" "لعنة الأقزام البيضاء"
،ديسمبر 2018
رصد الفلكيون توهجات غريبة صادرة
من مجرّة تبعد عن الأرض 250 مليون سنة ضوئية
GSN 069
GSN نعلم أن لدى 069 ثقبٌ أسود فائق الضخامة
في مركزها، يكافئ قرابة
نصف مليون ضِعف كتلة الشمس
إنه ثقب أسود ضخم
ويُطلق آشعة سينية
بخطًى ثابتة للغاية
كل تسع ساعات، لماذا؟
التوهجات نشطة ومنتظمة للغاية
حيث لابدّ وأن الثقب الأسود فائق الضخامة يأكل كتلة
كوكب عطارد ثلاث مرات في اليوم
السؤال الكبير، ما الذي يُطعم ذلك الثقب الأسود
تلك الوجبة الضخمة؟
،في مارس 2020 وجد العلماء الإجابة
نجمٌ تعيس في نهاية حياته
قام بالتجوّل داخل منطقة موت الثقب الأسود
النجم المقترب للغاية من ثقبٍ أسود فائق الضخامة كأنه كعكة متوهّجة
تقترب للغاية مني
لن ينجو هذا الشيء
النجوم المقتربة من الثقب الأسود
تتمزّق
وكأنها تهاجَم من الثقب الأسود
وتُقذف بعضُ تلك المادّة
في رياح عنيفة ومنافث وتدفقات خارجية
بطريقة ما، ينجو النجم في لقائه القريب
من الثقب الأسود فائق الضخامة
تكشف التحرّيات الأخرى أنه نجمٌ مكتنزٌ صغير
قزمٌ أبيض
ما الذي يجعل ذلك النجم الصغير منيعًا؟
تقع الإجابة في كيفية نشأته
سنجد الدليل لو أبصرنا دورة حياة النجم
إنه يَحرق الهيدروجين إلى هيليوم، ما يسبّب اندماجًا نوويًا
وهذا يجعل النجم مستقرًا
هناك توازن دقيق بين الضغط الإشعاعي
من ذلك الاندماج النووي الدافع والضغط الثقالي
الجاذب
لكن عندما تقترب النجوم كشمسنا من نهاية حيواتها
فإنها تستنفد وقودها الهيدروجيني
النجم الشبيه بالشمس يصنع المزيد والمزيد من الهيليوم
والذي يتنامى في مركزه
تدريجيًا، الوزن الهائل
لطبقات النجم الخارجية تسحق لُب الهيليوم
عندما يشيخ اللب، يصير أصغر وأحرّ
ما يزيد معدّل التفاعلات النووية
تلك التفاعلات الاندماجية النووية تُصدر المزيد من الطاقة
والتي تدفع الطبقة الخارجية أو الغلاف للخارج
ولأن هناك المزيد من الطاقة المتدفقة عبر الغلاف
فإن الغلاف ينتفخ
يتمدّد النجم قرابة مئة ضِعف حجمه الأصلي
يصير النجم الأصفر عملاقًا أحمر
في النهاية، تطرح العمالقة الحمراء طبقاتها الخارجية
لتكوّن أغلفة غازية مذهلة تسمّى السدائم الكوكبية
السدائم الكوكبية أجمل الأجرام في الفضاء
جميعها مدهشة
النجم الذي يُنهي حياته في واحدة من تلك السدائم الكوكبية
يُخلّف قزمًا أبيضَ في مركزه
وذلك القزم الأبيض في الأساس جَمرة
جَمرة نجمية
ما يتبقّى بعد الاندماج النووي
لم يعد ممكنًا لذلك النجم
كل تلك البقايا، قزمٌ أبيض متوهّج
هو اللب المتبقّي من نجمٍ ميّت
GSN لكن في مجرّة 069
قام الثقب الأسود فائق الضخامة بتعزيز العملية بقوّة
نزع الطبقات الخارجية للعملاق الأحمر
في غضون أيام
أكل الثقب الأسود تقريبًا
كافة الأجزاء الغَضّة، كل أجزاء النجم السهلة
ليخلّف "العظمة" أو بقايا القزم الأبيض
هذا القزم الأبيض خُمس
كتلة الشمس
أنّى لنجمٍ صغير النجاة
من ذلك القُرب من ثقبٍ أسود؟
قد تعتقدون أنه بسبب صِغر القزم الأبيض
فلن يدوم طويلاً
لعدم وجود مادّة كثيرة تُؤكل
لكن اتضح العكس
القزم الأبيض الصغير مكتنزٌ بالمادّة
لو كان نجمًا عاديًا لتمزّق منذ أمد، لكن لأنه كثيف
كرة مكتنزة المادة، فإنه ينجو
تخيّلوا الشمس وسَحْقها
لحجم الأرض فقط
نفس الكتلة لكن اكتنزت
فما يعدل كرة سلّة منها
سيزن قرابة 35 حوتًا أزرق
الكثافة الكبيرة للقزم الأبيض تحميه
من الهجوم الثقالي للثقب الأسود فائق الضخامة
يقرّبه مداره من ذلك الثقب الأسود كل تسع ساعات
وفي كلّ مرّة يواجه الثقب الأسود
تُمتصّ بعض مادّته
إنهما يلعبان لعبة شدّ الحبل النجمي مع بعضهما
الثقب الأسود أضخم، فيفوز
