تكشف دراسة النجم العملاق الخارق منكب الجوزاء عن سبب نبضاته

عادة ما يكون منكب الجوزاء أحد ألمع النجوم وأكثرها تميزًا في سماء الشتاء ، ويمثل الكتف الأيسر لكوكبة الجبار. لكن في الآونة الأخيرة ، كان يتصرف بشكل غريب: لوحظ انخفاض غير مسبوق في سطوعه في أوائل عام 2020 ، مما أثار تكهنات بأن Betelgeuse على وشك الانفجار.

لمعرفة المزيد ، أجرى فريق دولي من العلماء ، بما في ذلك كينيتشي نوموتو من معهد كافلي للفيزياء والرياضيات في الكون (Kavli IPMU) ، مراجعة صارمة لمنكب الجوزاء. وخلصوا إلى أن النجم كان في بداية مرحلة احتراق الهيليوم (أكثر من 100000 سنة قبل حدوث الانفجار) وأن كتلته ونصف قطره أصغر – وأرض أقرب – مما كان يعتقد سابقًا. أظهروا أيضًا أن الاختلافات الصغيرة في سطوع منكب الجوزاء كانت ناجمة عن نبضات نجمية ، واقترحوا أن حدث التعتيم الكبير الأخير تضمن سحابة من الغبار.

يقود فريق البحث الدكتورة ميريديث جويس من الجامعة الوطنية الأسترالية (ANU) ، والتي كانت ضيفًا متحدثًا في Kavli IPMU في يناير 2020 ، ويضم الدكتور Shing-Chi Leung ، الباحث السابق في مشروع Kavli IPMU وحاليًا ما بعد الدكتوراه. باحث في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والدكتور شياكي كوباياشي ، الأستاذ المشارك في جامعة هيرتفوردشاير ، الذي كان عضوًا منتسبًا في Kavli IPMU.

قام الفريق بتحليل التباين في لمعان منكب الجوزاء باستخدام النمذجة التطورية والديناميكية المائية والزلزالية. لقد توصلوا إلى فكرة أوضح من ذي قبل أن منكب الجوزاء يحرق الهيليوم حاليًا في نواته. كما أظهروا ذلك نبضات نجمية مدفوعًا بما يسمى بآلية كابا يتسبب في سطوع النجم باستمرار أو تلاشيه بفترتين 185 (+/- 13.5) يومًا وحوالي 400 يوم. لكن الانخفاض الحاد في السطوع في بداية عام 2020 غير مسبوق ومن المحتمل أن يكون بسبب سحابة من الغبار أمام منكب الجوزاء ، كما هو موضح في الصورة.

أظهر تحليلهم كتلة حالية من 16.5 إلى 19 كتلة شمسية ، وهي أقل قليلاً من أحدث التقديرات. كشفت الدراسة أيضًا عن حجم منكب الجوزاء ، وكذلك بعده عن الأرض. كان الحجم الفعلي للنجم غامضًا بعض الشيء: فقد أشارت الدراسات السابقة ، على سبيل المثال ، إلى أنه قد يكون أكبر من مدار كوكب المشتري. ومع ذلك ، أظهرت نتائج الفريق أن منكب الجوزاء يمتد فقط في ثلثي ذلك ، بنصف قطر 750 ضعف نصف قطر الشمس. بمجرد معرفة الحجم المادي للنجم ، سيكون من الممكن تحديد بعده عن الأرض. حتى الآن ، تظهر نتائج الفريق أنه يبعد عنا 530 سنة ضوئية فقط ، أي 25٪ أقرب مما كان يعتقد سابقًا.

تشير نتائجهم إلى أن منكب الجوزاء ليس قريبًا على الإطلاق من الانفجار ، وأنه بعيد جدًا عن الأرض بحيث يكون للانفجار النهائي تأثير كبير هنا ، على الرغم من أنه لا يزال يمثل مشكلة كبيرة جدًا عند انفجار المستعر الأعظم. وبما أن منكب الجوزاء هو المرشح الأقرب لمثل هذا الانفجار ، فإنه يمنحنا فرصة نادرة لدراسة ما يحدث النجوم من هذا القبيل قبل أن تنفجر.

مقدمة من معهد كافلي للفيزياء والرياضيات في الكون