اختفت بعض نجوم الكون. ولكن أين يذهبون؟

بالعربي/ النجوم لا تختفي فقط – أم أنها كذلك؟ منذ آلاف السنين ، قبل علماء الفلك فكرة أن الأضواء في السماء ثابتة ولا تتغير. حتى عندما أصبح من الواضح أن هذه الأضواء كانت في الواقع أجسامًا مادية مثل الشمس ، فإن أحد الافتراضات الرئيسية لعلماء الفيزياء الفلكية هو أنهم يمرون بتغييرات كبيرة ببطء شديد ، على فترات زمنية تصل إلى ملايين أو بلايين السنين. 

وعندما تمر النجوم الأكثر ضخامة على الإطلاق – والتي تكون أثقل من الشمس بعدة مرات – بتغييرات مفاجئة وكارثية عند وصولها إلى نهاية حياتها ، فإن مرورها يتميز بالمنارة الكونية التي لا يمكن تفويتها لانفجار مستعر أعظم ، والذي يضيء لأشهر عديدة ، وقد تكون مرئية عبر مئات الملايين من السنين الضوئية.

ولكن ماذا لو اختفت بعض النجوم فجأة من الرؤية؟ وفقًا لكل ما نعرفه عن النجوم ، يجب أن يكون ذلك مستحيلًا ، ولكن على مدار السنوات القليلة الماضية ، شرعت مجموعة من علماء الفلك في معرفة ما إذا كانت مثل هذه الأشياء المستحيلة تحدث ، بمقارنة البيانات عبر عقود من الملاحظات. 

تأخذك مجلة All About Space  في رحلة مذهلة عبر نظامنا الشمسي وما وراءه ، من التكنولوجيا المذهلة والمركبات الفضائية التي تمكن البشرية من المغامرة في المدار ، إلى تعقيدات علوم الفضاء.

قالت بياتريس فيلارويل من المعهد الاسكندنافي للفيزياء النظرية بالسويد : “VASCO هو مصادر التلاشي والظهور خلال مشروع قرن من الملاحظات” . “نحن مهتمون حقًا بجميع أنواع الأجسام المتلاشية ، ولكن من الناحية المثالية ، أود العثور على نجم ثابت وظل موجودًا في السماء لأطول فترة يمكن تذكرها وطالما أن لدينا بيانات عن ، و ذات يوم تختفي تمامًا. ويمكنك توجيه أكبر التلسكوبات في العالم إليها ولا تزال ترى شيئًا هناك “.

منذ أن بدأت Villarroel وزملاؤها العمل في المشروع في عام 2017 ، اجتذبوا الكثير من الاهتمام من العلماء الذين يرون إمكانية البحث في السجلات التاريخية: “لدينا علماء فلك من جميع أنواع المجالات المختلفة المهتمين بالمشروع – متخصصون في الأنشطة النشطة نوى المجرة [مصدر الطاقة للكوازارات شديدة اللمعان في الكون البعيد] ، وعلماء الفيزياء النجمية ، وعلماء SETI [البحث عن ذكاء خارج الأرض] – لكل شخص أسبابه للمشاركة. “

على الرغم من أن فهمنا الحالي يشير إلى أن النجوم تتغير ببطء شديد ، وأن حالات الاختفاء الدراماتيكية يجب أن تترك آثارًا وراءها ، فإن هذا لا يعني أن جميع النجوم تتألق بثبات. في الواقع ، السماء مليئة بالنجوم المتغيرة التي تنبض وتتغير في السطوع. يؤكد Villarroel أن VASCO تدور حول شيء مختلف. “نحن نعلم أن هناك متغيرات ، لكن جداولها الزمنية تميل إلى أن تكون بضع سنوات على الأكثر. نريد أن نجد شيئًا ينتقل من نجم ثابت تمامًا إلى مجرد تلاشي تمامًا – لم يتم توثيق هذا ، وهو نوع من الاكتشاف يمكن أن يؤدي إلى فيزياء جديدة “. 

فهرسة السماء

شهدت السنوات الأخيرة تطوير تلسكوبات آلية يمكنها تصنيف السماء بأكملها بمعدل لم يكن بإمكان الأجيال السابقة من علماء الفلك إلا أن تحلم به. على سبيل المثال ، تجمع Zwicky Transient Facility (ZTF) في Mount Palomar في كاليفورنيا بين كاميرا حديثة مع تلسكوب Samuel Oschin .

يمكّنها مجال الرؤية الواسع للغاية من مسح سماء بالومار بأكملها خلال ثلاث ليالٍ فقط ، ومسحًا لطائرة درب التبانة مرتين كل ليلة. يزيد هذا بشكل كبير من احتمالية اكتشاف الثورات البركانية المحتملة المعروفة باسم العابرين – وهي اندفاعات ضوئية يمكن أن تنتج عن التوهجات النجمية الشديدة على النجوم البعيدة ، ولكنها قد تكون مرتبطة أيضًا ببعض الأحداث الأكثر عنفًا ونادرًا في الكون ، مثل الغموض. انفجارات أشعة جاما 

ومع ذلك ، هناك فرق كبير بين البحث عن النجوم التي تظهر وتلك التي تختفي ، كما أوضح فيلارويل: “تعمل مشاريع مثل ZTF على فترات زمنية قصيرة جدًا ، ولكن إذا كان لديك حدث نادر جدًا حيث يختفي شيء من السماء كل 100 عام إذن فأنت تحتاج حقًا إلى نطاق زمني طويل جدًا لالتقاطه. في حالتنا ، نريد العثور على نجم اختفى – أو ظهر بالفعل – مستخدمًا أكبر فترة زمنية ممكنة ، جنبًا إلى جنب مع أفضل كتالوجات من العصور القديمة. 