لكن القزم الأبيض شديد الكثافة، فهو قوي
وبوسعه التحمّل هناك لأمد طويل
سيمكث في مدارٍ حول
الثقب الأسود فائق الضخامة لبلايين السنوات
تذكّروا داوود وجالوت
عندما اكتشف الفلكيون الأقزام البيضاء
اعتقدوا أنها لا ينبغي التواجد
كيف لشيء بالغ الكثافة
ألا ينهار تحت وزنه؟
ميكانيكا الكمّ، علم الجزيئات الذرية وتحت الذرية لديه الإجابة
اعتدنا استخدام قواعد الفيزياء هنا
في العالم الكبير
لكن عندما تُقلّل إلى العالم تحت الذري
تصير الأشياء غريبة
لدينا هنا الإليكترون، أحد أصغر
الجسيمات في الكون
وتلك الإليكترونات الصغيرة
تعمل بمؤازرة النجم بأكمله
لا تحبّذ الإليكترونات سحقها
إلى حيّز صغير
لو حاولتم سحْق الكثير منها إلى حيّز صغير
فستقاوم بقوّة
وهذا تأثير يسمّى الضغط الانحلالي
تلك الإليكترونات المنحلّة تمنع الأقزام البيضاء
من الانهيار
لكنها تمنح تلك النجوم ميزات غريبة
تتصرف الأقزام البيضاء
بطريقة مختلفة تمامًا عن المادة العادية
الكواكب والنجوم مثلاً
تكبر متى تكتسب كتلة
الأقزام البيضاء العكس تمامًا
عندما تكتسب كتلة تقل حجمًا
كلما كان القزم الأبيض ضخمًا
زاد ضغط الإليكترونات معًا
وصار النجم أصغر وأكثف
الكثافة العالية تعني
أن تركيب القزم الأبيض غريب أيضًا
لديه غلاف رقيق للغاية
يتألّف من الهيدروجين أو أحيانًا من غاز الهيليوم
لو أخذتم ناطحة سحاب من الأرض ووضعتموها على
قزم أبيض
ولو صعدتم إلى قمّة ناطحة السحاب
لصرتم خارج غلاف القزم الأبيض
لصرتم في الفضاء
تحت الغلاف الرقيق يقع سطحٌ
من الهيليوم الكثيف بسمك ثلاثين ميلاً
يحيط باطنًا يتألّف من
كربون مسال وأوكسجين بالغي السخونة
سطح القزم الأبيض
قد يصل إلى نصف مليون درجة
باطنه حتى أسخن
ومادّته
لا تتصرّف كالمادّة العادية
في النهاية، لأكثر من بلايين الأعوام
يبرد مركز القزم الأبيض جامدًا
عندما تبرد ذرات الكربون والأوكسجين
فإنها تُكوّن بلّورات
إنما الماس بلّورات الكربون
ففي مركز تلك الأقزام البيضاء الباردة
قد توجد ماسة بحجم الأرض
تُطلق الأقزام البيضاء تدريجيًا طاقتها المتبقّية
،حتى تتبقّى كرة ميّتة باردة من المادّة
قزم أسود
لم نرَ مطلقًا ما ندعوه بالقزم الأسود
وهناك سبب بسيط لذلك
يستغرق وقتًا طويلاً للغاية
عشرات بلايين السنوات، أطول من عمر الكون حتى يصل لتلك النقطة
هذا المصير الأسود لأغلب النجوم متوسطة الحجم
بما فيها شمسنا
هذا الموت البطيء الطويل قد يجعل الأقزام البيضاء تبدو عادية
لكن تلك النجوم الصغيرة قد تجيب
على بعض الأسئلة الكبيرة عن كوننا
قد تكون صغيرة، وقد تكون معتمة
لكنها ضرورية من أجل فهمنا للفيزياء
بحثٌ جديد للأقزام البيضاء قد يجيب
..على إحدى أكبر الأسئلة على الإطلاق
هل تنجو الحياة من موت نجمها؟
في الماضي، قلّلنا من
الأقزام البيضاء
لكنها الآن تحيّر الفلكيين
إحدى أكبر الأسئلة على مدار العقد الماضي
هل يمكن للكوكب أن ينجو حول قزمٍ أبيض؟
الإجابة المنطقية ستكون لا
في طريقها لتصبح أقزامًا بيضاء
تمرّ النجوم بمرحلة العملاق الأحمر
تتمدّد ضخمة
فعلمنا أن أي كوكب قرب
تلك النجوم سيُلتهم
،في ديسمبر 2019 دليل من كوكبة
السرطان قلب تلك الفكرة رأسًا على عقب
رصد الفلكيون قزمًا أبيض غريبًا
قرابة 150 سنة ضوئية من الأرض
تغيّرات طفيفة في الضوء من النجم
..كشفت لغزًا
عنصرا الأوكسجين والكبريت بكميات
لم تُرَ مطلقًا على سطح قزمٍ أبيض
نعلم البصمة الكيميائية للقزم الأبيض
وتظهر بارزة
في العادة، الهيدروجين والهيليوم
يؤلّفان الطبقات الخارجية للقزم الأبيض
الأوكسجين والكبريت
أثقل من الهيدروجين والهيليوم
