بالنسبة لنا نحن أبناء الأرض ، الحياة تحت شمس واحدة هي فقط ما هي عليه. ولكن مع تطور علم الفلك الحديث ، أصبحنا ندرك حقيقة أن الكون مليء بأنظمة نجمية ثنائية وحتى ثلاثية. ومن ثم ، إذا كانت الحياة موجودة على كواكب خارج نظامنا الشمسي ، فمن الممكن أن يعتاد الكثير منها على النمو تحت شمسين أو حتى ثلاثة شموس. لعدة قرون ، تساءل علماء الفلك عن سبب وجود هذا الاختلاف وكيف ظهرت أنظمة النجوم.
في حين يجادل بعض علماء الفلك بأن النجوم الفردية تشكلت واكتسبت رفقاء بمرور الوقت ، اقترح البعض الآخر أن الأنظمة بدأت بنجوم متعددة وفقدت رفاقها بمرور الوقت. وفقا ل دراسة جديدة بواسطة فريق من جامعة كاليفورنيا في بيركلي و مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ، يبدو أن النظام الشمسي (والنجوم الأخرى الشبيهة بالشمس) ربما يكون قد بدأ كنظام ثنائي منذ مليارات السنين.
هذه الدراسة بعنوان ' الثنائيات المضمنة ونواةها الكثيفة '، تم قبوله مؤخرًا للنشر فيالإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. في ذلك ، سارة سادافوي - عالمة فلك راديو من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك و CfA - وستيفن دبليو ستالر (عالم فيزياء نظرية من جامعة كاليفورنيا في بيركلي) شرحوا كيف قادتهم المسوحات الراديوية لحضانة النجوم إلى استنتاج أن معظم النجوم الشبيهة بالشمس بدأت كثنائيات.
السحابة الجزيئية المظلمة ، Barnard 68 ، هي حضانة نجمية لا يمكن دراستها إلا باستخدام علم الفلك الراديوي. الائتمان: فريق FORS ، 8.2 متر VLT Antu ، ESO
بدأوا بفحص نتائج أول مسح لاسلكي للسحابة الجزيئية العملاقة الواقعة على بعد حوالي 600 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة فرساوس - الملقب ب. ال سحابة فرساوس الجزيئية . هذا الاستطلاع المعروف باسم VLA / ALMA قرص ناشئ وتعدد (VANDAM) استند المسح صفيف كبير جدا في نيو مكسيكو و مجموعة أتاكاما كبيرة المليمتر / المتر (ALMA) في تشيلي لإجراء المسح الأول للنجوم الشباب (<4 million years old) in this star-forming region.
لعدة عقود ، عرف علماء الفلك أن النجوم تولد داخل 'مشاتل نجمية' ، وهي النوى الكثيفة الموجودة داخل سحب هائلة من الغبار والهيدروجين الجزيئي البارد. تبدو هذه الغيوم وكأنها ثقوب في مجال النجوم عند النظر إليها من خلال التلسكوب البصري ، وذلك بفضل كل حبيبات الغبار التي تحجب الضوء القادم من النجوم المتكونة داخلها ومن نجوم الخلفية.
المسوحات الراديوية هي الطريقة الوحيدة لاستكشاف مناطق تكون النجوم هذه ، لأن حبيبات الغبار تنبعث منها الإرسال اللاسلكي ولا تمنعها أيضًا. لسنوات ، كان Stahler يحاول إقناع علماء الفلك الراديوي بفحص السحب الجزيئية على أمل جمع معلومات حول تكوين النجوم الفتية بداخلها. تحقيقًا لهذه الغاية ، تواصل مع سارة سادافوي - عضوة فريق فاندام - واقترح تعاونًا.
بدأ الاثنان عملهما معًا من خلال إجراء ملاحظات جديدة لكل من النجوم الفردية والثنائية داخل المناطق الأساسية الكثيفة لسحابة Perseus. كما أوضح Sadavoy في أ بيان صحفي بيركلي نيوز ، كان الثنائي يبحث عن أدلة حول ما إذا كانت النجوم الشابة تشكلت كأفراد أو في أزواج:
'لقد تم اقتراح فكرة تكوين العديد من النجوم مع رفيق من قبل ، ولكن السؤال هو: كم عددهم؟ بناءً على نموذجنا البسيط ، نقول إن جميع النجوم تقريبًا تتشكل مع رفيق. تُعتبر سحابة Perseus عمومًا منطقة نموذجية لتكوين النجوم منخفضة الكتلة ، ولكن نموذجنا يحتاج إلى التحقق من السحب الأخرى '.
صورة الأشعة تحت الحمراء من تلسكوب هابل الفضائي ، تُظهر جسمًا ساطعًا على شكل مروحة (الربع الأيمن السفلي) يُعتقد أنه نجم ثنائي ينبعث منه نبضات ضوئية أثناء تفاعل النجمين. الائتمان: NASA / ESA / J. Muzerolle (STScI)
كشفت ملاحظاتهم عن سحابة Perseus عن سلسلة من نجوم الفئة 0 والفئة الأولى - تلك الموجودة<500,000 old and 500,000 to 1 million years old, respectively – that were surrounded by egg-shaped cocoons. These observations were then combined with the results from VANDAM and other surveys of star forming regions – including the مسح حزام الذهب والبيانات التي تم جمعها بواسطة جهاز التنفس تحت الماء - 2 صك على تلسكوب جيمس كليرك ماكسويل في هاواي.
