شمسنا وحيدة في هذه المجرة ، ولا رفيق قريب معها في المدار. لكن أنظمة النجوم الثنائية شائعة جدًا ، ويبدو أن أقرب جيراننا هو نظام ثلاثي النجوم. بالنظر إلى عدد أنواع النجوم المختلفة ، فإن العديد من الأنظمة متعددة النجوم لها مزيج غريب من الأعضاء ، مع نجوم عملاقة غير مستقرة تدور جنبًا إلى جنب مع نجوم عادية نسبيًا.
في عدد الأربعاء من مجلة نيتشر ، أفاد الباحثون بوجود ندرة: نجم نيوتروني “أرملة سوداء” يكون قريبًا بدرجة كافية من رفيقه ليقصفه بالإشعاع. إذا استمرت العملية ، فستؤدي في النهاية إلى تبخر النجم وموته. وللحصول على مقياس جيد ، فإن للزوج أيضًا رفيق بعيد وهو نجم قزم قديم ونادر.
بحثا عن الشذوذ
بدأ العمل في أرشيفات مرفق زويكي الانتقالي. تم تصميم ZTF لمسح سماء نصف الكرة الشمالي بالكامل كل يومين ويستخدم برنامجًا لاكتشاف أي شيء يتغير. غالبًا ما يعني هذا أن شيئًا ما قد انفجر: يضيء نجم فجأة (في بعض الحالات يصبح مرئيًا من الأرض لأول مرة) لأنه انفجر على شكل مستعر أعظم.
لكن هذا البحث كان يبحث عن تغييرات عابرة في السطوع: أجسام تضيء بشكل دوري وتتلاشى مرة أخرى. غالبًا ما يكون هذا بسبب وجود رفقاء في المدار ، واستخدم الباحثون بحثهم للبحث على وجه التحديد عن الثنائيات القريبة ، حيث يدور نجمان حول بعضهما البعض على مسافات تتناسب بشكل مريح مع نظامنا الشمسي. مع خسوف النجمين من منظور الأرض ، سيتغير إجمالي كمية الضوء التي تصل إلى الأرض بشكل دوري.
أحد الأشياء التي خرجت من التحقيق كان يسمى ZTF J1406 + 1222 ، وكان … غريبًا. أكدت ملاحظات المتابعة أن الضوء من النظام أظهر نمطًا يشبه الموجة الجيبية ، حيث يرتفع وينخفض بشكل مطرد. لكنه فعل ذلك وفقًا لجدول زمني موجز ، مع دورية تزيد قليلاً عن ساعة. Et le comportement n’était pas dû à une éclipse puisque certaines longueurs d’onde de lumière ont montré un changement beaucoup plus significatif que d’autres – certaines longueurs d’onde ont vu une différence d’intensité de 13 fois pendant un cycle d ‘ساعة. إذا كان ZTF J1406 + 1222 يتضمن كسوفًا للنجوم ، فإن معظم الأطوال الموجية ستشهد تغيرات مماثلة في شدتها.
نظرًا لعدم نجاح التفسير الواضح ، لجأ الباحثون إلى التفسيرات الأقل وضوحًا ولكن لا تزال معقولة. والشيء الذي فضلوه هو أيضًا نجم يدور حول رفيق قريب وغير مرئي. لكن في هذه الحالة ، كان الرفيق غير المرئي ينتج كميات كبيرة من الإشعاع الذي يسخن النجم. تنتج هذه العملية بشكل أساسي نجمًا له جانب “نهاري” مغمور بالإشعاع ، وبالتالي يكون أكثر نشاطًا وإشراقًا ، وجانب “ليلي” ينبعث اللمعان الجوهري للنجم.