ولابدّ أن يغوصان للداخل، لكن لا نزال نراهما
هناك، فلابدّ وأن وصلا هناك حديثًا
"باستخدام مقراب "إيزو" الضخم في "تشيلي
أبصر الفلكيون أقرب
اكتشفوا قزمًا أبيض صغيرًا بحجم الأرض
محاطًا بقرص غازي ضخم قرابة عشرة أضعاف
اتساع الشمس
احتوى القرص على الهيدروجين والأوكسجين والكبريت
لم نرَ نظامًا كهذا مطلقًا من قبل
كانت الخطوة التالية النظر إلى مظهر تلك
العناصر ومعرفة إن رأينا شيئًا مماثًلا
والمذهل أننا رأينا
رأينا تلك العناصر في الطبقات العميقة
للعمالقة الثلجيين في نظامنا الشمسي
أورانوس ونيبتون
يتوارى في الحلقة الغازية عملاقٌ
كوكب ثلجي مثل نيبتون
إنه ضِعف حجم النجم
لكن حرارة الـ50 ألف درجة العاتية من القزم الأبيض
تُبخّر ذلك الكوكب الدائر ببطء
القزم الأبيض
يقذف الكوكب بإشعاعٍ عالي الطاقة، وآشعة سينية
وآشعة فوق بنفسجية
إنه يسحق جزيئات الثلج في غلافه
ويقذفها في الفضاء
وتنساب جزيئات الثلج خلف
الكوكب مثل ذيل المذنّب
يفقد الكوكب الثلجي كتلة
بمعدّل يناهز 500 ألف طن في الثانية
هذا يكافئ 300 حاملة طائرات
كل دقيقة - هذا أشبه -
بستائر للكوكب
لكن تذكروا، الكوكب ضخم
والنجم يبرد - عندما يبرد -
فسيتوقّف عن قذف الكوكب بقوّة
وسيتوّقف انبعاث الغاز
ربما ينتهي الكوكب بفقدان
نسبة ضئيلة من كتلتة الكلية
فسينجو الكوكب
ويستمرّ بالدوران حول القزم الأبيض
لكن يظل اللغز
لذا لم يمت الكوكب قريب الدوران
عندما انتفخ النجم إلى عملاق أحمر؟
لابدّ وأنه بدأ بعيدًا وانتقل للداخل
أفضل تخمين أنه ربما تَوَارى عمالقة ثلجيين آخرين بمكانٍ ما في المناطق الخارجية
للنظام ودفعت ذلك الكوكب للداخل
نحو القزم الأبيض، بعد مرحلة العملاق الأحمر
في لعبة بلياردو كونية
لو جاز التعبير
ليس ذلك القزم الأبيض الوحيد بدليل على كواكب له
،قرابة 570 سنة ضوئية من الأرض
WD هناك قزمٌ أبيض يُدعى 1145+017
بعد دراسة النجم لخمس سنوات
أبلغ الباحثون أن ذلك القزم الأبيض يمزّق
ويلتهم كوكبًا صخريًا صغيرًا
عندما تَمزّق الكوكب
رأينا سحابة غبار ضخمة تحجب خمسين بالمئة
من ضوء النجم، وقطعًا صخرية كبيرة
تعبر أمام النجم
من المثير رؤية ذلك الكوكب ممزقًا
لأنه من غير المعتاد أن نتمكّن من رؤية حدث
أن نرى شيئًا في عملية
يمكننا مراقبته ونتعلّم منه
هناك المزيد والمزيد من الأدلّة
أن الأنظمة الكوكبية بوسعها النجاة
من موت نجومها وتكوين القزم الأبيض
إنه يعتمد وحسب على مكوّنات الكوكب
وموقعه
مسافة الكوكب من النجم عامل هام
لأنه كلما ابتعدت أكثر عن النجم
تقلّ شدّة الإشعاعات الشمسية
فكلما ابتعدت قلّت حرارتك
وقلّ وصول الجسيمات عالية الطاقة لسطح ذلك الكوكب
أيضًا، بوسع الكواكب الصخرية النجاة أفضل من العمالقة الغازيين
لأن الكواكب الصخرية يمكنها التشبّث بمادّتها أفضل
بينما العملاق الغازي تُسلب مادّته أسهل
تلك الاكتشافات الجديدة تُثير الأسئلة عن صلاحية الحياة حول النجوم
أيمكن لأنظمة الأقزام البيضاء دعم الحياة؟
لو حصرنا أنفسنا للبحث وحسب
عن الحياة على الكواكب التي تدور حول النجوم كشمسنا
لأسأنا لأنفسنا كثيرًا
الأهم كثيرًا أن نبحث حول أي نجم
عن المنطقة الصالحة للحياة
المنطقة الصالحة هي المنطقة حول النجم
حيث قد يدعم الكوكب الحياة
عندما يتعلق الأمر بدعم الحياة
فلدى الأقزام البيضاء ميزات مدهشة
،رغم عدم حدوث اندماج
فلدى جميعها طاقة داخلية مخزّنة
تُطلقها فتُدفئ الكواكب القريبة
قد تفضّل الحياة الوجود قرب
قزمٍ أبيض، لأنه لا يتغيّر كثيرًا على مرّ بلايين السنوات
بنجمٍ مثل شمسنا، هناك توهجات وانبعاثات كتلية إكليلية ثم يموت في النهاية
وعلينا التعامل مع ذلك
