على بعد 90 سنة ضوئية من الأرض.. اكتشاف حطام كوكبي 

اكتشف فريق من علماء الفلك في جامعة وارويك أقدم نجم في مجرتنا الشمسية يجمع الحطام من الكواكب المصغرة، مما يجعله أحد أقدم أنظمة الكواكب الصخرية والجليدية المكتشفة في مجرة درب التبانة.
ونشرت مجلة Royal Astronomical Society النتائج التي توصل إليها الفريق، وخلصت إلى أن قزما أبيض خافتا يقع على بعد 90 سنة ضوئية من الأرض، بالإضافة إلى بقايا نظامه الكوكبي الذي يدور حوله، عمرها أكثر من 10 مليارات سنة.

ومن المعروف أن مصير معظم النجوم، بما في ذلك تلك التي تشبه شمسنا، هو أن تصبح قزما أبيض. والقزم الأبيض هو النجم الذي أحرق كل وقوده وتخلص من طبقاته الخارجية وأصبح يخضع لعملية الانكماش والتبريد. وخلال هذه العملية، سيتم تعطيل أي كواكب تدور في مداره، وفي بعض الحالات يتم تدميرها، مع ترك حطامها ليتجمع على سطح القزم الأبيض.

واكتشف العلماء الآن، أحد أقدم الأنظمة النجمية ذات الكواكب الصخرية في مجرتنا، والتي تتكون من نجمين من الأقزام البيضاء وبقايا كواكب صخرية عمرها أكثر من 10 مليارات سنة. وعثر الفريق النجمين القزمين الأبيضين على بعد نحو 90 سنة ضوئية من الأرض، يتغير لونهما بسبب مادة من الكواكب الصخرية السابقة، والتي من المحتمل أن تكون دُمرت بسبب مرحلة العملاق الأحمر للنجوم.

ومن أجل هذه الدراسة، قام فريق علماء الفلك بنمذجة اثنين من الأقزام البيضاء غير العادية التي تم اكتشافها بواسطة مرصد الفضاء GAIA التابع ل‍وكالة الفضاء الأوروبية. كلا النجمين ملوثان بالحطام الكوكبي، حيث وُجد أن أحدهما أزرق بشكل غير عادي، في حين أن الآخر هو الأضعف والأكثر احمرارا الذي تم العثور عليه حتى الآن في منطقة المجرة المحلية، وأخضع الفريق كلاهما لمزيد من التحليل.

وباستخدام البيانات الطيفية والقياسية الضوئية من GAIA ومسح الطاقة المظلمة وأداة X-Shooter في المرصد الأوروبي الجنوبي لمعرفة المدة التي تم تبريدها فيها، وجد علماء الفلك أن النجم “الأحمر” WDJ2147-4035 يبلغ من العمر نحو 10.7 مليار سنة، منها 10.2 مليار سنة أنفقت في التبريد كقزم أبيض.

ويتضمن التحليل الطيفي تحليل الضوء الصادر من النجم بأطوال موجية مختلفة، والتي يمكن أن تكتشف متى تمتص العناصر الموجودة في الغلاف الجوي للنجم الضوء بألوان مختلفة ويساعد على تحديد العناصر الموجودة وكميتها.

ومن خلال تحليل الطيف من WDJ2147-4035، وجد الفريق معادن الصوديوم والليثيوم والبوتاسيوم والكربون المكتشف مبدئيا على النجم – ما يجعل هذا أقدم قزم أبيض ملوث بالمعادن تم اكتشافه حتى الآن.

والنجم “الأزرق” الثاني WDJ1922 + 0233 أصغر بقليل من WDJ2147-4035 وكان ملوثًا بالحطام الكوكبي من تركيبة مماثلة لقشرة الأرض.

وخلص الفريق العلمي إلى أن اللون الأزرق لـ WDJ1922 + 0233، على الرغم من درجة حرارة سطحه الباردة، ناتج عن جو مختلط غير عادي من الهيليوم والهيدروجين.

الحطام الموجود في الغلاف الجوي شبه النقي وعالي الجاذبية للنجم الأحمر WDJ2147-4035 هو من نظام كوكبي قديم نجا من تطور النجم إلى قزم أبيض، ما دفع علماء الفلك إلى استنتاج أن هذا هو أقدم نظام كوكبي اكتشف حول قزم أبيض في مجرة درب التبانة.

وقالت طالبة الدكتوراه بجامعة وارويك في الفيزياء والمؤلفة الرئيسية للدراسة، أبيجيل إلمز، في بيان: “النجم الأحمر WDJ2147-4035 يعد لغزا، لأن الحطام الكوكبي المتراكم غني جدا بالليثيوم والبوتاسيوم، وعلى عكس أي شيء معروف في نظامنا الشمسي. هذا قزم أبيض مثير جدا للاهتمام، حيث أن درجة حرارة سطحه شديدة البرودة، والمعادن التي تلوثه، وتقدم العمر، وحقيقة أنه مغناطيسي، تجعله نادرا للغاية”.

وأضافت إلمز: “تُظهر هذه النجوم الملوثة بالمعادن أن الأرض ليست فريدة من نوعها: فهناك أنظمة كوكبية أخرى بها أجسام كوكبية مماثلة للأرض”، مشيرة إلى أن هناك أيضا نجوما أخرى في نفس مسار الحياة مثل شمسنا، متجهة لتصبح أقزام بيضاء. وقالت: “تتكون الأقزام البيضاء الباردة من أقدم النجوم في مجرتنا، وتوفر معلومات عن تكوين وتطور أنظمة الكواكب حول أقدم النجوم في مجرة درب التبانة.”

وصرح البروفيسور بيير إيمانويل تريمبلاي من قسم الفيزياء في جامعة وارويك: “عندما تشكلت هذه النجوم القديمة قبل أكثر من 10 مليارات سنة، كان الكون أقل ثراء بالمعادن ما هو عليه الآن، لأن المعادن تتشكل في النجوم المتطورة وانفجارات نجمية عملاقة. ويوفر القزمان الأبيضان اللذان تمت ملاحظتهما نافذة مثيرة على تكوين الكواكب في بيئة فقيرة بالمعادن وغنية بالغاز كانت مختلفة عن الظروف عندما تشكل النظام الشمسي”.