نحن نستخدم بيانات منذ 70 عامًا ونقارنها ببيانات من اليوم لنرى كيف تغيرت السماء. “ربما من المفارقات أن بحث الفريق عن بيانات تاريخية عالية الجودة قاد الباحثين إلى بالومار وتلسكوب صموئيل أوشين ، والذي في الخمسينيات من القرن الماضي أنتجوا اللوحات الفوتوغرافية لمسح السماء بالكامل والذي تم مسحه منذ ذلك الحين بواسطة مرصد البحرية الأمريكية (USNO). بالنسبة لنظير حديث ، فقد اعتمدوا على البيانات من التلسكوبات المزدوجة لتلسكوب المسح البانورامي ونظام الاستجابة السريعة (Pan -STARRS) في مرصد Haleakalā في هاواي.

قال فيلارويل: “كل هذه الاستطلاعات متاحة مجانًا ، وقد تم رقمنة كل شيء وأصبح متاحًا على الإنترنت”. “طور فريق تكنولوجيا المعلومات لدينا في جامعة أوبسالا صفحة ويب خاصة بعلوم المواطن حيث يمكنك النقر فوق الصور ودمجها في ml-blink.org . لدينا مطورو ألعاب الكمبيوتر الذين درسوا جعل التصميم أكثر جاذبية ، ولدينا أيضًا ذكاء اصطناعي قيد التطوير . 

هناك عدة طرق مختلفة للتعامل مع المشكلة – أيًا كان ما يعطينا البيانات! النقطة المهمة هي أن الأشخاص المهتمين يمكنهم الذهاب إلى هناك لمقارنة الصور ، وإذا كان لديهم فضول شديد بشأن بعض الحالات ، فيمكنهم ترك تعليق ، وسنعود إليهم ونبلغهم بمرشحهم. لكن أمامنا الكثير من العمل قبل أن نتمكن من متابعة كل شيء “.

يجب على الفريق فحص كل عنصر في كتالوج USNO تم تمييزه على أنه ليس له نظير واضح في بيانات Pan-STARRS وتأكيده. ثم ينظر الباحثون إلى الشكل والسطوع والخصائص الأخرى لتحديد ما إذا كان عيبًا في لوحات التصوير للمسح الأصلي. الإعلانات

قال فيلارويل: “لا يمكنك أبدًا أن تضمن أنه ليس عيبًا في الصفيحة”. “ولكن يمكنك إجراء بعض الاختبارات للتخلص من الأشياء الأكثر وضوحًا. ثم انتقل إلى الكتالوجات الأعمق مثل مسح Sloan Digital Sky Survey (SDSS) أو استطلاع Dark Energy Camera Legacy Survey الجديد لمعرفة ما إذا كان يمكنك العثور على أي بقايا من الاعتراض على هؤلاء ، واعتمادًا على ما تجده قد يمنحك أنواعًا مختلفة من المرشحين “. 

يقارن الفريق أيضًا المرشحين ببيانات من وكالة الفضاء الأوروبية Gaia ، والتي تنشغل حاليًا بجمع بيانات دقيقة لأكثر من مليار نجم في مجرة ​​درب التبانة.

المرشحون الواعدون

حتى الآن ، قدم الاستطلاع أكثر من 800 نجم يبدو أنها مفقودة ، والكثير منها لا يزال بحاجة إلى المعالجة والدراسة المتعمقة. وعلى الرغم من عدم وجود تطابق مثالي مع كائن Villarroel المثالي – وهو اختفاء نجم مستقر طويل العمر – فإن العديد من المرشحين الذين تم رصدهم لا يزالون مثيرون للفضول في حد ذاتها.

“لقد وجدنا عددًا من العابرين قصيرة العمر تظهر على صورة واحدة ، ثم لا تظهر مرة أخرى. هذه تمثل معظم ما اكتشفناه حتى الآن ، ولكن هناك أشياء أخرى لسنا متأكدين مما هي عليه حتى الآن لقد درسنا بعضًا من هذه الأحداث العابرة قصيرة العمر ، ولا يبدو أنها مشاعل M-dwarf [الانفجارات الهائلة التي تسببها الحقول المغناطيسية المتشابكة للنجوم القزمة الحمراء الباهتة التي قد تتسبب في سطوعها بعامل 100 أو أكثر] ، أو أي نوع من المستعرات الأعظمية. أعتقد أنه يمكننا البدء في استبعاد هذه الخيارات “.Advertisement

تشمل الخيارات الأخرى التي تبدو غير مرجحة النجوم المتغيرة والمتغيرات الكارثية أو المستعرات – الثورات البركانية على سطح النجوم القزمة البيضاء في الأنظمة الثنائية . لا يوجد أي من المصادر بالقرب من متغير معروف ، والنجم المرافق في نظام nova يجب أن يكون مرئيًا بشكل ضعيف في بعض الاستطلاعات الحديثة ، حتى عندما لا يكون القزم الأبيض كذلك. 