لا يمثّل ذلك مشكلة مع القزم الأبيض
فلو توطّدت الحياة
فستحظى بموطن مستقرّ رائع
نعتقد الآن أن 25% حتى 50% من
الأقزام البيضاء لديها أنظمة كوكبية
ربما نجد يومًا ما قزمًا أبيض
بكوكب كالأرض، وربما نجد حياة
لكن ليست جميع تلك النجوم الصغيرة العتيدة مضيفين جيّدين
لدى الأقزام البيضاء بيئة متقلّبة
قد تتفجّر في إحدى أضخم الانفجارات في الكون
الأقزام البيضاء هي البقايا الميتة لنجمٍ كالشمس
أغلب تلك النجوم الزومبي تبدأ ببطء
بالبرودة على مر بلايين السنوات
أغلبها لكن ليست جميعها
يمرّ بعضها بانفجار مدهش
معروف بالنوع المستعر الأعظم 1-أ
هذا النوع من المستعرات العظمى
هو أحد أعنف وأقوى
الأحداث النشطة في الكون
إننا نتكلم عن نجم يتفجّر
يمكنه مغالبة ضوء مجرات بأكملها
يمكن أن يُدمّر
لمئات ومئات السنوات الضوئية
إنها مهمة
رأينا نتاج تلك الانفجارات الكونية
لكن لأكثر من ستين عامًا، لم يكن ثَمّ دليل مباشر
أنها أتت من أقزام بيضاء
ثم حالف الحظ دارسين "من جامعة "كلية لندن
بينما يلتقطان صورًا دورية
رصدا انفجارَ مستعرٍ أعظم
في جوارنا الكوني
M82 مجرة السيجار
قريبة إلينا بالمصطلحات الكونية
إنها تبعد 12 مليون سنة ضوئية فقط
هذا يجعلها إحدى أقرب المجرات في السماء
2014J انفجار المستعر الأعظم المسمّى
هو أقرب مستعر أعظم من النوع 1-أ لأكثر من عشرين عامًا
سمح لنا قربه أن نبحث عن
بصمة المستعر الأعظم للقزم الأبيض
انفجار آشعة جاما
آشعة جاما نوع من الضوء بالغ النشاط
إنها أنشط أنواع الآشعة
أو الفوتونات، في الطيف الكهرومغناطيسي
ينبغي أن تُطلق الأقزام البيضاء
آشعة جاما عندما تتفجّر
لكن الغبار في الفضاء بين النجمي يمتصّ الآشعة
فإن لم يكن الانفجار قريبًا فيصعب رصده
ظل الفلكيون لسنوات يبحثون عن آشعة جاما
التي ينبغي أن تصدر من ،المستعر الأعظم من النوع 1-أ
لكن لم يجدها أحد
لدى العلماء الآن الفرصة
والتقنية ليرون الآشعة المتوارية
باستخدام القمر المتكامل مع نظام إزا
قامت بتحليل الموجات الصدمية Mالتي أرسلها الانفجار في 82
كان صعبًا لكنهم حصلوا على نتيجة
الإشارة المميزة لآشعة جاما
إنه أفضل دليل للأقزام البيضاء
المتفجّرة في المستعرات العظمى من النوع 1-أ
2014J سبب أن المستعر الأعظم كان باردًا
أنّ تلك الملاحظة أعطَت للعلماء دليلاً، أن القزم الأبيض
يتفجّر ليصنع ذلك النوع المحدّد من المستعرات العظمى
فأي الأقزام البيضاء يتلاشى
وأيها تَهلك بانفجار؟
أظهر مسحٌ للنجوم
أن قرابة 30% من الأقزام البيضاء تعيش في أنظمة ثنائية
لكن الأقزام البيضاء ليست حسنة الجيرة
القزم الأبيض في النظام الثنائي.. مثل الزومبي
إنه جيفة نجم كان حيًا
لكنه يلتهم الآن مادّة
من نجمٍ لا يزال حيًا
إنها تمصّ المادّة حرفيًا
وتمصّ الحياة من ذلك النجم
بابتلاع كافة طبقاته الخارجية
قد تكون نزعات القزم الأبيض الزومبي ذات مردود عكسي
إضافة كتلة للقزم الأبيض مثل ذلك
نستمرّ بإضافة كتلة من النجم المرافق
جزء من الهيدورجين في المرّة الواحدة
فيتنامى ذلك الغلاف وعلى مرّ وقتٍ طويل
كل شيء بخير
حتى تضيف كتلة كثيرة ..وتصل إلى الحدّ الحرج، ثم
النتائج الحقيقية
للوصول إلى هذا الحد مدمّرة
الوزن الزائد للغاز المسلوب من النجم المرافق
يضغط الكربون في الباطن في لُب القزم الأبيض
عندما يصل القزم الأبيض 1.4 ضِعف كتلة شمسنا
يصل نقطة حرجة معروفة بحدّ شاندراسيخار
تضيف الكتلة قليلاً فقليلاً فقليلاً
حتى تصل إلى حدّ شاندراسيخار ثم انفجار
مستعر أعظم - في لحظة -
يخضع الكربون لاندماج نووي
ليطلق كميات هائلة من الطاقة
لو انفجر القزم الأبيض
عند حدّ شاندراسيخار
