علماء: نجوم قزمة تتغذى على بقايا العالم القديم الشبيه بالأرض

قد لا تنتهي حياة التسلسل الرئيسي لنجم مثل الشمس بمستعر أعظم مثل النجوم الأكثر ضخامة، لكنها لن تكون قضية عادية؛ فعندما ينفد وقود النجم ويصبح غير مستقر فإنه يكبر لحجم هائل للغاية قبل أن ينفجر من مادته الخارجية بينما ينهار القلب إلى قزم أبيض صغير شديد الكثافة.
وبالنسبة للشمس، يمكن أن تمتد تلك المرحلة العملاقة الحمراء المتضخمة إلى المريخ؛ وهي عملية يمكن أن تزعزع استقرار الكواكب وتدمرها.
فلقد رأينا نجومًا قزمة بيضاء لها كواكب، ما يشير إلى أنها تستطيع النجاة من العملية (أو تتشكل بعدها). لكن، على نحو متزايد، اكتشف العلماء أن العديد من الكواكب الخارجية يلتهمها هذا القزم الأبيض، وفق موقع «ساينس إليرت» العلمي المتخصص، نقلا عن بيانات للجمعية الفلكية الملكية الدورية.
ووفق الجمعية، يمكن أن يكون «التلوث» الذي تسببه عناصر الكواكب في الغلاف الجوي للنجوم القزمة البيضاء التي تُعرف دراستها باسم علم الكواكب الميتة، هو السبب في ذلك. والآن، اكتشف علماء الفلك أقدم مثال معروف على ذلك؛ يتجلى بكوكب خارج المجموعة الشمسية التهمه قزم أبيض تشكل قبل 10.2 مليار سنة.
يبعد القزم الأبيض حوالى 90 سنة ضوئية عن الأرض، وهو صغير الحجم وخافت بشكل لا يصدق، ولونه أحمر غير عادي أكثر من أي نجم قزم أبيض آخر. وقد تشكل نجم قزم أبيض ثانٍ أزرق بشكل غير عادي قبل 9 مليارات سنة.
كما وجد فريق الدراسة الجديدة أن كلا النجمين يواجهان تلوثًا مستمرًا من خلال غمر حطام الكواكب.
مع ذلك، في حين أن النجم الأحمر (المسمى WD J2147-4035) يمثل أقدم قزم أبيض ملوث تم اكتشافه حتى الآن، من المحتمل أن يكون النجم الأزرق (المسمى WD J1922 + 0233) أكثر إثارة للاهتمام، وفق ما تشير العناصر الموجودة بغلافه الجوي بأنه يأكل كوكبًا يشبه إلى حد بعيد الأرض.
وفي هذا الاطار، يقول عالم الفيزياء الفلكية أبيجيل إلمز بجامعة وارويك بالمملكة المتحدة «عثرنا على أقدم بقايا نجمية بمجرة ​​درب التبانة ملوثة بكواكب شبيهة بالأرض.إنه لأمر مدهش أن نعتقد أن هذا حدث على نطاق 10 مليارات سنة وأن تلك الكواكب ماتت قبل أن تتشكل الأرض»، موضحا «يمكننا تشريح التركيب الكيميائي للغلاف الجوي للنجم من الضوء الناتج عن النجم. حيث لا تنبعث كل الأطوال الموجية بالتساوي؛ فبعضها أقوى وبعضها أضعف. وذلك لأن العناصر يمكنها امتصاص الضوء وإعادة إصداره، ما يؤدي إلى تغيير طيف الضوء الخارج من النجم. وليس من الواضح على الفور العناصر التي تلعب دورًا، لكن العلماء يزدادون خبرة في تحديد ميزات الامتصاص والانبعاث على الطيف المرتبطة بالعناصر».
وعندما حدد مرصد جايا الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية القزمين الأبيضين الملونين بشكل غير عادي، أخضع إلمز وزملاؤه الكرتين الغريبتين لدراسات مختلفة.
ونظرًا لأن النجوم القزمة البيضاء لم تعد تعمل عن طريق اندماج العناصر في قلبها، فإن درجات حرارتها تتناقص ببطء بمعدل معروف؛ وأنه من خلال قياس درجات حرارة النجمين، تمكن الباحثون من قياس المدة التي انقضت منذ تشكلهما من موت نجم شبيه بالشمس. بعد ذلك، أخضع العلماء أطياف النجوم لتحليلات من أجل تحديد تركيبات الغلاف الجوي الخاصة بهما؛ فوجدوا الصوديوم والليثيوم والبوتاسيوم وربما الكربون على النجم الأحمر، فيما وجدوا الصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم على النجم الأزرق.
ولأن الأقزام البيضاء شديدة الجاذبية، فإن العناصر الثقيلة مثل هذه يجب أن تختفي في باطن القزم الأبيض بشكل لا يمكن اكتشافه وبسرعة كبيرة؛ وهذا يشير إلى أن المادة التي تنتج هذه العناصر لا تزال تتساقط على النجوم من سحب الحطام من حولها.
وفي حالة «WD J2147-4035» قرر الفريق أن التلوث ربما كان بقايا نظام كوكبي كان يدور حول النجم قبل موته ونجا من مخاض الموت النجمي، وهو الآن يسقط ببطء على مدى مليارات السنين؛ فمنذ أن تحول النجم إلى قزم أبيض قبل أكثر من 10 مليارات سنة، فإن هذا يجعله أقدم نظام كوكبي معروف في مجرة ​​درب التبانة (على الرغم من تفككه واختفائه).
بالوقت نفسه، فإن الحطام الملوث لـ «WD J1922 + 0233» له تركيبة مماثلة لقشرة الأرض القارية، ما يشير إلى كوكب شبيه بالأرض يدور حول نجم شبيه بالشمس عاش ومات قبل مليارات السنين من تشكل النظام الشمسي؛ إنه مثل السجل الأحفوري للمجرة الذي يمكن أن يخبرنا كيف كانت أنظمة الكواكب بمجرة ​​درب التبانة في الدهور قبل أن يثير هذا الأمر تعجبنا.
من جانبه، يقول عالم الفيزياء الفلكية بيير إيمانويل تريمبلاي بجامعة وارويك «عندما تشكلت هذه النجوم القديمة منذ أكثر من 10 مليارات سنة، كان الكون أقل ثراءً بالمعادن مما هو عليه الآن؛ حيث تشكلت المعادن في النجوم المتطورة والانفجارات النجمية العملاقة. وان القزمين الأبيضين المرصودين يوفران نافذة مثيرة لتكوين الكواكب في بيئة فقيرة بالمعادن وغنية بالغاز كانت مختلفة عن الظروف عندما تشكل النظام الشمسي».