قدم نظام كوكبي يرتكز على نجم قزم أبيض ميت، يقع على بعد حوالي 4000 سنة ضوئية، لعلماء الفلك لمحة محتملة عما يمكن أن تبدو عليه شمسنا وأرضنا بعد حوالي 8 مليارات سنة.
ومع ذلك، لن يكون هذا هو مستقبل الأرض إلا إذا تمكن كوكبنا من النجاة من التحول النهائي للشمس إلى عملاق أحمر منتفخ. ومن المتوقع أن يحدث هذا التحول خلال 5 إلى 6 مليارات سنة، عندما تستنفد الشمس أخيرًا احتياطياتها من الوقود اللازم للاندماج النووي. ستشهد مرحلة العملاق الأحمر هذه انتفاخ الشمس حول مدار المريخ، وتبتلع عطارد والزهرة – وربما الأرض أيضًا. وبعد ذلك، ستصبح الشمس قزمًا أبيض مدخنًا، تمامًا مثل ذلك الذي نشاهده في نظام الكواكب المرصود.
يمكن لكوكبنا أن ينجو من الدمار على يد العملاق الأحمر إذا هاجر إلى مدار المريخ أو ما بعده. وهذا من شأنه أن يترك كوكبنا كقشرة مشععة ولكنها مجمدة تدور حول نجم متفحم. يقدم هذا النظام الكوكبي الجديد دليلاً على أن مثل هذا “الهروب المعجزة” ممكن.
حدد الفريق قزمًا أبيض تبلغ كتلته حوالي نصف كتلة الشمس وكوكبًا مرافقًا بحجم الأرض في مدار يبلغ عرضه ضعف كوكبنا حول نجمنا، مما يوفر صورة لما قد تبدو عليه الأرض الباقية بعد حوالي 8 سنوات. مليار سنة. .
متعلق ب: هل نجا نجم من أكل لحوم البشر بفضل رفيقه “الوحش” القزم الأبيض الميت؟
وقال قائد الفريق كيمينج تشانغ، باحث ما بعد الدكتوراه في علوم الذكاء الاصطناعي من جامعة كاليفورنيا: “ليس لدينا حاليًا إجماع حول ما إذا كان من الممكن تجنب ابتلاع الأرض من قبل عملاق الشمس الأحمر خلال 6 مليارات سنة”. سان دييغو. في أ إفادة.
أحد عناصر النظام، الذي يقع بالقرب من الانتفاخ المركزي لمجرة درب التبانة، يميزه عن النظام الشمسي المستقبلي: ساكن آخر تبلغ كتلته حوالي 17 مرة كتلة كوكب المشتري، الكوكب الأكثر كتلة في النظام الشمسي.
من المحتمل أن يكون هذا الجسم “قزمًا بنيًا”، وهو جسم يُطلق عليه غالبًا “النجم الفاشل” لأنه يتشكل مثل النجم ولكنه يفشل في تجميع الكتلة اللازمة لتحفيز اندماج الهيدروجين وتحويل الهيليوم في قلبه، وهي العملية النووية التي تحدد “التسلسل الرئيسي” نجم مثل الشمس.
بشرى سارة للأرض… وربما ليس للحياة
اكتشف علماء الفلك هذا التناظري لمستقبل النظام الشمسي عندما لاحظوا ما يسمى “حدث التعديس الميكروي”، في إشارة إلى انحناء الضوء من مصدر خلفي ناتج عن تأثير قوة الجاذبية لجسم يمر بين هذا المصدر والأرض. تم التقاط هذا الحدث باستخدام مصفوفة تلسكوب Microlensing الكوري في نصف الكرة الجنوبي.
التعديس الميكروي هو شكل ضعيف من عدسة الجاذبية، وهي ظاهرة تنبأ بها لأول مرة ألبرت أينشتاين مع نظريته في النسبية العامة. تشير النسبية العامة إلى أن الأجسام ذات الكتلة تتسبب في “تشويه” نسيج الزمكان ذاته، وهو توحيد رباعي الأبعاد للمكان والزمان. لا تنتج الجاذبية عن هذا التشوه فحسب، بل تؤدي التشوهات أيضًا إلى انحناء الضوء عندما تمر عبرها موجات من مصدر خلفي. ثم يظهر هذا الضوء المنحني أكثر سطوعًا من وجهة نظرنا بسبب المسار المنحني الذي يضطر إلى اتباعه للوصول إلى أجهزة الكشف لدينا.
تمت ملاحظة هذا الحدث، المسمى KMT-2020-BLG-0414، في عام 2020. وتألف من سطوع نجم في الخلفية (يقع على بعد 24000 سنة ضوئية) بنحو 1000 مرة. الأجسام أو العدسات المسببة لهذا السطوع هي أجسام النظام الكوكبي.
لمزيد من الدراسة لهذا النظام الكوكبي، تابع فريق جامعة كاليفورنيا، بيركلي حدث التعديس الميكروي باستخدام تلسكوبات كيك التي يبلغ قطرها 10 أمتار في هاواي.
ولم يكشف التحقيق الأولي عن طبيعة النجم المركزي. استغرق الباحثون ثلاث سنوات أخرى من الدراسة باستخدام تلسكوبات كيك لتحديد أن هذا الجسم النجمي هو قزم أبيض منهك. ولم يكن هذا واضحا مما شاهده الفريق، بل مما شاهدوه لا يرى؛ فشلت صور النظام في إظهار الضوء الذي يتوقعه المرء من نجم التسلسل الرئيسي.
