حقوق الصورة: CfA
منذ اكتشافه في عام 1998 ، حطم "النجم الغامض" المسمى KH 15D علماء الفلك الذين يسعون لشرح كسوفه طويل الأمد (24 يومًا). افترض الكثيرون أن الكسوف ناتج عن تداخل كتل من المواد داخل قرص كوكبي أولي يحيط بنجم صغير شبيه بالشمس.
من خلال فحص التاريخ الماضي لهذه الكسوف وكيف تتغير مع مرور الوقت ، قام الفلكي جوشوا وين (مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية) وزملائه بقلب هذه الفرضية واستنبطوا نظرية جديدة تشرح تقريبًا كل شيء عن النظام.
ووجدوا أن "النجم الغامض" هو في الواقع نظام النجم المزدوج. هناك شيء في المقدمة ، ربما قرص مترب من المواد المحيطة بالثنائي ، يحجب الضوء بشكل متقطع عن أحد النجوم أو كليهما ، بينما تدور النجوم حول بعضها البعض. في النهاية ، ستغطى كلتا النجمتين بالكامل بستارة الغبار ، وسيختفي نظام "النجوم الغامضة" من الرؤية.
"يلعب هذان النجمان الغميضة ويبحثان معنا. اعتاد النجم الثاني على إلقاء نظرة خاطفة لفترة وجيزة ، ولكن الآن محجوب تمامًا. قريباً ، سينضم إليها النجم الأول وسيبقى كلاهما مخفيًا لعقود.
الأرشيف تكشف الحقيقة
تم العثور على القرائن الحيوية لفهم "النجم الغامض" في صور أرشيفية من مرصد كلية هارفارد في ماساتشوستس ومرصد أسياغو في إيطاليا. أظهر فحص صور هارفارد أنه خلال النصف الأول من القرن العشرين ، لم يكن هناك أي من الكسوف الكلي الذي تمت ملاحظته اليوم. احتفظت صور أسياغو التي التقطت بين عامي 1967 و 1982 بأدلة على الكسوف ، ولكن مع اختلاف رئيسي: كان النظام أكثر إشراقًا مما هو عليه اليوم ، سواء خلال الكسوف وخارجه. يجب أن يكون هذا الضوء الإضافي قد جاء من نجم ثانٍ كان مرئيًا في السبعينيات ، ولكنه مخفي تمامًا اليوم.
كانت هذه البصيرة هي المفتاح لفتح لغز KH 15D. قبل عام 1960 ، لم يكن أي من النجوم يتفوق. ثم انجرفت ستارة من الغبار في المقدمة كما تُرى من الأرض ، مما يحجب جزءًا من مدار أحد النجوم. طوال السبعينيات ، خضع هذا النجم للكسوف بينما حملته المدارية وراء الستارة. بحلول عام 1998 ، تقدمت الستارة بما يكفي لإخفاء أحد النجوم تمامًا - والنجم الآخر يسقط دوريًا عن الأنظار عندما يأخذ مداره خلف الستارة. بحلول عام 2012 تقريبًا ، سيكون كلا النجمين مخفيين تمامًا عن الأنظار.
ستتمكن قياسات السرعة الشعاعية التي يجريها حاليًا جون جونسون (UC Berkeley) ، وهو مؤلف مشارك لهذه الدراسة ، من اختبار ما إذا كان النجم المرئي يتحرك ذهابًا وإيابًا ، مدفوعًا بجاذبية رفيق الكتلة النجمية.
يقول جونسون: "تقدم لوحات أسياجو أدلة مقنعة للغاية ، لكن قياسات السرعة الشعاعية ستكون الفاصلة".
الصورة الجديدة من KH 15D
يكشف تجميع ملاحظات KH 15D مثل قطع أحجية الصور المقطوعة عن نجمين لا يزيد عمرهما عن 10 ملايين سنة. (يبلغ عمر شمسنا 5 مليار سنة). على النقيض من ذلك ، تدور حول بعضها البعض كل 48 يومًا في مدارات إهليلجية للغاية ، وهو ما يفسر فترة الكسوف التي تبلغ 48 يومًا. يبلغ متوسط المسافة بينهم مسافة 0.25 وحدة فلكية (23 مليون ميل) ، أو ثلثي المسافة من عطارد إلى الشمس. ومع ذلك ، فإن مداراتها غير المركزية تأخذها إلى بعضها البعض مثل 0.07 AU (6.5 مليون ميل) فقط.
يقول المؤلف المشارك Krzysztof Stanek (CfA): "مع تقدم الثنائيات ، فإن مدارها ليس غريبًا".
يوافق وين على ذلك ، مضيفًا ، "الشيء الغريب في هذا النظام هو أن هناك شيئًا يمنع الضوء من هذه النجوم - شيء غير شفاف ، مع حافة حادة." هوية هذه الستارة غير معروفة ، لكنها قد تكون حافة قرص غبار يحيط بالنجمين.
يقول ماثيو هولمان (CfA) ، أحد المشاركين في الدراسة: "تمت رؤية أقراص الغبار حول أنظمة النجوم الثنائية الأخرى". "نتصور أن القرص في هذا النظام مائل ، بالنسبة لمستوى مدار النجمين. وهذا من شأنه أن يتسبب في تمايل القرص ، بالطريقة التي يتذبذب بها الفريسبي في بعض الأحيان في الهواء بعد رمية سيئة. "
وفقًا لحسابات هولمان ، قد يكون الغبار موجودًا في حلقة تقع على بعد 2.6 AU (240 مليون ميل) من النجوم. تجعل المادة الموجودة في الحلقة نفسها مدارًا واحدًا تقريبًا كل 4 سنوات تقريبًا ، ولكن التذبذب (أو "البادئة") للحلقة لها فترة أطول بكثير تبلغ حوالي 1000 سنة. تم اقتراح نظرية مماثلة بشكل مستقل من قبل يوجين تشيانغ وروث موراي كلاي من جامعة كاليفورنيا في بيركلي.
يقول هولمان: "بدءًا من عام 1960 ، بدأت حافة هذا القرص الدقيق في حجب رؤيتنا للنجوم". "بعد عقد آخر ، سيسبق القرص قليلاً وسيحجب نظرتنا بالكامل." بعد مرور بعض الوقت ، اعتمادًا على مدى سمك الحلقة ، ستعكس العملية نفسها حيث يتم كشف النجوم تدريجيًا ، وسوف يتوقف الكسوف.
لا تزال هناك أسئلة كثيرة حول KH 15D. على سبيل المثال ، ما هي طبيعة القرص؟ لماذا يميل إلى المستوى المداري للثنائيات؟ لماذا لديها مثل هذه الحافة الحادة؟ من المرجح أن تربك النجوم الغامضة لـ KH 15D الفلكيين بهذه الألغاز وغيرها من الألغاز لسنوات قادمة.
سيتم نشر هذا البحث في عدد 1 مارس 2004 من رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. مؤلفو الدراسة هم جوشوا وين (سي إف إيه) وماثيو هولمان (سي إف إيه) وجون جونسون (يو سي بيركلي) وكرزيستوف ستانيك (سي إف إيه) وبيتر جارنافيتش (جامعة نوتردام).
يقع مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، ماساتشوستس ، وهو تعاون مشترك بين مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ومرصد كلية هارفارد. يدرس علماء CfA ، في ستة أقسام بحثية ، أصل الكون وتطوره ومصيره النهائي.
المصدر الأصلي: بيان صحفي CfA