فكأنها ألعاب نارية لديها جميعًا نفس مقدار البارود
،تتفجّر جميعًا بنفس الطريقة ستكون جميعها صاخبة بالمثل
ستكون المستعرات العظمى لامعة بالمثل
السطوع المماثل لكل المستعرات العظمى من النوع 1-أ ضروري لفهمنا الفضاء
النوع 1-أ معروف بالشمعات المعيارية
وهي أدوات مفيدة لحساب المسافات الكونية السريعة
كانت مفتاح الفوز بجائزة نوبل
باكتشاف أنّ توسُّع الكون يتسارع
لكن أي نوع من النجم المرافق الذي يثير مستعرًا أعظم من النوع 1-أ؟
لعقود، كان المشتبه الأول النجوم العملاقة الحمراء
العملاق الأحمر
مرشّح مناسب لأنه نجم ضخم منتفخ
تصير تلك المادّة وجبة سهلة للقزم الأبيض
ليمتصها حتى يصير ضخمًا بما يكفي لينفجر
لإثبات النظرية، احتجنا البحث
عن دليل في المخلفات المتبقية بعد المستعر الأعظم
النجوم أجرام شديدة الاحتمال
يمكنها النجاة من انفجار نجم قريب
ينبغي تواجُد بعض تلك النجوم المرافقة
سيكون الكثير منها في حالة يُرثى لها
لكن لا تزال موجودة
يبحث العلماء في بقايا
سبعين مستعرًا أعظم من النوع 1-أ
احتوت منطقة تفجير واحدة على
البقايا المتوهجة لعملاق أحمر
حقيقة أننا لم نعثر إلا على هذا المثال
يفترض أنها ليست قتلة متسلسلين كما اعتقدنا
يُحتمل أنها الأقلية من هذا النوع من انفجارات المستعرات العظمى
نعتقد أن جزءًا صغيرًا
من المستعرات العظمى للأقزام البيضاء تؤثر على عملاق أحمر
رغم حقيقة أنها في النصوص التقليدية كانت لعقود التفسير المفضّل
إن لم يسبّب العمالقة الحمراء
أغلب المستعرات العظمى من النوع 1-أ
فما يفعل؟
يفترض دليلٌ جديد
أن الأقزام البيضاء المتصادمة
دوامج نجمية يمكنها تخطّي
حدّ شاندراسيخار
تُحدث انفجارات بسطوع متفاوت
لكن لو تفاوتت الانفجارات في السطوع
ألا يزال يمكن استخدامها
كشمعات معيارية؟
إن لم نعلم حقيقة ،المستعرات العظمى من النوع 1-أ
فعندما نستخدمها لتخطيط
،الكون وفي طريقة تمدّد الكون
فلن نعد متأكّدين إلى ماهية ما ننظر إليه
لو أخطأنا بخصوص ذلك
فإننا مخطئون في أشياء أخرى كثيرة
حيث يتداعى نموذجنا للكون
هل فَهْمنا للكون خاطئ بالكامل؟
تتفجّر الأقزام البيضاء في مستعرات عظمى مدهشة من النوع 1-أ
إنها أداة هامة في قياس الكون
لكن هناك مشكلة
يقول النموذج المعياري أن الأقزام البيضاء
تسلب بالتدريج كتلة من العملاق الأحمر
حتى تصل إلى نقطة حرجة
تسمّى حدّ شاندراسيخار
لكن أثبتت الملاحظات الحديثة أن ذلك لا يفسّر
أغلبية حدوث المستعرات العظمى من النوع 1-أ
أغلبية انفجارات 1-أ تظل لغزًا
ندعو الانفجارات من الأقزام البيضاء الشمعات المعيارية
لكنها ليست معيارية بالكامل
نعتقد بوجود أنواع مختلفة من الانفجارات
قد يكون من الضروري لفهمنا
الكون بأكمله أن نفهمها سَلِسة
لأن سبب اعتقادنا
أن معدّل تمدّد الكون في تسارُع
يستند على أن سطوع المستعرات العظمى من النوع 1-أ
متماثل، وربما ليست كذلك
شكّ الباحثون في نوع نظري
من الدوامج قد تكون مسؤولة
عن أغلب المستعرات العظمى من النوع 1-أ
ناتج اصطدام قزمين أبيضين
لكن هذا يعبث بالرياضيات
ينصّ حدّ شاندراسيخار أن الأقزام البيضاء
ينبغي أن تتفجّر عندما تصل
إلى 1.4 ضِعف كتلة شمسنا
قد يتجاوز قزمان أبيضان مصطدمين تلك الكتلة
وكتلة أكثر تعني تفجّرًا أعظم
وانفجارًا أسطع
لا تضيفون الغاز قليلاً بقليل، إنما تضيفون قزمًا أبيض بأكمله.. سينفجر ذلك
سيبدو مستعرًا أعظم من النوع 1-أ
لكن لن يكون شمعة معيارية
سيكون أسطع مما نتوقّع
لكن لم نجد اندماج قزمين أبيضين
لأن رصده بعد حدوثه مستحيلٌ نظريًا
لو اندمج قزمان أبيضان معًا
فمن المستحيل معرفة ذلك، لأن بصمة النظامين
