نشر علماء الفيزياء الفلكية ظاهرة جديدة تتحدى التعريف التقليدي للنجوم القزمة البيضاء

كشف العلماء عن سبب توقف بعض الأقزام البيضاء عن التبريد بشكل غامض، وهو ما يغير الأفكار حول عمر النجوم حقًا وما يحدث لها عندما تموت.

يُعتقد عالميًا أن النجوم القزمة البيضاء هي “نجوم ميتة” تستمر في البرودة مع مرور الوقت. ومع ذلك، في عام 2019، اكتشفت البيانات الواردة من القمر الصناعي غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) مجموعة من النجوم القزمة البيضاء التي توقفت عن التبريد لأكثر من ثمانية مليارات سنة. وخلافًا لصورة “النجم الميت” الكلاسيكية، يشير هذا إلى أن بعض الأقزام البيضاء يمكن أن تطور طاقة إضافية كبيرة، ولم يكن علماء الفلك متأكدين في البداية من كيفية حدوث ذلك.

اليوم، بحث جديد نشرت داخل طبيعةدكتور من جامعة وارويك. أنطوان بيدارد و د. من جامعة فيكتوريا (كندا). وقاموا بقيادة سيمون بلو بنشر الآلية الكامنة وراء هذه الملاحظة المحيرة.

97% من النجوم في مجرة ​​درب التبانة تصبح في النهاية أقزامًا بيضاء. لقد افترض العلماء منذ فترة طويلة أن هذه النجوم وصلت إلى نهاية حياتها. بعد استنفاد مصدر الطاقة النووية، تتوقف عن إنتاج الحرارة وتتجمد البلازما الكثيفة الموجودة في داخلها إلى حالة صلبة، وتبرد حتى يتصلب النجم من الداخل. يمكن أن تستغرق عملية التبريد هذه مليارات السنين.

في بعض الأقزام البيضاء، لا تتجمد البلازما الكثيفة بالداخل ببساطة، وفقًا لبحث جديد. وبدلاً من ذلك، فإن البلورات الصلبة التي تتشكل أثناء التجميد تكون أقل كثافة من السائل، وبالتالي تميل إلى الطفو. وعندما تطفو البلورات إلى الأعلى، فإنها تحل محل السائل الأثقل إلى الأسفل. يؤدي نقل الأجسام الثقيلة نحو قلب النجم إلى إطلاق طاقة الجاذبية، وهذه الطاقة كافية لإيقاف عملية تبريد النجم لمليارات السنين.

وقال أنطوان بيدارد، الباحث في جامعة وارويك: “هذا التفسير يناسب جميع خصائص الرصد لمجموعة الأقزام البيضاء غير العادية. وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة آلية النقل هذه في أي نوع من النجوم، وهو أمر مثير: إنها ليس كل يوم نكتشف فيه ظاهرة فيزيائية فلكية جديدة.”

لدى الباحثين فرضية حول سبب حدوث ذلك في بعض النجوم دون غيرها. وأوضح سايمون بلوين، زميل وطني في المعهد الكندي للفيزياء الفلكية النظرية بجامعة فيكتوريا، أن “هذا الاختلاف قد يكون بسبب تكوين النجم. بعض النجوم القزمة البيضاء تتشكل من اندماج نجمين مختلفين. عندما تصطدم هذه النجوم لتكوين قزم أبيض، فإنه يغير تركيبة النجم ليسمح له بتكوين بلورات طافية.”

لن يتم مراجعة كتب علم الفلك المدرسية لهذا الاكتشاف الجديد فحسب، بل سيتعين على علماء الفلك إعادة التفكير في العملية التي يستخدمونها لتحديد عمر المجموعات النجمية. في الوقت الحالي، يتم استخدام الأقزام البيضاء بشكل روتيني كمؤشرات للعمر: كلما كان القزم الأبيض أكثر برودة، كلما كان عمره أكبر. ومع ذلك، بسبب التأخير الإضافي في التبريد الذي لوحظ في بعض الأقزام البيضاء، قد تكون بعض النجوم ذات درجة حرارة معينة أقدم بمليارات السنين مما كان يعتقد سابقًا.

وأضاف بيدارد: “إن آلية النقل التي اكتشفناها تعني أن بعض الأقزام البيضاء كانت ساطعة مثل النجوم “العادية” لمليارات السنين. وهذا يعقد تحديد العمر واستخدام الأقزام البيضاء لإعادة بناء تشكيل مجرتنا”.