من هذا ، قاموا بإنشاء إحصاء للنجوم داخل سحابة Perseus ، والتي تضمنت 55 نجمًا شابًا في 24 نظامًا متعدد النجوم (جميعها باستثناء خمسة منها ثنائية) و 45 نظامًا نجميًا واحدًا. ما لاحظوه هو أن جميع الأنظمة الثنائية المنفصلة على نطاق واسع - مفصولة بأكثر من 500 وحدة فلكية - كانت أنظمة صغيرة جدًا تحتوي على نجمتين من الفئة 0 تميل إلى محاذاة المحور الطويل لنواتها الكثيفة على شكل بيضة.
في هذه الأثناء ، كانت النجوم الثنائية الأقدم قليلاً من الفئة الأولى أقرب لبعضها البعض (مفصولة بحوالي 200 وحدة فلكية) ولم يكن لها نفس الاتجاه فيما يتعلق بمحاذاةهم. من هذا ، بدأ مؤلفو الدراسة في وضع نماذج رياضية لسيناريوهات متعددة لشرح هذا التوزيع ، وخلصوا إلى أن جميع النجوم ذات الكتل المماثلة لشمسنا تبدأ كثنائيات واسعة من الفئة 0. وخلصوا كذلك إلى أن 60٪ من هؤلاء ينقسمون بمرور الوقت بينما يتقلص الباقي ليشكل ثنائيات ضيقة.
قال ستالر: 'عندما تنقبض البيضة ، يكون الجزء الأكثر كثافة من البيضة باتجاه الوسط ، وهذا يشكل تركيزين من الكثافة على طول المحور الأوسط'. 'هذه المراكز ذات الكثافة العالية في مرحلة ما تنهار على نفسها بسبب جاذبيتها الذاتية لتشكيل نجوم من الدرجة 0. 'في صورتنا ، النجوم المفردة ذات الكتلة المنخفضة والشبيهة بالشمس ليست بدائية. هم نتيجة لتفكك الثنائيات. '
ألمع نجمين من كوكبة Centaurus ، نظام النجوم الثنائي لـ Alpha Centauri. الائتمان: ويكيبيديا كومنز / Skatebiker
النتائج من هذا النوع لم يتم رؤيتها أو اختبارها من قبل. كما تشير أيضًا إلى أن كل نواة كثيفة داخل حضانة نجمية (أي الشرانق على شكل بيضة ، والتي تتكون عادةً من بضع كتل شمسية) تحول ضعف كمية المواد إلى نجوم كما كان يُعتقد سابقًا. كما لاحظ ستالر:
'المفتاح هنا هو أنه لم ينظر أحد من قبل بطريقة منهجية إلى علاقة النجوم الشابة الحقيقية بالغيوم التي تفرخها. يعتبر عملنا خطوة إلى الأمام في فهم كيفية تشكل الثنائيات وكذلك الدور الذي تلعبه الثنائيات في التطور النجمي المبكر. نعتقد الآن أن معظم النجوم ، التي تشبه شمسنا تمامًا ، تتشكل كثنائيات. أعتقد أن لدينا أقوى دليل حتى الآن لمثل هذا التأكيد '.
يمكن أن تكون هذه البيانات الجديدة أيضًا بداية اتجاه جديد ، حيث يعتمد علماء الفلك على التلسكوبات الراديوية لفحص مناطق تشكل النجوم الكثيفة على أمل رؤية المزيد في طريق التكوينات النجمية. مع التحديثات الأخيرة على VLA و Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) في تشيلي ، والبيانات المستمرة التي قدمها مسح SCUBA-2 في هاواي ، قد تأتي هذه الدراسات عاجلاً وليس آجلاً.
هناك تأثير آخر مثير للاهتمام للدراسة يتعلق بشيء يعرف باسم 'فرضية الأعداء'. في الماضي ، توقع علماء الفلك وجود نجم مصاحب يُدعى 'Nemesis' داخل نظامنا الشمسي. سمي هذا النجم بهذا الاسم لأن النظرية اعتبرت أنه مسؤول عن ركل الكويكب الذي تسبب في انقراض الديناصورات في مدار الأرض. للأسف ، انتهت كل محاولات العثور على الأعداء بالفشل.
انطباع الفنان عن نظام النجم الثنائي لسيريوس ، وهو نجم قزم أبيض يدور حول سيريوس (عملاق أبيض). الائتمان: NASA و ESA و G. Bacon (STScI)
كما أشار ستيفن ستالر ، يمكن تفسير هذه النتائج على أنها نظرة جديدة لنظرية الأعداء:
'نحن نقول ، نعم ، ربما كان هناك عدو منذ زمن طويل. قمنا بتشغيل سلسلة من النماذج الإحصائية لمعرفة ما إذا كان بإمكاننا حساب التجمعات النسبية للنجوم الفردية الصغيرة والثنائيات لجميع الفواصل في سحابة Perseus الجزيئية ، وكان النموذج الوحيد الذي يمكنه إعادة إنتاج البيانات هو النموذج الذي تتشكل فيه جميع النجوم في البداية على شكل ثنائيات واسعة. ثم تتقلص هذه الأنظمة أو تتفكك في غضون مليون سنة '.
لذا في حين أن نتائجهم لا تشير إلى وجود نجم حول انقراض الديناصورات ، فمن الممكن (وحتى المعقول للغاية) أنه منذ مليارات السنين ، كانت الكواكب الشمسية تدور حول نجمين. يمكن للمرء أن يتخيل فقط الآثار التي قد تترتب على ذلك على التاريخ المبكر للنظام الشمسي وكيف يمكن أن يكون قد أثر على تكوين الكواكب. لكن هذا سيكون موضوع دراسات مستقبلية بلا شك!
قراءة متعمقة: أخبار بيركلي و arXiv