أعلن علماء الفلك في 10 يناير أن لديهم الصدارة في حالة الأقراص المفقودة. قدم التقرير طالب دراسات عليا من جامعة كاليفورنيا ودكتوراه. المرشح بيتر بلافشان ؛ مستشاره مايكل جورا ؛ وسارة ليبسي ، الآن في Ball Aerospace ، لحضور اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في سان دييغو. قد يؤدي هذا الرصاص إلى الدليل المفقود على الأقزام الحمراء التي تشكل أنظمة الكواكب.
الدليل
الأقزام الحمراء (أو الأقزام M) هي نجوم مثل شمسنا من عدة نواحٍ ولكنها أصغر وأقل كتلة وخفة. ما يقرب من 70 في المائة من جميع النجوم في مجرتنا هي أقزام حمراء.
قال Plavchan ، الذي يقود هذا البحث البحثي: "نود أن نفهم ما إذا كانت هذه النجوم تشكل كواكب ، كما تفعل النجوم الأخرى في مجرتنا".
من المعروف أن ما يقرب من نصف النجوم حديثي الولادة يمتلكون المواد اللازمة لصنع الكواكب. عندما تولد النجوم ، تشكل المواد المتبقية ما يشير إليه علماء الفلك على أنه قرص أساسي يحيط بالنجم. من هذا القرص البدائي ، الذي يتألف من الغاز والحبوب الصغيرة من علماء الفلك المواد الصلبة التي يطلق عليها "الغبار" ، يمكن أن تبدأ الكواكب في النمو. مع نمو هذه "الكواكب الصغيرة" من خلال تراكم المواد القريبة في القرص البدائي ، فإنها تتصادم أيضًا مع بعضها البعض. هذه التصادمات متكررة وعنيفة ، وتنتج المزيد من الغبار الذي يشكل قرصًا جديدًا من الحطام بعد أن يبلغ عمر النجم حوالي 5-10 ملايين سنة. في نظامنا الشمسي ، نرى أدلة في كل مكان على هذه التصادمات العنيفة التي وقعت قبل أكثر من 4 مليارات سنة؟ مثل الحفر على القمر.
لقد تبدد منذ فترة طويلة قرص حطام "الغبار" المتبقي من هذه التصادمات القديمة في نظامنا الشمسي. ومع ذلك ، اكتشف الفلكيون العديد من النجوم الشابة في الجزء المحلي من مجرتنا حيث لا يزال من الممكن رؤية أقراص الحطام هذه. يتم القبض على هذه النجوم في عملية تشكيل الكواكب وهي ذات أهمية كبيرة لعلماء الفلك الذين يرغبون في فهم كيفية عمل هذه العملية. الغريب أنه تم العثور على اثنين فقط من هذه النجوم التي تحتوي على أقراص حطام كأقزام حمراء: AU Microscopium (AU Mic) و GJ 182 ، وتقع على بعد 32.4 سنة ضوئية وحوالي 85 سنة ضوئية من الأرض ، على التوالي.
على الرغم من الأقزام الحمراء التي تحمل أغلبية صلبة بين الأنواع المختلفة من النجوم في مجرتنا ، تم العثور على اثنين فقط مع وجود أدلة على أقراص الحطام. إذا بدأ نصف جميع الأقزام الحمراء بالمادة لتشكيل الكواكب ، فماذا حدث لبقية منها؟ أين ذهبت المواد والغبار المحيط بهذه النجوم؟ عوامل مثل الأعمار والأحجام الأصغر وإغماء الأقزام الحمراء لا تأخذ في الاعتبار بشكل كامل هذه الأقراص المفقودة.
التحقيق
في ديسمبر 2002 وأبريل 2003 ، لاحظت Plavchan و Jura و Lipscy عينة من تسعة أقزام حمراء قريبة مع مطياف الطول الموجي الطويل ، وهي كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء على التلسكوب الذي يبلغ طوله 10 أمتار في مرصد كيك في مونا كيا ، هاواي. تقع هذه النجوم التسعة كلها في غضون 100 سنة ضوئية من الأرض وكان يُعتقد أنها تمتلك أقراص حطام. ومع ذلك ، لم يظهر أي دليل على وجود غبار دافئ نتج عن اصطدامات تشكيل الكواكب.
