الاصطدامات النجمية هي شيء نادر بشكل مثير للدهشة. وفقًا لأفضل تقديراتنا ، لا تحدث مثل هذه الأحداث إلا في مجرتنا (داخل العناقيد الكروية) مرة واحدة كل 10000 عام. لم يتمكن علماء الفلك من ملاحظة حدوث مثل هذه الاندماجات إلا مؤخرًا ، وذلك بفضل التحسينات المستمرة في الأجهزة والتكنولوجيا. حتى الآن ، لم يشهد أحد هذه الظاهرة أثناء العمل - ولكن هذا قد يكون على وشك التغيير!
بحسب دراسة قام بها فريق من الباحثين من كلية كالفن في غراند رابيدز ، ميشيغان ، نظام نجمي ثنائي من المحتمل أن يندمج وينفجر في عام 2022. هذا اكتشاف تاريخي ، لأنه سيسمح لعلماء الفلك بمشاهدة اندماج نجمي وانفجار لأول مرة في التاريخ. علاوة على ذلك ، يزعمون أن هذا الانفجار سيكون مرئيًا بالعين المجردة للمراقبين هنا على الأرض.
وقدمت النتائج الأسبوع الماضي في الاجتماع 229 للجمعية الفلكية الأمريكية (AAS). في عرض بعنوان ' توقع دقيق للاندماج النجمي واندلاع ريد نوفا '، شارك البروفيسور لورانس مولنار وفريقه النتائج التي تشير إلى كيفية اندماج هذا الزوج الثنائي في غضون ست سنوات تقريبًا. يزعمون أن هذا الحدث سيؤدي إلى اندلاع ضوء شديد السطوع بحيث يصبح أكثر الأشياء سطوعًا في سماء الليل.
البروفيسور لورنس مولنار من قسم الفيزياء وعلم الفلك في كلية كالفن. ويتوقع أن يصطدم KIC 9832227 وينفجر في عام 2022. Credit: calvin.edu
هذا النظام النجمي الثنائي ، المعروف باسم KIC 9832227 ، هو أحد الأنظمة التي استخدمها البروفيسور مولنار وزملاؤه - والتي تضم طلابًا من مرصد اباتشي بوينت و ال جامعة وايومنغ - تم الرصد منذ عام 2013. وقد أثار اهتمامه بالنجم خلال مؤتمر في عام 2013 عندما قدمت كارين كينيموتشي (عالمة الفلك في مرصد أباتشي بوينت) نتائج حول تغيرات السطوع في النجم.
أدى ذلك إلى أسئلة حول طبيعة هذا النظام النجمي - على وجه التحديد ، ما إذا كان نجمًا نابضًا أم ثنائيًا. بعد إجراء ملاحظاتهم الخاصة باستخدام مرصد كالفن ، خلص البروفيسور مولنار وزملاؤه إلى أن النجم كان ثنائي الاتصال - فئة من النجوم الثنائية حيث يكون النجمان قريبين بدرجة كافية لمشاركة الغلاف الجوي. أعاد هذا إلى الأذهان بحثًا مشابهًا في الماضي حول نظام نجمي ثنائي آخر يُعرف باسم V1309 Scorpii.
كان لهذا الزوج الثنائي أيضًا جو مشترك ؛ وبمرور الوقت ، استمرت الفترة المدارية الخاصة بهم في التناقص حتى (في عام 2008) اصطدموا وانفجروا بشكل غير متوقع. اعتقادًا منهم أن KIC 9832227 سيخضع لمصير مماثل ، بدأوا في إجراء اختبارات لمعرفة ما إذا كان النظام النجمي يُظهر نفس السلوك. كانت الخطوة الأولى هي عمل ملاحظات طيفية لمعرفة ما إذا كان يمكن تفسير ملاحظاتهم من خلال وجود نجم مصاحب.
مثل كارا ألكساندر ، طالبة في كلية كالفن وأحد المؤلفين المشاركين في الفريق ورقة ابحاث ، وأوضح في الكلية خبر صحفى :
'كان علينا استبعاد احتمال وجود نجمة ثالثة. كان من الممكن أن يكون هذا تفسيرًا مملًا للمشاة. كنت أعالج البيانات من مقرابين وحصلت على صور تظهر توقيع نجمنا ولا توجد علامة على وجود نجم ثالث. ثم عرفنا أننا كنا نبحث عن الشيء الصحيح. استغرق الأمر معظم الصيف لتحليل البيانات ، لكنها كانت مثيرة للغاية. لكي أكون جزءًا من هذا البحث ، لا أعرف أي مكان آخر أحصل فيه على فرصة كهذه ؛ كالفن مكان رائع '.