ممتزجةً معًا، وكلها متماثلة
لن تستطيع معرفة وجود رفيق منفصل في المقام الأول
فلا يمكننا النظر وحسب متى توجد وميض لامع
علينا البحث عن القنابل المؤقَّتة في المجرّة
قام فلكيون يتفحّصون سحابة غازية غريبة الشكل بسبق علمي
باستخدام مقراب إزو الضخم
قرّبوه على سديم كوكبي يسمّى هينايز428-2
السدائم الكوكبية متماثلة في العادة
لأن العمالقة الحمراء تطرح
طبقاتها الخارجية بالتساوي عندما تصير أقزامًا بيضاء
لكن هذا السديم منكفئ
نعتقد في تلك الحالة وجود
نجمٍ مرافق يشكّل ويَحرف وينحت
ذلك السديم الكوكبي
عاود الباحثون التحديق في
الطبقات الغازية واكتشفوا شيئًا صادمًا
نظامٌ من نجمين يؤلّف
أضخم زوجين دوّارين من الأقزام البيضاء على الإطلاق
كل نجم قرابة 90% من ضخامة شمسنا
وقريبان للغاية من بعضهما
حيث يستغرق مدارهما حول بعضهما أربع ساعات فقط
ويقتربان
لو رأيتم حادثًا وشيكًا لسيارة
تعلمون هذا الشعور بالحتمية
وأنتم تشاهدونه
هذا ما نراه في ذلك النظام
نرى القزمان الأبيضان العملاقان يتلولبان أقرب
وأقرب وأقرب، ونعلم أن الكارثة وشيكة
،في غضون 700 مليون عام
سيندمج النجمان ويتفجّران
في مستعر أعظم من النوع 1-أ
حاليًا، وبفضل اكتشاف المزيد من الأنظمة
،مثل هينايز 428-2
نعتقد أن ارتطامات الأقزام البيضاء قد تكون مسؤولة
عن أغلب المستعرات العظمى من النوع 1-أ
بوسع قزمان أبيضان الاندماج معًا
ولو كان مجموع كتلتهما أكبر من 1.4 كتلة شمسية
فبوسعك الحصول على شاندرا فائقة من النوع 1-أ
لاحظنا الآن
تسعة انفجارات شاندرا فائقة
ولتعقيد الأمور أكثر
رصدنا شكلاً آخر من المستعرات العظمى للقزم الأبيض
a1s تحت- شاندرا من النوع
تلك الأقزام البيضاء الغامضة التي لا نفهمها جيّدًا
تَهلك أسرع من المستعرات العظمى العادية للقزم الأبيض
الانفجارات أقل عنفًا من المستعرات العظمى العادية من النوع 1-أ وتتلاشى أسرع
لكن لا نعلم السبب
ربما لها علاقة
بخصائص النجم أو الدوران
لكن ربما حدّ شاندراسيخار ليس دقيقًا للغاية
إنه مدى شاندراسيخار
نصوص الفيزياء تعاد كتابتها
أو تُعدَّل على الأقل لأننا نعلم أنه ليست كافة
المستعرات العظمى من النوع 1-أ تأتي من الأقزام البيضاء ذات كتلة شاندرا
هناك تنوّع من المستعرات العظمى من النوع 1-أ
تنوّعٌ في كتلات الأقزام البيضاء وهيئاتها
التي بوسعها التفجّر
تلك الاكتشافات الجديدة تعني أنه ينبغي للباحثين الآن دراسة
كيمياء ووقت المستعرات العظمى من النوع 1-أ
وليس سطوعها وحسب
كلما تعمّقنا في البحث كشفنا المزيد من الألغاز
كالأقزام البيضاء الشاردة المندفعة عبر المجرّة
والنجوم الصغيرة التي تتفجّر مرارًا وتكرارًا
أيمكن لتلك الأقزام البيضاء الغريبة أن تسلّط المزيد
من الضوء عن لغز المستعرات العظمى من النوع 1-أ؟
الأقزام البيضاء
تصعُب دراستها
تسلك مسالك غير متوقعة تمامًا
لكن تلك الكرات الغريبة قد تساعد بإجابة
الأسئلة المتبقّية عن المستعرات العظمى من النوع 1-أ
،تلك أقزام بيضاء لكن ليست كما نعرفها
..2017 رصد الفلكيون نجمًا متمرّدًا
يُذيق الويلات في كوكبة الدب الأصغر
إنه كالزومبي، لكن ليس كالذي يمشي على الطريق متثاقلاً
"بل يجري كالعدّاء "يوسين بولت
هذا الشيء يدوّي عبر المجرّة
بسرعة أعلى مما تتوقعون لنجم مثله
LP قزمٌ أبيض يُدعَى 40-365
ينطلق بسرعة بالغة
نحو حافة درب التبانة
إنه ليس النجم الوحيد الذي ..يتصرّف بغرابة، في 2019
رصدنا ثلاثة أقزام بيضاء أخرى تُسرع عبر المجرّة
العثور على قزم أبيض ينطلق
عبر الفضاء أمر بالغ الغرابة
لكن العثور على ثلاثة آخرين فيدلّ ذلك على حدوث شيء ما
ومهما كان ما يحدث فإنه يحدث كثيرًا