بدعم من التحقيقات البحثية السابقة التي ظهرت أيضًا خالي الوفاض ، نظر الباحثون في ما يجعل الأقزام الحمراء مختلفة عن النجوم الأكبر حجمًا وأكثر سطوعًا التي تم العثور عليها باستخدام أقراص الحطام.
قال جورا ، مستشار أطروحة بلافتشان: "علينا أن نفكر في كيفية إزالة الغبار في هذه الأقزام الحمراء الصغيرة وأين تذهب".
في النجوم الشابة الأخرى الأكثر ضخامة؟ A- و F- و G- أنواع؟ يتم إزالة الغبار في المقام الأول عن طريق سحب بوينتينج روبرتسون ، والانفجار الإشعاعي والاصطدامات.
قال بلافتشان: "إن هاتين العمليتين الأوليين غير فعالتين ببساطة للأقزام الحمراء ، لذا يجب أن يستمر شيء آخر لشرح اختفاء أقراص الحطام".
تحت سحب Poynting-Robertson ، نتيجة للنسبية الخاصة ، يدور الغبار ببطء نحو النجم حتى يسخن ويتصاعد.
الرصاص الجديد في القضية
اكتشف Plavchan و Jura و Lipscy أن هناك عملية أخرى مشابهة لسحب Poynting-Robertson يمكن أن تحل حالة أقراص الحطام القزمة الحمراء المفقودة: سحب الرياح النجمية.
النجوم مثل الشمس والأقزام الحمراء تمتلك رياحاً نجمية؟ البروتونات والجسيمات الأخرى التي تدفعها المجالات المغناطيسية في الطبقات الخارجية للنجم بسرعات تزيد عن بضع مئات من الأميال في الثانية وتطرد إلى الفضاء. في نظامنا الشمسي ، تكون الرياح الشمسية مسؤولة عن تشكيل ذيول المذنبات وإنتاج الشفق القطبي على الأرض.
يمكن لهذه الرياح النجمية أيضًا أن تسحب حبيبات الغبار المحيطة بالنجم. لقد عرف الفلكيون منذ فترة طويلة عن قوة السحب هذه ، لكنها أقل أهمية من جر Poynting-Robertson لشمسنا. ومع ذلك ، فإن الأقزام الحمراء تعاني من عواصف مغناطيسية أقوى وبالتالي لديها رياح نجمية أقوى. علاوة على ذلك ، تظهر بيانات الأشعة السينية أن رياح القزم الأحمر تكون أقوى عندما تكون النجوم صغيرة جدًا وتتشكل الكواكب.
"يمكن لسحب الرياح النجمية" محو "دليل تكوين الكواكب حول الأقزام الحمراء عن طريق إزالة الغبار الناتج عن التصادمات التي تحدث. وقال بلافشان: "بدون سحب الرياح النجمية ، سيظل قرص الحطام موجودًا وسنكون قادرين على رؤيته باستخدام التكنولوجيا الحالية".
من المحتمل أن يحل هذا البحث حالة الأقراص المفقودة ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من العمل. لا يعرف علماء الفلك سوى القليل عن قوة الرياح النجمية حول النجوم الصغيرة والأقزام الحمراء. في حين أن المزيد من الملاحظات حول الأقزام الحمراء من قبل مرفق تلسكوب الأشعة تحت الحمراء Spitzer قد دعمت هذا البحث ، لن يتم إغلاق هذه الحالة حتى نتمكن مباشرة من قياس قوة الرياح النجمية حول الأقزام الحمراء الصغيرة.
تم تقديم هذا البحث إلى مجلة الفيزياء الفلكية للنشر وهو مدعوم بتمويل من وكالة ناسا.
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جامعة كاليفورنيا
