عندما تبدأ شمسنا بالموت ، ستصبح عملاقًا أحمر حيث ينفد وقود الهيدروجين في صميمها. يمتلك علماء الفلك فكرة جيدة عما سيحدث: ستنتفخ الشمس إلى حجم كبير جدًا لدرجة أنها ستبتلع كل كوكب إلى المريخ في نظامنا الشمسي. لا تقلق ، مع ذلك ، لن يحدث هذا قبل 5 مليارات سنة أخرى. لكن الآن ، تمكن علماء الفلك من مشاهدة موت نجم شبيه بالشمس بالتفصيل على بعد حوالي 550 سنة ضوئية من الأرض لفهم ما قد تكون عليه نهاية شمسنا بالتفصيل. النجم تشي سيغني قد تضخم في الحجم ، وهو الآن يتلوى في خضم موته. بدأ النجم ينبض بشكل كبير داخل وخارج ، ينبض مثل قلب عملاق. تُظهر الصور المقربة الجديدة لسطح هذا النجم البعيد حركاته النابضة بتفاصيل غير مسبوقة.
باستخدام قياس التداخل لتصوير سطح النجم في أربع مرات منفصلة ، وجد علماء الفلك أن النجم ينمو إلى قطر يبلغ 480 مليون ميل - كبير بما يكفي لابتلاع حزام الكويكبات - قبل أن يتقلص إلى قطر لا يقل عن 300 مليون ميل. يُظهر Chi Cygni أيضًا نقاطًا ساخنة مهمة بالقرب من الحد الأدنى لنصف القطر. الائتمان: سيلفستر لاكور ، Observatoire de Paris
قال سيلفستر لاكور من مرصد باريس ، الذي قاد فريقًا من علماء الفلك الذين يدرسون تشي سيغني: 'هذا العمل يفتح نافذة على مصير شمسنا بعد خمسة مليارات سنة من الآن ، عندما تقترب من نهاية حياتها'.
قارن العلماء النجمة بسيارة ينفد غازها. يبدأ 'المحرك' في الاخرق والنبض. في Chi Cygni ، تظهر الثرثرة على شكل اشراق وتعتم ناتج عن تقلص النجم وتمدده.
لأول مرة ، صور علماء الفلك هذه التغييرات الدراماتيكية بالتفصيل.
قالت لاكور: 'لقد أنشأنا بشكل أساسي رسمًا متحركًا لنجم نابض باستخدام صور حقيقية'. 'تُظهر ملاحظاتنا أن النبض ليس فقط شعاعيًا ، ولكنه يأتي مع عدم تجانس ، مثل النقطة الساخنة العملاقة التي ظهرت عند نصف قطرها الأدنى.'
انقر هنا لمشاهدة الرسوم المتحركة.
تُعرف النجوم في هذه المرحلة من الحياة باسم متغيرات ميرا. بينما ينبض ، ينفث النجم من طبقاته الخارجية ، والتي ستخلق خلال بضع مئات الآلاف من السنين سديمًا كوكبيًا لامعًا بشكل جميل.
نبضات Chi Cygni مرة كل 408 أيام. في أصغر قطر له يبلغ 300 مليون ميل ، يصبح مرقشًا ببقع لامعة حيث تجتاح أعمدة ضخمة من البلازما الساخنة سطحه ، مثل الحبيبات التي تظهر على سطح شمسنا ، ولكنها أكبر بكثير. أثناء توسعها ، تبرد Chi Cygni وتخفت ، وتنمو إلى قطر يبلغ 480 مليون ميل - كبير بما يكفي لابتلاع وطهي حزام الكويكبات لنظامنا الشمسي.
تصوير النجوم المتغيرة مهمة صعبة للغاية. أولاً ، تختبئ متغيرات ميرا داخل غلاف مضغوط كثيف من الغبار والجزيئات. لدراسة السطح النجمي داخل الغلاف ، يحتاج علماء الفلك إلى مراقبة النجوم في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، مما يسمح لهم برؤية قشرة الجزيئات والغبار ، مثل الأشعة السينية التي تمكن الأطباء من رؤية العظام داخل جسم الإنسان.
ثانيًا ، هذه النجوم بعيدة جدًا ، وبالتالي تظهر صغيرة جدًا. على الرغم من أنها ضخمة مقارنة بالشمس ، إلا أن المسافة تجعلها لا تبدو أكبر من منزل صغير على سطح القمر كما يُرى من الأرض. التلسكوبات التقليدية تفتقر إلى الدقة المناسبة. وبالتالي ، لجأ الفريق إلى تقنية تسمى قياس التداخل ، والتي تتضمن الجمع بين الضوء القادم من عدة تلسكوبات للحصول على دقة مكافئة لتلسكوب كبير مثل المسافة بينهما.
استخدموا مصفوفة التلسكوب البصري بالأشعة تحت الحمراء التابع لمرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، أو IOTA ، والتي كانت موجودة في مرصد ويبل في ماونت هوبكنز ، أريزونا.
قال المؤلف المشارك مارك لاكاس من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA): 'لقد عرضت IOTA قدرات فريدة'. 'لقد سمح لنا برؤية التفاصيل في الصور التي تكون أصغر بنحو 15 مرة مما يمكن حله في الصور من تلسكوب هابل الفضائي.'
أقر الفريق أيضًا بفائدة الملاحظات العديدة التي يساهم بها علماء الفلك الهواة سنويًا في جميع أنحاء العالم ، والتي قدمتها الرابطة الأمريكية لمراقبي النجوم المتغيرة (AAVSO).
في العقد القادم ، يثير احتمال الحصول على تصوير فائق الحدة بفضل قياس التداخل علماء الفلك. الأشياء التي ، حتى الآن ، تبدو وكأنها نقطة تكشف بشكل تدريجي عن طبيعتها الحقيقية. كانت الأسطح النجمية وأقراص تراكم الثقوب السوداء ومناطق تكوين الكواكب المحيطة بالنجوم الوليدة تُفهم جميعًا بشكل أساسي من خلال النماذج. يعد قياس التداخل بالكشف عن هوياتهم الحقيقية ، ومعهم بعض المفاجآت.
تم الإبلاغ عن الملاحظات الجديدة لـ Chi Cygni في عدد 10 ديسمبر من مجلة الفيزياء الفلكية.