“صور مذهلة تكشف أسرار سطح نجم بعيد: حركة غازية غير مسبوقة بفضل تلسكوب ALMA”

تفاصيل جديدة حول سطح النجم R Doradus

لأول مرة في تاريخ الفلك، تمكّن العلماء من التقاط صور لنجم غير الشمس بتفاصيل دقيقة كافية لمتابعة حركة الغاز المتصاعد على سطحه. الصور الملتقطة للنجم R Doradus جاءت بفضل استخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة للمليمتر/الأشعة تحت الحمراء البعيدة (ALMA)، وهي تلسكوب مشترك بين المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO)، وذلك في يوليو وأغسطس 2023. تُظهر الصور التي تم الحصول عليها فقاعات غازية عملاقة وساخنة، يبلغ حجمها 75 مرة حجم الشمس، تظهر على السطح، وتغمر إلى داخل النجم بسرعة أكبر مما كان متوقعًا.

إدراك غير مسبوق لتفاصيل سطح النجوم

يقول ووتير فليمنغز، أستاذ في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد والمُؤلّف الرئيسي للدراسة التي نُشرت حديثًا في مجلة Nature: “هذه هي المرة الأولى التي يمكن فيها إظهار سطح نجم حقيقي بهذه الطريقة”. ويضيف فليمنغز: “لم نتوقع أبدًا أن تكون البيانات ذات جودة عالية لدرجة تمكننا من رؤية تفاصيل كثيرة للحركة الحرارية على السطح النجمي.”

التحريك الحراري وتأثيره على توزيع العناصر

تنتج النجوم الطاقة في نواتها من خلال الاندماج النووي. يمكن أن تحمل هذه الطاقة إلى سطح النجم عبر فقاعات غازية عملاقة وساخنة، ثم تبرد وتغمر - مثل مصباح اللافا. تُعرف هذه الحركة بالتحريك الحراري، وتعمل على توزيع العناصر الثقيلة التي تتشكل في النواة، مثل الكربون والنيتروجين، في جميع أنحاء النجم. يُعتقد أيضًا أن هذه الحركة مسؤولة عن الرياح النجمية التي تنقل هذه العناصر إلى الكون لتكوين نجوم وكواكب جديدة.

تكنولوجيا ALMA وتفاصيل جديدة حول R Doradus

لم يتم تتبع حركات التحريك بالتفصيل في النجوم غير الشمس حتى الآن. من خلال استخدام ALMA، تمكن الفريق من الحصول على صور عالية الدقة لسطح R Doradus على مدى شهر. R Doradus هو نجم عملاق أحمر، بقطر يبلغ حوالي 350 مرة حجم الشمس، ويقع على بعد حوالي 180 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة دورادو. حجمه الكبير وقربه من الأرض يجعله هدفًا مثاليًا للرصد التفصيلي. علاوة على ذلك، فإن كتلته مشابهة لكتلة الشمس، مما يعني أن R Doradus من المحتمل أن يكون مشابهًا إلى حد كبير لشكل شمسنا بعد خمسة مليارات سنة، عندما تصبح نجمًا عملاقًا أحمر.

رصد تفاصيل غير مسبوقة على سطح النجوم

يضيف ثيو خوري، الباحث في جامعة تشالمرز والمؤلف المشارك في الدراسة، قائلًا: “يخلق التحريك الهيكل الحبيبي الجميل الذي نراه على سطح شمسنا، ولكن من الصعب رؤيته على النجوم الأخرى.” ويكمل خوري: “مع ALMA، تمكنا الآن من رؤية الحبيبات الحرارية بشكل مباشر - بحجم 75 مرة حجم شمسنا! - وأيضًا قياس سرعة حركتها لأول مرة.”

دورة الحبيبات على R Doradus والاختلافات الملاحظة

تبدو الحبيبات في النجم R Doradus أنها تتحرك بدورة شهرية، وهو أسرع مما توقعه العلماء بناءً على كيفية عمل التحريك في الشمس. يقول فليمنغز: “لا نعرف بعد سبب الاختلاف. يبدو أن التحريك يتغير مع تقدم عمر النجم بطرق لا نفهمها بعد.” تساعد الملاحظات مثل تلك التي أُجريت على R Doradus في فهم كيفية تصرف النجوم مثل الشمس، حتى عندما تنمو باردة وكبيرة وفقاعية مثل R Doradus.

التقدم في علم الفلك والآفاق المستقبلية

يختتم بهزاد بوجنودي أرباب، طالب الدكتوراه في تشالمرز والذي كان أيضًا مشاركًا في الدراسة، قائلًا: “من الرائع أننا يمكننا الآن تصوير التفاصيل على سطح النجوم البعيدة، ورصد الفيزياء التي كانت حتى الآن قابلة للرصد أساسًا فقط على شمسنا.”

ملاحظات إضافية

تمت ملاحظة فقاعات التحريك بالتفصيل سابقًا على سطح النجوم، بما في ذلك باستخدام أداة PIONIER على تلسكوب ESO الكبير جدًا (VLT). ولكن الملاحظات الجديدة من ALMA تقدم طريقة جديدة لمتابعة حركة الفقاعات لم تكن ممكنة من قبل.