مثل كل شيء آخر في الكون ، النجوم تتقدم في العمر. مع تقدمهم في السن ، 'تنتفخ' النجوم مثل شمسنا ، لتصبح عمالقة حمراء لفترة قبل أن تستقر أخيرًا في أقزام بيضاء. خلال هذه الفترة المتأخرة من حياتهم النجمية ، يُظهر حوالي 30٪ من العمالقة الحمراء ذات الكتلة المنخفضة تباينًا غريبًا في سطوعها لا يزال غير مفسر حتى يومنا هذا. مسح جديد لهذه الأنواع من العمالقة الحمر يستبعد معظم التفسيرات الحالية المطروحة ، مما يجعل من الضروري إيجاد نظرية جديدة لسلوكهم.
العمالقة الحمراء هي مرحلة في الجزء الأخير من حياة نجم شبيه بالشمس عندما يتم استنفاد معظم الوقود الذي يدعم الاندماج النووي في قلب النجم. يؤدي النقص الناتج من الضغط الخفيف الذي يدفع ضد قوة الجاذبية إلى انهيار النجم على نفسه. عندما يحدث هذا الانهيار ، على الرغم من ذلك ، فإنه يسخن غلافًا من الهيدروجين حول اللب بدرجة كافية لإعادة إشعال الاندماج ، مما يؤدي إلىيزيدفي الاندماج النووي الذي يجعل النجم أكبر بسبب زيادة ضغط الضوء. يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة سطوع النجم بمقدار 1000 إلى 10000 مرة.
إن التباين في ناتج الضوء للعمالقة الحمراء أمر طبيعي - فهي تتضخم وتتقلص في نمط ثابت ، مما ينتج عنه مخرجات ضوئية أكثر إشراقًا وخفتًا. ومع ذلك ، هناك اختلاف في سطوع ما يقرب من ثلث إلى نصف هذه النجوم والذي يحدث على مدى فترات زمنية أطول تصل إلى خمس سنوات.
يُطلق على الفترة الثانوية الطويلة (LSP) ، السطوع المتغير للنجم يحدث على مدى فترات زمنية أطول من نبض الفترة الأقصر. هذا التباين طويل المدى في السطوع لا يزال غير مفسر.
أظهرت دراسة تفصيلية جديدة لـ 58 عملاقًا أحمر متغيرًا في سحابة ماجلان الكبيرة بواسطة بيتر وود وكريستين نيكولز ، وكلاهما من كلية أبحاث الفلك والفيزياء الفلكية بالجامعة الوطنية الأسترالية ، أن التفسيرات المقترحة لهذا التباين الغامض لا ترقى إلى المستوى المُقاس. خصائص النجوم. استخدم Nicholls and Wood مقياس الطيف FLAMES / GIRAFFE على تلسكوب كبير جدًا في ESO ، وقاموا بدمج المعلومات مع البيانات من التلسكوبات الأخرى مثل تلسكوب سبيتزر الفضائي.
هناك تفسيران رئيسيان للظاهرة: وجود جسم مصاحب للعمالقة الحمراء التي تدور في مثل هذه الطريقة لتغيير سطوعها ، أو وجود سحابة غبار نجمية تحجب بطريقة ما الضوء القادم من النجم في اتجاهنا. على نطاق دوري.
الرفيق الثنائي للنجوم سيغير مداره بطريقة تقترب منه وتنحسر عن نقطة أفضلية للأرض ، وإذا مر الرفيق أمام النجم ، فسيؤدي أيضًا إلى تعتيم الضوء المتدفق من العملاق الأحمر. في حالة وجود رفيق ثنائي ، فإن أطياف تغير السطوع بين كل هذه النجوم متشابهة نسبيًا ، مما يعني أنه لكي يعمل هذا التفسير ، يجب أن يكون لدى جميع العمالقة الحمراء الذين يظهرون تباين LSP رفيقًا بحجم مماثل ، كتلة حوالي 0.09 مرة من كتلة الشمس. قد يكون هذا السيناريو غير مرجح للغاية ، نظرًا للعدد الكبير من النجوم التي تظهر هذا الاختلاف في السطوع.
يمكن أن يكون تأثير سحابة الغبار النجمية تفسيرًا محتملاً. إن سحابة من الغبار النجمي التي تحجب الضوء من النجم مرة واحدة في كل مدار من شأنها أن تخفت ضوءها بما يكفي لتفسير هذه الظاهرة. يمكن الكشف عن وجود مثل هذه السحابة من الغبار من خلال فائض الضوء القادم من النجم في منتصف طيف الأشعة تحت الحمراء. يمتص الغبار الضوء من النجم ، ويعيد إرساله على شكل ضوء في منطقة الأشعة تحت الحمراء الوسطى من الطيف.
تُظهر ملاحظات نجوم LSP توقيع منتصف الأشعة تحت الحمراء الذي يمثل علامة منبهة للغبار ، لكن الارتباط بين الاثنين لا يعني أن الغبار يسبب اختلاف السطوع. يمكن أن يكون الغبار نتيجة ثانوية للكتلة المقذوفة من النجم نفسه ، والسبب الأساسي الذي قد يكون مرتبطًا بالتغير في السطوع.
مهما كان سبب تذبذب السطوع في هذه العمالقة الحمراء ، فإنه يجعلهم يقذفون كتلة في كتل كبيرة أو في شكل قرص موسع. من الواضح أن المزيد من الملاحظات ستكون ضرورية لتعقب سبب هذه الظاهرة.
تم نشر نتائج الملاحظات التي أدلى بها نيكولز وود فيمجلة الفيزياء الفلكية. يتوفر مقالان يصفان النتائج التي توصلوا إليها على موقع Arxiv ، هنا و هنا.
مصدر: الذي - التي أوراق Arxiv