المجموعة الشمسية
الكربون هو المكون الرئيسي في المركبات العضوية الموجودة في جميع الكائنات الحية على الأرض، ومن أين يأتي الكربون كان موضوع نقاش ساخن بين الخبراء، والآن، وجد بحث جديد أن المصدر الأساسي للكربون في درب التبانة هو النجوم القزمة البيضاء، وهي نوى ميتة لنجوم تشبه إلى حد كبير شمسنا.
ويتكون الكربون من خلال عملية ألفا الثلاثية، حيث يتم دمج ثلاث نوى هيليوم معًا لتكوين الكربون، وهي عملية تحدث في نهاية عمر النجم، ولكن لم يتضح لعلماء الفلك ما إذا كانت وفرة الكربون في مجرتنا ناتجة إلى حد كبير عن نجوم بحجم الشمس التي تسقط جلودها عندما تنهار بهدوء إلى أقزام بيضاء(بقايا نجمية متراصة تتألف من المواد الإلكترونية المتحللة تشبه الشمس)، أو من انفجار نجوم أكثر ضخامة خلال مستعر أعظم(حدث فلكي يحدث خلال المراحل التطورية الأخيرة لحياة نجم ضخم، حيث يحدث انفجار نجمي هائل يقذف فيهِ النجم بغلافهِ في الفضاء).
بحث فريق من علماء الفلك بقيادة باولو ماريجو من جامعة بادوفا في إيطاليا عن إجابات في عناقيد النجوم المفتوحة، وهي مجموعات تتكون من آلاف النجوم التي تتشابه تقريبًا في نفس العمر، وتكونت في نفس السحابة الجزيئية، بحسب موقع "sciencealert" العلمي المتخصص.
في خمس سحب جزيئية، حدد الفريق الأقزام البيضاء، باستخدام الملاحظات التي حصل عليها مرصد WM Keck في هاواي في عام 2018، وقدمت هذه الملاحظات أطياف النجوم، وهي بصمات الضوء التي يمكن فك شفرتها للكشف عن معلومات حول النجم، مثل درجة الحرارة (وبالتالي العمر)، والتركيب الكيميائي، والجاذبية السطحية (وبالتالي الكتلة).
أوضح عالم الفيزياء الفلكية إنريكو راميريز رويز من جامعة كاليفورنيا سانتا كروز "من تحليل الأطياف المرصودة، من الممكن قياس كتل الأقزام البيضاء، وباستخدام نظرية التطور النجمي، يمكن تتبع أسلافها واستخلاص كتلها عند الولادة".
من المعروف أن كتلة النجم الميت مرتبطة بكتلة سلفه، ومن المنطقي أنه كلما كان القزم الأبيض أكبر حجمًا، زاد حجم النجم السلف الذي أنتجه، وهذه الكتل ليست متشابهة تمامًا، نظرًا لأن النجم السلف يخرج الكثير من المواد إلى الفضاء، وتُعرف هذه العلاقة بين كتلتي القزم الأبيض بعلاقة الكتلة الأولية النهائية.
في الأقزام البيضاء، يمكن حساب علاقة الكتلة إذا كان هناك طيف قزم أبيض، كنجوم ميتة لم تعد تندمج أنويتها، وبالتالي فهي تبرد وأي حرارة يحتفظ بها القزم الأبيض تكون متبقية، وتشع ببطء في الفضاء على مدى مليارات السنين، وإذا عرف العلماء كتلته ودرجة حرارته وتركيبته الكيميائية، يمكنهم حساب معدل هذا التبريد، وهذا بدوره يسمح لعلماء الفلك بحساب عمر القزم الأبيض وكم من الوقت مر منذ انهياره.
ونظرًا لأن العلماء يعرفون عمر المجموعات، يمكنهم طرح الوقت الذي مر منذ الانهيار الأساسي من عمر النجم عندما مات، ويمكن استخدام هذه المعلومات لحساب الكتلة الأولية للنجم السلف.
ولكن عندما قام الفريق بتطبيق هذه النظريات على بعض الأقزام البيضاء، على وجه التحديد أولئك الذين لديهم كتلة السلف أعلى من كتلة الشمس بنحو 1.5 مرة، لاحظوا شيئًا غريبًا حقًا، وهو أن كتل الأقزام البيضاء أعلى مما كان متوقعًا لجماهير أسلافها، وهو ما يسميه الفريق شبكًا جماعيًا أوليًا.
وقال قائد الدراسة المنشورة في مجلة "Nature Astronomy."، ماريجو: "إن دراستنا تفسر هذا الخلل في علاقة الكتلة الأولية النهائية على أنها إشارة تخليق الكربون الذي صنعته النجوم منخفضة الكتلة في مجرة درب التبانة".
يعتقد الفريق أن انتشار الكربون يحدث من النجوم السلف للقزم الأبيض عند نهايات عمرها، إذ يدمجون الهيليوم في الكربون في أعماق قلبهم، ثم يتم نقل هذا الكربون إلى السطح، حيث يتم نفخه في الفضاء في الرياح النجمية اللطيفة نسبيًا.
بشكل عام ، يحدث هذا في النجوم التي تحتوي على أكثر من كتلتين شمسيتين ، ولكنه لا يظهر في النجوم التي تقل كتلتها عن 1.5 كتلة شمسية، مما يضع حدًا أدنى جيدًا لكتلة نجوم الكربون المتطايرة، والأهم من ذلك، نظرة على النجوم المتشابهة في المجرات الأخرى تساعدنا على فهم أفضل لتوقيت النجوم المحتضرة التي تنفض الغبار عن درب التبانة بالكربون، مما يجعل الأسلاف من الأقزام البيضاء المصدر الأكثر احتمالا.
قد يساعدنا ذلك أيضًا على فهم ما يحدث في المجرات البعيدة، حيث لا يمكننا دراسة النجوم الفردية، كما سيساعد البحث بشكل أفضل على فهم كيفية انتشار الكربون في جميع أنحاء درب التبانة، وهذا بدوره قد يكون له آثار على البحث عن حياة خارج كوكب الأرض.
تعليقات الفيسبوك