ولادة النظام الشمسي.. النجوم الشابة تكشف تفاصيل اللغز الفضائي

احتاجت الشمس مليارات السنين لتنضج وتوفر طاقة تمنحنا الحياة على الأرض، وكانت شمسنا مجرد نجم صغير ينمو، فكيف كانت تبدو؟

لطالما كان هذا لغزًا سعى الباحثون إلى حله ، إذ يمكن أن يعلمنا الكثير عن تكوين نظامنا الشمسي والأنظمة النجمية الأخرى المكونة من الكواكب والأجسام الكونية التي تدور حول النجوم، وتوصل الباحثون بجامعة بوسطن إلى معلومات جديدة في الطريق إلى حل هذا اللغز.

وخلال ورقة بحثية جديدة نشرتها مؤخرا دورية "نيتشر" قدم الباحثون أدلة جديدة حول القوى التي كانت تلعب دورا عندما كانت شمسنا في مهدها، حيث اكتشف، لأول مرة ، بقعة ذات شكل فريد على نجم صغير تكشف عن معلومات جديدة حول كيف تنمو النجوم الشابة.

وتقول كاترين إسبايلات، أستاذ علم الفلك المشارك بجامعة بوسطن والباحث الرئيسي بالدراسة، أنه عندما يتشكل نجم صغير، فإنه يلتهم جزيئات الغبار والغاز التي تدور حوله في ما يسمى بقرص الكواكب الأولية، وتصطدم الجسيمات بسطح النجم في عملية تسمى التراكم، وهذه هي نفس العملية التي مرت بها الشمس.

وتم العثور على أقراص الكواكب الأولية داخل السحب الجزيئية الممغنطة، والتي يعرفها علماء الفلك في جميع أنحاء الكون بأنها أرض خصبة لتكوين نجوم جديدة، وتم الافتراض بأن أقراص الكواكب الأولية والنجوم متصلة بمجال مغناطيسي، والجسيمات تتبع المجال إلى النجم، و عندما تصطدم الجسيمات بسطح النجم المتنامي، تتشكل النقاط الساخنة - شديدة السخونة والكثيفة - عند النقاط المحورية لعملية التراكم.

وبالنظر إلى نجم شاب يبعد عن الأرض بحوالي 450 مليون سنة ضوئية ، تؤكد ملاحظات إسبايلات وفريقها، لأول مرة، دقة نماذج التنامي التي وضعها علماء الفلك للتنبؤ بتكوين النقاط الساخنة، اعتمدت هذه النماذج الحاسوبية حتى الآن على الخوارزميات التي تحسب كيف توجه بنية المجالات المغناطيسية الجزيئات من أقراص الكواكب الأولية لتحطم في نقاط محددة على سطح النجوم النامية، و الآن، تدعم البيانات التي يمكن ملاحظتها هذه الحسابات.

ويطلق على النجم الذي أجريت عليه الدراسة اسم "GM Aur " وهو يقع في سحابة برج الثور الجزيئية لمجرة درب التبانة.

وتقول إسبايلات إن من المستحيل حاليًا تصوير سطح مثل هذا النجم البعيد ، لكن هناك أنواعًا أخرى من الصور ممكنة بالنظر إلى أن أجزاء مختلفة من سطح النجم تبعث أضواء بأطوال موجية مختلفة.

وأمضى الفريق شهرًا في أخذ لقطات يومية لأطوال موجات الضوء المنبعثة من سطح النجم، وجمع مجموعات بيانات من الأشعة السينية، والأشعة فوق البنفسجية (UV)، والأشعة تحت الحمراء ، والضوء المرئي، واعتمدوا على "عيون" تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا والقمر الصناعي العابر لاستطلاع الكواكب الخارجية (تيس) ومرصد (سويفت) وشبكة التلسكوب العالمية لمرصد لاس كومبريس.

وهذا النجم يقوم بدورة كاملة في حوالي أسبوع واحد ، وفي ذلك الوقت من المتوقع أن تبلغ مستويات السطوع ذروتها وتتضاءل حيث تبتعد النقطة الساخنة الأكثر إشراقًا عن الأرض ثم تعود لتواجه كوكبنا مرة أخرى، ولكن عندما صنف الفريق بياناتهم جنبًا إلى جنب لأول مرة ، شعروا بالحيرة بسبب ما رأوه.

تقول: "بدلاً من أن تصل جميع الأطوال الموجية للضوء إلى ذروتها في نفس الوقت ، كان ضوء الأشعة فوق البنفسجية في ذروته قبل يوم تقريبًا من وصول جميع الأطوال الموجية الأخرى إلى ذروتها، وفي البداية ، اعتقدوا أنهم ربما جمعوا بيانات غير دقيقة".

وتضيف "لقد راجعنا البيانات عدة مرات، وراجعنا التوقيت، وأدركنا أن هذا لم يكن خطأ، واكتشفنا أن البقعة الساخنة نفسها ليست موحدة تمامًا ، ولها منطقة بداخلها أكثر سخونة من بقية المنطقة".

والبقعة الساخنة ليست دائرة مثالية، إنها أشبه بقوس مع جزء واحد من القوس يكون أكثر سخونة وكثافة من البقية.

وتقول إسبايلات: "تعلمنا من ذلك أن النقاط الساخنة هي آثار أقدام على سطح نجمي أنشأها المجال المغناطيسي، وفي وقت من الأوقات، كانت للشمس أيضًا بقعًا ساخنة ، تختلف عن البقع الشمسية ، وهي مناطق من الشمس أبرد من بقية سطحها، وهذه البقع الساخنة مركزة في المناطق التي كانت تلتهم فيها الجزيئات من قرص كوكبي أولي محاط بالغاز والغبار".

وفي النهاية، تتلاشى أقراص الكواكب الأولية ، تاركة وراءها النجوم والكواكب والأجسام الكونية الأخرى التي تشكل نظامًا نجميًا ، ولا يزال هناك دليل على وجود قرص الكواكب الأولية الذي غذى نظامنا الشمسي ، حيث يوجد في حزام الكويكبات وجميع الكواكب.

وتقول إسبايلات إن دراسة النجوم الشابة التي تشترك في خصائص متشابهة مع شمسنا هي المفتاح لفهم ولادة كوكبنا.