أول دليل على هطول "المطر التاجي" على نجم قزم بارد

تشير الملاحظات الطيفية عالية الدقة لتوهج نجمي على نجم صغير بارد، إلى احتمال هطول أمطار تاجية، وهي ظاهرة لوحظت على شمسنا، ولكن لم يتم تأكيدها بعد على نجم بهذا الحجم.

تمت دراسة هذا النجم الخافت، المعروف باسم BB 10، والذي يبلغ حجمه حوالي عُشر حجم الشمس، وينتج أقل من 1٪ من طاقة الشمس، باستخدام مكتشف كواكب المنطقة الصالحة للسكن في تلسكوب هوبي إيبرلي الكبير (بمرآته 10 م)، والمعروف باسم (HPF) في ولاية بنسلفانيا.

وسمحت هذه الملاحظات للباحثين بقياس تحول في الطول الموجي لخطوط ذرية معينة من التوهج، والتي تتوافق مع أمطار البلازما الساخنة على سطح النجم وتشبه ملاحظات المطر الإكليلي (التاجي) من الشمس.

وتتضمن الورقة التي تصف الملاحظات، من قبل فريق بقيادة علماء من جامعة ولاية بنسلفانيا، تحليلًا متسلسلًا زمنيًا للتوهج، ويمكن أن تساعد علماء الفلك على تكرار مثل هذه الأحداث، وتم قبول البحث للنشر في دورية "ذا استروفيزيكال ليترز".

وتقول لاري رامزي، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا، والباحث الرئيسي بالدراسة، في تقرير نشره اليوم الموقع الإلكتروني للجامعة: "كما يوحي الاسم، تم تصميم مكتشف كوكب المنطقة الصالحة للسكن لاكتشاف الكواكب من خلال البحث عن التحولات في أطياف الضوء من النجوم القزمية M التي تنتج عن تأرجح النجم تحت جاذبية الكواكب التي تدور في مدارات، لكننا عرفنا منذ البداية أننا قد نتعلم المزيد عن النشاط النجمي من هذه الأطياف أكثر مما نعرفه عن الكواكب".

ويُصنف النجم على أنه "قزم فائق البرودة"- وهو قريب في الحجم من كوكب المشتري- وهو من بين أصغر النجوم التي لا يزال بإمكانها دمج الهيدروجين مع الهيليوم.

ولوحظ ذلك بواسطة مكتشف الكواكب كجزء من عملياته العادية للبحث عن الكواكب، لكن التحليل اللاحق كشف الارتفاع الكبير في انبعاثات النجم بما يتوافق مع التوهج النجمي.

والتوهجات هي انفجارات طاقة قصيرة العمر ومكثفة على الأسطح النجمية، ولا يعرف علماء الفلك سبب حدوثها بالضبط، ولكن أفضل الفرضيات الحالية هي أنه عندما تتمزق خطوط المجال المغناطيسي على الأسطح النجمية وتعيد الاتصال، فإنها تطلق الكثير من الطاقة، بعضها يتحول إلى طاقة حرارية تسرع الأيونات والإلكترونات على النجم، وبسرعات قصوى يندفع بعض الغاز بالقرب من الحدث نحو سطح النجم ويطلق البعض الآخر فوق التوهج.

ويقول شوبام كانوديا، طالب الدراسات العليا في ولاية بنسلفانيا والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية: "التوهجات النجمية شائعة على النجوم القزمة من طراز M ولكن نظرًا للدقة العالية لجهاز مكتشف الكواكب الطيفي، تمكنا من اكتشاف بعض الخصائص غير العادية في أطياف هذا التوهج".

واكتشف مستكشف الكواكب انبعاثًا من عدة ذرات كانت متحمسة لحالات طاقة عالية من خلال التوهج، وعلى وجه الخصوص، أظهرت خطوط الانبعاث من التحولات الذرية لذرات الهيليوم تحولًا طفيفًا نحو أطوال موجية أطول، يُعرف باسم "التحول الأحمر"، يوضح هذا التحول أن الذرات المثارة التي بعثت هذا الضوء، كانت تسقط باتجاه النجم بسرعة حوالي 70 كيلومترًا في الثانية.

ويضيف كانوديا: "يشير هذا التحول الأحمر في خطوط الهيليوم إلى ظاهرة تسمى (المطر الإكليلي)، والتي لوحظت على الشمس لعقود عديدة".

ويحدث المطر الإكليلي عندما يسقط بعض الغاز الناتج عن التوهج مرة أخرى على سطح النجم.

واقترحت بعض الدراسات السابقة إمكانية هطول أمطار إكليلية على النجوم القزمية، ولكن إذا كان تفسير هذه الدراسة صحيحًا، فستكون هذه هي الملاحظة الكمية الأولى للمطر الإكليلي على قزم فائق البرودة، وأول من يستخدم انبعاث الهيليوم كمؤشر.

aXA6IDE4LjIyMi4xNjMuMTM0IA==

جزيرة ام اند امز