ما مقدار الطاقة اللازمة لتحقيق هذا النوع من الاختلاف في السطوع؟ يقدره الباحثون بوحدات عديمة الفائدة تمامًا من ergs / ثانية ؛ ضع وحدات مفهومة إلى حد ما على الأقل ، يتم تخفيضها إلى حوالي 1012 ميغا طن في الثانية. وهو ، وفقًا لمعظم المعايير ، الكثير من الإشعاع.
العناكب بدون شبكة
فقط عدد قليل من الأشياء يمكن أن تنتج هذا النوع من الإشعاع. استبعد الباحثون الأقزام البيضاء التي تنتج الكثير من الإشعاع في منطقة الأشعة فوق البنفسجية من الطيف. لا يبدو أن ZTF J1406 + 1222 به فائض كبير هناك ، مما يعني أنه من غير المحتمل وجود قزم أبيض. هذا يترك لنا نجمًا نيوترونيًا باعتباره التفسير الأكثر ترجيحًا.
ليست هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة نظام بنجم نيوتروني قريب. نرى ما يكفي منهم لاختيار المصطلحات الخاصة بهم. أول ما تم تحديده التقط الاسم “النجم النابض الأرملة السوداء“، حيث قام النجم النيوتروني بإغراق رفيقه في إشعاع كافٍ لتدميره. وتم تجميع الاكتشافات اللاحقة لأنظمة مماثلة في فئة ثنائيات الأرملة السوداء ، والتي أصبحت مجموعة فرعية من التصنيف العام لثنائيات العنكبوت.
أظهر الفحص الدقيق لـ ZTF J1406 + 1222 أن النجم يحتوي على خطوط امتصاص الهيدروجين في طيفه. هذا أمر غير معتاد ، نظرًا لأن معظم النجوم تتكون من هيدروجين عالي الطاقة ينبعث منه الكثير. لكن في هذه الحالة ، يبدو أن الإشعاع دفع كمية كبيرة من الهيدروجين خارج النجم ، حيث يمكنه امتصاص الإشعاع من المناطق المحيطة. يتناسب هذا مع فكرة أن هذا هو نظام الأرملة السوداء ، حيث من المقرر أن يتبخر النجم.
ZTF J1406 + 1222 هو أقرب ثنائي للأرملة السوداء حددناه حتى الآن ويثير تساؤلات حول كيفية تشكيله. لكن هذه الأسئلة تتجاوز الجزء الثنائي للأرملة السوداء من النظام. كشفت الملاحظات أيضًا أن هناك نجمًا قريبًا قد يكون مرتبطًا بالجاذبية ، مما يجعله نظامًا من ثلاث نجوم. وبطبيعة الحال ، هذا النجم غريب بعض الشيء أيضًا ، ينتمي إلى فئة تسمى (أنا لا أصنع هذا) الأقزام الفرعية الرائعة. وهي قديمة جدًا وتحتوي على مستويات منخفضة جدًا من العناصر بخلاف الهيدروجين والهيليوم.
أخيرًا ، ليست المكونات الفردية لهذا النظام غريبة فحسب ، بل إن النظام ككل غريب جدًا. يدور الرفيق الخارجي حول 600 وحدة فلكية (واحد AU هو متوسط المسافة بين الأرض والشمس). على هذه المسافة ، يكون سحب الجاذبية ضعيفًا وأي اضطراب يمكن أن يحطم نظام النجوم الثلاثة. وهو أمر غريب بشكل خاص لأن مدار النظام يضعه بالقرب من نواة المجرة ، ومن المحتمل أنه شهد انفجار سوبرنوفا أثناء تكوين النجم النيوتروني ، مما يعني أن ZTF J1406 + 1222 لديه العديد من الأعذار للانفصال الآن.
كل هذا يعزز الاستنتاج الرئيسي لأولئك الذين اكتشفوه: ZTF J1406 + 1222 هو نظام مثير للاهتمام يستحق الكثير من الملاحظات الإضافية.
طبيعة سجية2022. DOI: 10.1038 / s41586-022-04551-1 (حول DOIs).