فما الذي أرسل هؤلاء المارقين
يتسارعون عبر المجرّة؟
والأقزام البيضاء الغريبة الأخرى LP 40-365
قد تكون نتاج مستعر أعظم فاشل
افترض الناس
وجود أجرام لم تُنه التفجّر
ولو صحّ ذلك، فينبغي أن نعثر على
بعض الأجزاء غير المحترقة تجوب المجرّة
في العشرين عامًا الفائتة، رصدنا بعض
المستعرات العظمى المعتمة على غير العادة والتي ربما قذَفَت
وأصدقائه بعيدًا LP 40-365
فما حدث، أنه في ذلك الزوج الثنائي
كانت هناك مادّة تُفرَّغ على قزمٍ أبيض
ويوشك مستعر أعظم من النوع 1-أ على الحدوث
لكن لم ينفجر المستعر الأعظم بالتساوي
انفجر بعضه دون كله
لم تنطلق الطاقة في كافة الاتجاهات
وإحدى الأشياء التي جرَت أن قُذفت تلك النجوم
عبر الفضاء بتلك السرعات الرهيبة
1ax ندعوها مستعرات عظمى من النوع
ربما تؤلّف بين 10% إلى 30% من المستعرات العظمى من النوع 1-أ
قد يقذف العديدون نجمًا هاربًا
لكن لا نزال نجهل سبب فشل المستعر الأعظم
الغريب بخصوص العلم أن الأشياء
التي تفشل لا تزال تعلّمك ما يحدث
لماذا كانت مختلفة؟ ألم تكن ضخمة بما يكفي؟
أكانت ضخمة للغاية؟ أكان النجم المرافق
لا يُطعمها المادة بطريقة صحيحة؟
حدث شيءٌ هناك جعل تلك النجوم
لا تمزّق أنفسها إربًا
وذلك يخبرنا شيئًا عن
1as عن طريقة انفجار النوع
يبدو أن الحياة في النظام النجمي الثنائي
قد تكون صعبة على الأقزام البيضاء
لكن بالنسبة لبعض النجوم المحظوظة، قد تكون حيواتها
أكثر لُطفًا
ليس لأن القزم الأبيض
لديه نجم مرافق عادي
يسرق مادّته منه ألا يحكم بالإعدام
على ذلك القزم الأبيض
،فبراير 2013
اكتشف الفلكيون نجمًا في مجرّة المرأة المسلسَلة
يومض مرارًا وتكرارًا
،مع كل توهّج
يلمع أسطع من شمسنا مليون مرة
قبل أن يُعتم في حالته الطبيعية
M31N 2018-12a يسمّى
إنه ليس مستعرًا أعظم، بل شقيقه الصغير
مستعر
لكن الغريب حياله أنه يحدث كل عام
عرف الفلكيون منذ وقت طويل حدوث
انفجارات المستعرات في بعض الحالات
،بانتظام تقريبًا كل عشر سنوات
كل مئة عام
لكن العثور على أحدها ينفجر
كل عام اكتشاف مذهل
مثل المستعرات العظمى
تحدث المستعرات في نظام ثنائي متقارب
حيث يدور قزم أبيض ونجم آخر حول بعضهما
يجذب القزم الأبيض الهيدروجين
من النجم المرافق
يقع الغاز على سطحه
فيتنامى ذلك الهيدروجين
في النهاية يصل إلى نقطة
يندمج فيها إلى هيليوم ويتفجّر
،في المستعرات العظمى
يحدث الاندماج في الباطن في لُب النجم
لكن في المستعرات لا يحدث الاندماج إلا على السطح
يتوهّج الانفجار عبر طبقة القزم الأبيض الخارجية
ليقذف الهيدروجين غير المحترق إلى الفضاء
النتيجة.. جسم يدعى البقايا
M31N البقايا من المستعر بعرض 400 سنة ضوئية
تلك البقايا بالتحديد أضخم بكثير من بقايا المستعر الأعظم
إنه أضخم وأكثف
وأسطع من أغلب البقايا المعتادة
لكن هذا معقول
لو كان يتوهّج النجم كثيرًا
تخيّلوا نجمًا يتوهّج بعيدًا لملايين السنوات
إنك تبني بقايا مستعر عملاقة
التوهجات المتكررة تفسّر
حجم البقايا الضخم
لكن لماذا يتفجّر المستعر كثيرًا؟
في المعتاد، اعتقدنا أنه متى ينفجر المستعر
على سطح
القزم الأبيض فإن كتلة ذلك القزم الأبيض لا تتغيّر كثيرًا
أو ربما يصير أصغر قليلاً
،نعتقد الآن أنه بعد المستعر
يكتسب القزم الأبيض قليلاً من الكتلة
M31N المستعرات المتكرّرة، مثل تسلب الكتلة من
نجومها المرافقة أكثر مما تقذفه في كل انفجار
يكتسب بعضها المزيد والمزيد من الكتلة
وتتفجّر كثيرًا حتى تصل إلى
حدّ شاندراسيخار
وتتفجّر بقوّة في مستعر أعظم
M31N قد يكون
الرابط المفقود الذي يُرينا
أن بعض أنظمة المستعرات تصير في النهاية
