منتشرة عبر أحد أكثر جبال الأرض خضرة في نظامنا الشمسي، ستة تلسكوبات ذات لون أبيض قشر البيض تتطلع إلى أعماق الكون. باعتبارها خلية متماسكة، تجمع الهياكل المقببة الضوء الكوني لتوجيه علماء الفلك المعاصرين لاستكشاف الفضاء – ومن خلال هذه الخلية لدينا الآن لمحة جديدة من الضوء الذي كان يوجه علماء الفلك السابقين: نجم الشمال.
معرفتنا البصرية لنجم الشمال الحالي (بسبب التذبذب المحوري للأرض، التسمية التوضيحية يذهب إلى نجوم مختلفة على مر العصور) عميقا. لقد صور الفنانون القدامى والجدد نجم بولاريس وهو يلمع في لوحاتهم، والتقطه المصورون الفلكيون من ساحات منازلهم الخلفية، ووجه العلماء أدواتهم نحوه لعقود من الزمن. ولكن ما يميز شاشات Polaris الجديدة هذه، والمقدمة من مصفوفة CHARA في جبل ويلسون، كاليفورنيا، يتعلق بالدقة. ما يجعل CHARA مميزًا هو أن التلسكوبات الخاصة بها، كما ذكرنا سابقًا، تعمل معًا. ويتم دمج بياناتهم الضوئية في منشأة مركزية، مما يوفر صورة كاملة وواضحة للمصدر. تشكل مجموعة سداسية من التلسكوبات العاملة تلسكوبًا نهائيًا يبلغ قطره 330 مترًا (1083 قدمًا). ولهذا السبب، فإن دقة صورة المشروع – وخاصة الدقة الزاوية – ممتازة.
بعد مشاهدة بعض صور Polaris هذه بالإضافة إلى ملاحظات CHARA التي تم التقاطها بين عامي 2016 و2021، اكتشف العلماء تم اكتشافه بعض الجوانب غير المعروفة سابقًا للنجم. والأهم من ذلك، أن هناك بقعًا مرئية بوضوح على سطح النجم، تشبه البقع الشمسية التي نراها أحيانًا على الشمس.
وقال جيل شيفر، مدير مصفوفة CHARA: “كشفت صور CHARA عن بقع كبيرة مشرقة ومظلمة على سطح Polaris والتي تغيرت بمرور الوقت”. تقرير.
أحد الأسباب الرئيسية وراء كون هذا الاكتشاف مفاجئًا للغاية يتعلق بحقيقة أن بولاريس ليس نجمًا قديمًا. وهو نوع من النجوم يُعرف باسم المتغير القيفاوي، مما يعني أنه يضيء ويخفت بشكل دوري. يضيء نجم القطب الشمالي على وجه الخصوص ويخفت وفقًا لدورة مدتها أربعة أيام، ويحب العلماء العثور على النجوم القيفاوية بسبب هذا السلوك الذي يمكن التنبؤ به بدرجة كبيرة. لأنه يسمح باستخدام هذه النجوم في قياسات المسافة الكونية. في الأساس، فإن النظر إلى التغير في سطوع النجم القيفاوي خلال دورة سيكشف عن سطوعه الحقيقي.
متعلق ب: نوفا نادرة تشعل “نجمًا جديدًا” في السماء هذا العام وإليك كيفية مشاهدته
في المقابل، بدون دورية يمكن التنبؤ بها، لن يكون النجم موثوقًا جدًا لمثل هذه القياسات. ومع المخاطرة بالتبسيط المفرط، قد يكون النجم الخافت، على سبيل المثال، بعيدًا أو صغيرًا، أو لسبب آخر قد يكون خافتًا بشكل غريب. أو، قد يكون غير واضح بحلول الوقت الذي يتم ملاحظته.
وبالعودة إلى تلك المواقع، تمثل هذه الصور عالية الدقة لبولاريس أول “لمحة عما قد يبدو عليه سطح المتغير القيفاوي”، كما يقول فريق CHARA. لذلك، كان العثور على النقاط بتلك النظرة الأولى أمرًا محيرًا. لكن هذه النقاط ليست الاستنتاج الوحيد لتحليل الفريق.
على عكس شمسنا الوحيدة، فإن نجم بولاريس لا يدور حول نفسه في الكون. تبلغ كتلته 46 ضعف كتلة نجمنا المضيف ويبعد عنا 400 سنة ضوئية، وهو جزء من نظام نجمي ثلاثي. وهو ألمع إخوته. في الواقع، كان الهدف الأصلي لمسبار بولاريس التابع لـ CHARA هو رسم خريطة لمدار نجم يدور حول نجمنا الشمالي كل 30 عامًا. إنه أقرب من الآخر، مما يجعل المحاولة إنجازًا معقدًا. لا يقتصر الأمر على أن هذا النجم يطفو بالقرب من بولاريس فحسب، بل إن رفيقه أيضًا خافت بشكل لا يصدق. ولم يتم تأكيد وجودها حتى عام 2005. بسبب توثيقه تلسكوب هابل الفضائي.
وقالت المؤلفة الرئيسية نانسي إيفانز من مركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية: “إن الفصل الصغير بين النجمين والتباين الكبير في السطوع يجعل من الصعب للغاية حل النظام الثنائي خلال أقرب اقتراب منهما”. قال في البيان. ولهذا السبب، بحث الفريق أيضًا في بعض صناديق الأدوات الفلكية الأخرى، مثل مقياس التداخل البقعي في مرصد أباتشي بوينت في نيو مكسيكو.
لقد كانت المهمة ناجحة بالفعل، حيث ساعدت في تأكيد أشياء مثل حجم نجم بولاريس، واقترحت أن حجم النجم قد يكون خمسة أضعاف حجم الشمس، مما يجعله أثقل مما كان يعتقد سابقًا. هذه النتيجة مهمة في حد ذاتها، لأنها مثل إيفانز قالت أخبار العلومفقط عدد قليل من القيفاويات تم تحديد كتلتها. كما أنه يطرح بعض الأسئلة المثيرة للاهتمام لاستكشافها في المستقبل. وكتب مؤلفو الدراسة: “تظهر الكتلة مع المسافة أن القيفاوي أكثر سطوعًا بكثير مما كان متوقعًا لهذه الكتلة من المسارات التطورية”.
ومع ذلك، يبدو أن الطبيعة المتقطعة لنجم الشمال قد لفتت الانتباه. تمثل مناطق النجم التي تكون فيها النقاط مرئية ومعدل دوران النجم تغير السرعة الشعاعية لمدة 120 يومًا – وهي تغيرات أساسية في سرعة الجسم المرئي على طول خط رؤية الراصد. وهذا يطرح معضلة أخرى.
وقال جون مونير، أستاذ علم الفلك بجامعة ميشيغان والمؤلف المشارك للدراسة، في البيان: “نخطط لمواصلة تصوير بولاريس في المستقبل”. “نأمل أن نفهم بشكل أفضل الآلية الكامنة وراء تكوين البقع على سطح بولاريس.”
كانت هناك دراسة تم النشر 20 أغسطس في مجلة الفيزياء الفلكية.