وأوضح تشانغ: “تعتمد استنتاجاتنا على استبعاد السيناريوهات البديلة، حيث كان من الممكن رؤية النجم العادي بسهولة”. “نظرًا لأن العدسة مظلمة ومنخفضة الكتلة، فقد استنتجنا أنه لا يمكن أن يكون سوى قزمًا أبيض. هناك عنصر الحظ، حيث يتوقع المرء أن أقل من “واحد من كل 10 نجوم ذات عدسة ميكروية بها كواكب هي أقزام بيضاء”.
كما سمحت الدراسة المستمرة لهذا النظام للفريق بحل مدار القزم البني وإزالة الالتباس المحيط بموقع النجم المفقود حول النجم الميت، بالإضافة إلى حقيقة أنه ليس مجرد كوكب ضخم قريب جدًا، أو “المشتري الساخن”. “
“أظهر التحليل الأصلي أن القزم البني إما في مدار واسع جدًا، مثل مدار نبتون، أو داخل مدار عطارد. [the closest planet to the sun in the solar system]قال تشانغ: “الكواكب العملاقة ذات المدارات الصغيرة جدًا هي في الواقع شائعة جدًا خارج النظام الشمسي. ولكن بما أننا نعرف الآن أنه يدور حول بقايا نجمية، فهذا غير مرجح، لأنه كان من الممكن أن يتم ابتلاعه. »
على الرغم من أن هذا النظام الكوكبي يثبت أن الأرض يمكن أن تفلت من استهلاك الشمس في حوالي 6 مليارات سنة، إلا أنه لا يخبرنا ما إذا كانت الحياة على كوكبنا (إذا كانت لا تزال موجودة بحلول ذلك الوقت) يمكن أن تستمر أيضًا.
“هل يمكن للحياة أن تستمر على الأرض بسبب هذا؟ [red giant] الفترة غير معروفة. وقالت جيسيكا لو، الأستاذة المساعدة ورئيسة قسم علم الفلك في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، في البيان: “لكن الشيء الأكثر أهمية بالتأكيد هو أن الشمس لا تبتلع الأرض عندما تصبح عملاقًا أحمر”. – على الأرجح كوكب شبيه بالأرض، كان في البداية في مدار شبيه بالأرض – وقد نجا من مرحلة العملاق الأحمر لنجمه المضيف.
يبدو بالفعل أنه إذا كان فقدان الشمس لقبضتها على الأرض خلال مرحلة العملاق الأحمر يسمح لها بالهروب من الطبقات الخارجية المنتفخة لنجمنا، فإن هذه الهجرة ستضعها أيضًا خارج المنطقة الصالحة للسكن. يتم تعريف المنطقة الصالحة للسكن، أو “منطقة المعتدل”، على أنها المنطقة المحيطة بالنجم حيث درجات الحرارة ليست ساخنة جدًا ولا باردة جدًا للسماح للكوكب بالتشبث بالمياه السائلة، وهو عنصر حاسم للحياة.
ومع ذلك، من المحتمل أن يكون وقت البشرية على الأرض ما بين 4 إلى 5 مليارات سنة قبل أن تصبح الشمس عملاقًا أحمر.
وقال تشانغ: “على أية حال، فإن كوكب الأرض سيكون صالحا للسكن لمدة مليار سنة فقط، وبعد ذلك سوف تتبخر محيطات الأرض بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري الجامح، قبل وقت طويل من خطر ابتلاعها من قبل العملاق الأحمر”.
واقترح تشانغ أن البشرية يمكن أن تهاجر إلى النظام الشمسي لتجنب هذا المصير. يمكن أن تكون أهداف إعادة التوطين المحتملة هي أقمار كوكب المشتري، مثل أوروبا، وكاليستو، وجانيميد، أو إنسيلادوس، الذي يدور حول زحل. يبدو أن هذه الأقمار تحتوي على محيطات من المياه المتجمدة، والتي، على الرغم من أنها جليدية الآن، يمكن أن تصبح صالحة للسكن بسبب توسع الشمس. في الواقع، من المحتمل أن تذيبها الشمس، مما يجعلها عوالم محيطية.
وقال تشانغ: “عندما تصبح الشمس عملاقا أحمر، فإن المنطقة الصالحة للسكن ستتحول حول مدار كوكب المشتري وزحل”. “أعتقد أنه في هذه الحالة، يمكن للبشرية أن تهاجر إلى هناك.”
يقترح الفريق أن هذا البحث يوضح إمكانات التعديس الميكروي كتقنية لدراسة أنظمة الكواكب ونجومها. إحدى الأدوات التي يمكنها الاستفادة الكاملة من هذا هو تلسكوب نانسي جريس الروماني القادم، المقرر إطلاقه في عام 2027. وسيستخدم التلسكوب الفضائي الكبير القادم التابع لناسا تقنية التعديس الميكروي للبحث عن كواكب خارج المجموعة الشمسية، أو “الكواكب الخارجية”.
وقال جوشوا بلوم، عضو الفريق وعالم الفلك بجامعة كاليفورنيا في بيركلي: “هناك مجموعة كاملة من العوالم التي تنفتح أمامنا الآن من خلال قناة التعديس الميكروي، والشيء المثير هو أننا على وشك العثور على تكوينات غريبة مثل هذه”. إفادة. “ما نحتاجه هو متابعة دقيقة مع أفضل المرافق في العالم، ليس فقط بعد يوم أو شهر، ولكن بعد سنوات عديدة في المستقبل، بمجرد أن يتحرك الهدف بعيدًا عن نجم الخلفية، حتى تتمكن من البدء لتوضيح ما لديك.” أرى.”
نُشر البحث في 26 سبتمبر في مجلة Nature Astronomy.