أنظمة مستعرات عظمى
معرفة كيف تصير المستعرات
مستعرات عظمى ولِم تفشل بعض المستعرات العظمى
قد يساعدنا بفهم ما يجعل الأقزام البيضاء تتفجّر
لكن متى نعتقد أننا أخذنا راحة
تضربنا الأقزام البيضاء ..بمفاجأة مذهلة أخرى
آشعة مميتة
قد تتفجّر الأقزام البيضاء في مستعرات عظمى عنيفة
لكن ليست تلك حيلتها الوحيدة المميتة
ربما تصنع أيضًا
..أكبر وحشٍ مغناطيسي ومفزع في الكون
النجم المغناطيسي
النجوم المغناطيسية مرعبة ليس إلا
أعني حتى من اسمها
كلمة نجم مغناطيسي تبدو مرعبة
إنها الملك المهيمن
لأضخم حقل مغناطيسي في الكون
الحقول المغناطيسية حول النجم المغناطيسي قوية للغاية
حيث يمكنها مطّ وطيّ الذرات
يمكنها تحويل الذرة إلى شكل قلم طويل رفيع
متى تبدأ بمطّ الذرات إلى هذا الشكل
لا يمكنها الارتباط معًا بالطرق المعتادة بعد الآن
يمكنك حينها أن تُلقي
كلّ مجلّد في الكيمياء في العالم
لو اقترب رائد فضاء تعيس
من نجمٍ مغناطيسي، مثلاً قرابة
ستمئة أو سبعمئة ميل، فسيُمحَى جسد الرائد بالكامل
سيذوب تقريبًا
منشأ تلك المخلوقات المخيفة لغز
لكن لابدّ وأنه شيء بالغ العنف
،نعتقد أنها ترسل دليلاً عندما تتكوّن
انبعاثات قوية من الطاقة تنقذف عبر الكون
،في العقود القليلة الماضية لاحظنا ومضات غريبة
محيّرة قصيرة من طاقة راديوية شديدة
معروفة بالانبعاثات الراديوية السريعة
بعضها لا تتكرّر، واحدة وفقط
فأنتم تتحدّثون عن كمية هائلة
من طاقة متحرّرة في أقل من ثانية
ثمّ تنتهي
لأن تلك الانبعاثات لا تتكرّر
وبالغة القوية فنعتقد أنها تأتي من تصادم قوي
كلما كانت الأجرام المتصادمة أثقل وأكثف
كان الانفجار أضخم
يفترض بحثٌ جديد أن القزم الأبيض المرتطم
بنجمٍ نيوتروني كثيف ثقيل قد يكفي لمولد
نجمٍ مغناطيسي
فتُرسل في العملية انبعاثات راديوية سريعة
النجم النيتروني كالقزم الأبيض
..يشبهه كثيرًا إنه اللب المتبقّي
من نجم عملاق
إنها كرات ضخمة من النيترونات
تنسحق معًا
إلى أشياء قرابة حجم مدينة
لديك نجم نيوتروني، جسم غريب معقّد كريه، وقزم أبيض
جسم معقّد قبيح كريه
يرتطمان بقوّة مع بعضهما
عندما يدور النجمان قرب بعضهما
يسلب النجم النيتروني غازًا من القزم الأبيض
تتلولب تلك المادة على النجم النيتروني
فتجعله يدور أسرع وأسرع
الدوران السريع يضخّم مجالاته المغناطيسية
حتى يصطدم النجمان
...ليصنعان وحشًا شديد المغناطيسية
النجم المغناطيسي
إنه موقف عنيف
قد تتخيلونه كوليد أتى لهذا
العالم، يرفس ويصرخ
يصنع الاضطراب
انفجارًا قويًا من الاشعاع الكهرومغناطيسي
يتسارع من موقع التصادم بسرعة الضوء
حتى نرصده كانبعاث راديوي سريع
يمكننا سماع صرخات السَكَرات من ملايين
السنوات الضوئية
وتلك الصرخات هي الانبعاثات الردايوية السريعة
قد تكون تلك أصعب ولادة في الكون
شك البعض أن الأقزام البيضاء قد تصنع
شيئًا عنيفًا كالنجم المغناطيسي
تظهر الأقزام البيضاء من الظلّ
وتأخذ وضعها الصحيح
كإحدى أروع الأجرام
في الكون
عندما لاحظنا الأقزام البيضاء لأول مرة، كانت غريبة
كانت فضولية، لكن ثانوية
لكن حاليًا، تُظهر لنا الأقزام البيضاء
ما تقدر عليه حقًا
يمكن رؤية الأقزام البيضاء
مهمّشة في الكون
لكن صارت منطقة مثيرة وحديثة في البحث
نعتقد الآن أن تلك الأجرام
لديها علم مثير تنقله، مثل
هل يتوسّع الكون للأبد؟
ما مصير الكون النهائي؟
قد ينتظرنا كل ذلك داخل قزمٍ أبيض
لو أسقطتم تلك الأجرام من اعتباركم فتحت مسؤوليتكم
لأنها وبأمانة
إحدى القوى الدافعة في الكون
كونها صغيرة لا يعني أنها ليست سيئة
لا تستخفّون بقزمٍ أبيض
تـرجمة: د.سـامح نـور drsamehnour@gmail.com