رسم تخطيطي يوضح الأبراج الصيفية لـ Cygnus و Lyra وموضع KIC 9832227 (موضح بدائرة حمراء). الائتمان: calvin.edu
كانت الخطوة التالية هي قياس الفترة المدارية للزوج ، لمعرفة أنها كانت في الواقع تقصر بمرور الوقت - مما يشير إلى أن النجوم كانت تقترب من بعضها البعض. بحلول عام 2015 ، قرر البروفيسور مولنار وفريقه أن النجوم ستصطدم في النهاية ، مما يؤدي إلى نوع من الانفجار النجمي المعروف باسم 'رد نوفا'. في البداية ، قدروا أن هذا سيحدث بين عامي 2018 و 2020 ، لكنهم حددوا التاريخ في عام 2022.
بالإضافة إلى ذلك ، فإنهم يتوقعون أن يكون انفجار الضوء الذي سيحدثه ساطعًا بدرجة كافية ليتم رؤيته من الأرض. سيكون النجم مرئيًا كجزء من كوكبة Cygnus ، وسيظهر كنجم إضافة في نمط نجمة الصليب الشمالي المألوف (انظر أعلاه). هذه حالة تاريخية ، حيث لم يتمكن أي عالم فلك من التنبؤ بدقة بموعد ومكان حدوث الاصطدام النجمي في الماضي.
علاوة على ذلك ، فإن هذا الاكتشاف مهم للغاية لأنه يمثل قطيعة مع عملية الاكتشاف التقليدية. لم يقتصر الأمر على أن المؤسسات البحثية والجامعات الصغيرة لم تكن هي التي تتولى زمام القيادة في هذا النوع من الاكتشافات في الماضي ، ولكن فرق الطلاب والمعلمين لم تكن هي من تمكن من تحقيقها. مثل Molnar أوضح ذلك :
تتم معظم المشاريع العلمية الكبيرة في مجموعات ضخمة بآلاف الأشخاص وبلايين الدولارات. هذا المشروع هو عكس ذلك تماما. لقد تم ذلك باستخدام تلسكوب صغير ، مع أستاذ واحد وعدد قليل من الطلاب يبحثون عن شيء غير محتمل. لم يتوقع أحد من قبل انفجار نوفا من قبل. لماذا تدفع لشخص ما مقابل عمل شيء يكاد يكون من المؤكد أنه لن ينجح؟ إنه عرض محفوف بالمخاطر. لكن في كالفن ، هذا هو مسؤوليتي فقط ، ويمكنني استخدام عملي في طرح أسئلة مفتوحة ومثيرة للاهتمام لإضفاء مزيد من الإثارة على فصلي الدراسي. لا تزال بعض المشاريع تتمتع بميزة عندما لا يكون لديك الكثير من الوقت أو المال '.
قام النموذج البروفيسور مولنار وفريقه ببناء نظام النجم المزدوج KIC 9832227 ، وهو ثنائي ملامس (أي نجمتان تتلامسان). الائتمان: calvin.edu.
على مدار العام المقبل ، سيراقب Molnar وزملاؤه KIC 9832227 بعناية وبأطوال موجية متعددة. سيتم القيام بذلك بمساعدة NROA صفيف كبير جدا (VLA) ، وكالة ناسا مرفق تلسكوب الأشعة تحت الحمراء في Mauna Kea و ESA’s XMM- نيوتنمركبة فضائية . ستدرس هذه المراصد انبعاثات النجم الراديوي والأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية على التوالي.
تتوقع Molnar أيضًا أن يتمكن علماء الفلك الهواة من مراقبة التوقيت المداري للزوج والتغيرات في السطوع. وإذا كانت توقعاته هو وفريقه صحيحة ، فسيكون كل طالب ومراقب نجوم في نصف الكرة الشمالي - ناهيك عن الأشخاص الذين خرجوا في نزهة على الأقدام - مطلعين على عرض الضوء المذهل. من المؤكد أن هذا سيكون حدثًا يحدث مرة واحدة في العمر ، لذا ترقبوا المزيد من المعلومات!
ومن المثير للاهتمام أن هذا الاكتشاف التاريخي هو أيضًا موضوع فيلم وثائقي. بعنوان ' مضيئة '، الفيلم الوثائقي - الذي أخرجه سام سمارت ، أستاذ في كالفن لفنون وعلوم الاتصال - يؤرخ للعملية التي قادت البروفيسور مولنار وفريقه لتحقيق هذا الاكتشاف غير المسبوق. سيتضمن الفيلم الوثائقي أيضًا لقطات لـ Red Nova كما يحدث في عام 2022 ، ومن المتوقع أن يتم إصدارها في وقت ما في عام 2023.
تحقق من المقطع الدعائي أدناه:
قراءة متعمقة: كلية كالفن و مجلة العلوم