لأول مرة.. رصد اللحظات الأخيرة من بقايا الكواكب

لاحظ علماء الفلك في جامعة وارويك البريطانية، اللحظة التي أثر فيها الحطام من الكواكب المدمرة على سطح نجم قزم أبيض.

واستخدم الباحثون الأشعة السينية للكشف عن المواد الصخرية والغازية التي خلفها نظام كوكبي بعد موت نجمه المضيف أثناء اصطدامه واستهلاكه داخل سطح النجم.

ونُشرت النتائج، الأربعاء، في مجلة "نيتشر"، وكانت النتائج أول قياس مباشر لتراكم المواد الصخرية على قزم أبيض، حيث أكدت عقودًا من الأدلة غير المباشرة حدوث مثل هذا التراكم في أكثر من ألف نجم حتى الآن.

ومصير معظم النجوم، بما في ذلك النجوم مثل شمسنا، هو أن تصبح قزمًا أبيض، وتم اكتشاف أكثر من 300 ألف نجم قزم أبيض في مجرتنا، ويعتقد أن العديد منها تراكم الحطام من الكواكب والأشياء الأخرى التي كانت تدور حولها ذات مرة.

ولعدة عقود، استخدم علماء الفلك التحليل الطيفي في الأطوال الموجية الضوئية والأشعة فوق البنفسجية لقياس وفرة العناصر على سطح النجوم واستنتاج تكوين الجسم الذي جاء منه، ويمتلك علماء الفلك دليلًا غير مباشر على أن هذه الأجسام تتراكم بنشاط من الملاحظات الطيفية، والتي تظهر أن 25-50٪ من الأقزام البيضاء ذات العناصر الثقيلة مثل الحديد والكالسيوم والماغنيسيوم تلوث غلافها الجوي، ولم ير علماء الفلك من قبل المادة أثناء سحبها إلى النجم.

ويقول الدكتور تيم كننغهام من قسم الفيزياء بجامعة وارويك: "لقد رأينا أخيرًا مادة تدخل فعليًا في الغلاف الجوي للنجم، وهي المرة الأولى التي نتمكن فيها من استنباط معدل تراكم لا يعتمد على نماذج تفصيلية للغلاف الجوي للقزم الأبيض، واللافت للنظر أنه يتفق تمامًا مع ما تم القيام به من قبل".

ويضيف: "في السابق، استخدمت قياسات معدلات التراكم التحليل الطيفي وكانت تعتمد على نماذج الأقزام البيضاء، وهذه نماذج عددية تحسب مدى سرعة غرق عنصر من الغلاف الجوي إلى النجم، وهذا يخبرك بمدى سقوطه في الغلاف الجوي مثل معدل التراكم، يمكنك بعد ذلك العمل بشكل عكسي ومعرفة مقدار العنصر الموجود في الجسم الأم، سواء أكان كوكبًا أم قمرًا أم كويكبًا".

والقزم الأبيض هو النجم الذي أحرق كل وقوده وألقى بطبقاته الخارجية، مما قد يؤدي إلى تدمير أو زعزعة أي أجسام مدارية في هذه العملية، وعندما يتم سحب المواد من هذه الأجسام إلى النجم بمعدل عالٍ بما يكفي، فإنها تصطدم بسطح النجم، وتشكل بلازما ساخنة بالصدمة، هذه البلازما، التي تتراوح درجة حرارتها بين 100000 إلى مليون درجة كلفن، تستقر على السطح، وعندما تبرد تنبعث منها أشعة سينية يمكن اكتشافها.

وتشبه الأشعة السينية الضوء الذي يمكن أن تراه أعيننا، لكن لديها طاقة أكبر بكثير، ويتم إنشاؤها بواسطة إلكترونات سريعة الحركة (الأصداف الخارجية للذرات، والتي تشكل كل المادة من حولنا)، وتشتهر الأشعة السينية باستخدامها في الطب، وهي البصمة الرئيسية للمواد التي تمطر على الأجسام الغريبة مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية.

ويعد اكتشاف هذه الأشعة السينية أمرًا صعبًا للغاية حيث يمكن فقد الكمية الصغيرة التي تصل إلى الأرض من بين مصادر الأشعة السينية الأخرى في السماء، لذلك استفاد علماء الفلك من مرصد شاندرا للأشعة السينية، الذي يستخدم عادة للكشف عن الأشعة السينية من الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية التي تتراكم، لتحليل القزم الأبيض القريب ( G29–38).

وبفضل دقة الزاوية المحسّنة لشاندرا على التلسكوبات الأخرى، يمكنهم عزل النجم المستهدف عن مصادر الأشعة السينية الأخرى ومشاهدة الأشعة السينية من قزم أبيض معزول لأول مرة، وهذا يؤكد عقودًا من الملاحظات حول تراكم المواد في الأقزام البيضاء التي اعتمدت على أدلة من التحليل الطيفي.

ويضيف الدكتور كننغهام: "الأمر المثير حقًا بشأن هذه النتيجة هو أننا نعمل بطول موجة مختلف، الأشعة السينية، وهذا يسمح لنا بفحص نوع مختلف تمامًا من الفيزياء".