وقال فيلارويل: “أحد الاحتمالات هو أنها يمكن أن تكون نوعًا من الوهج البصري اللاحق من انفجارات أشعة جاما أو انفجارات الراديو السريعة “. لا تزال مصادر هذه الانفجارات الكونية عالية الطاقة غير مفهومة جيدًا ، لكن أحد التنبؤات الشائعة هو أنه مع تضاؤل ​​إنتاجها من الطاقة ، يجب أن تمر خلال فترة قصيرة من الرؤية. 

“من المتوقع أن يكون لمثل هذه الانفجارات اتساع فائق الضخامة بحوالي ثمانية إلى عشرة مقادير ، ولكنها تتلاشى في غضون دقائق قليلة ، ولا يبدو أن لها أي نوع من النظير المرئي عندما ننظر إلى المواقع باستخدام التلسكوبات الكبيرة. بالطبع مع 800 مرشح لا يزال لدينا الكثير من العمل الذي يتعين علينا القيام به ، وأعتقد أنه من المؤكد تقريبا أنه عبارة عن حقيبة مختلطة من الأشياء من أنواع مختلفة “.

إذا تبين أن هؤلاء المرشحين الـ 800 يحتويون على نجمة متلاشية مثالية ، فما هو التفسير المحتمل؟ 

قد يتضح أن أحد الخيارات هو ما يسمى بالمستعر الأعظم “الفاشل” – وهو نجم وحشي حقًا له نواة ضخمة جدًا لدرجة أنه ينهار في ثقب أسود ويستهلك بقية النجم من الداخل إلى الخارج ، مما يؤدي إلى قطع سيل من الطاقة النووية. الاندماج الذي يصاحب عادةً انفجار سوبرنوفا ولا يترك أي بقايا مرئية خلفه. 

ومع ذلك ، تعتقد فيلارويل أن الاحتمالات مكدسة ضد هذا التفسير – فقد حسبت أن مثل هذه الأحداث يجب أن تحدث مرة واحدة كل ثلاثة قرون في مجرتنا ، مما يجعل من غير المحتمل أن يتعثر مشروع VASCO على أحدها بالصدفة.

في الوقت الحالي ، من الصعب تخيل عمليات طبيعية أخرى قد تؤدي إلى اختفاء نجم ببساطة – وإلى أن يظهر مرشح بميزات يمكن دراستها ، فلا داعي للتكهن بالفيزياء الجديدة المحتملة التي قد تكون متورطة في فعل التلاشي الكوني هذا. ومع ذلك ، فإن هذا يثير احتمالًا آخر ألهم VASCO منذ البداية: فكرة أن الأحداث الفلكية المستحيلة على ما يبدو قد تتخلى عن وجود حضارات فضائية متقدمة.

الاكتشافات المستقبلية المحتملة

نظرًا لأن الزيادات في حجم التلسكوب وحساسيته ، إلى جانب قوة الحوسبة ، قد جلبت علم الفلك إلى عصر “البيانات الضخمة” ، فقد جادل العديد من علماء SETI بأنه من المرجح أن نكتشف وجود كائنات فضائية من خلال السلوكيات التي لا يمكن تفسيرها للنجوم و أشياء أخرى غيرنا من إشارات الراديو التي تبثها الحياة الفضائية عمدًا أو عرضًا في اتجاهنا. 

النظرية هي أنه إذا أصبحت الحضارات متقدمة بما فيه الكفاية ، فمن المحتمل أن يطور بعضها على الأقل التكنولوجيا المطلوبة للهندسة النجمية ، والتي من شأنها أن تغير مظهر النجوم بطرق لا يمكن تفسيرها. والمثال الكلاسيكي على ذلك هو ” كرة دايسون ” – وهي عبارة عن هالة من محطات الطاقة التي تدور حول العالم والتي ستكون الطريقة الأكثر فاعلية لاستخراج الطاقة من النجم. 

صرح مؤلف الخيال العلمي آرثر سي كلارك في قانونه الثالث أن “أي تقنية متقدمة بما فيه الكفاية لا يمكن تمييزها عن السحر”. إذا لم يتم العثور على سبب طبيعي للاختفاء النجمي ، فإن تأثير الكائنات الذكية خارج كوكب الأرض سيبدو بالتأكيد تفسيرًا أكثر ترجيحًا من التفسير الخارق للطبيعة. 

قال فيلارويل: “فيما يتعلق بـ SETI ، هناك عدة طرق مختلفة للتفكير فيه”. “كرات دايسون وغيرها من الهياكل ، والمنارات التي يتم تشغيلها وإيقافها ، أو تشير في اتجاهنا لفترة معينة ، أو ربما توجد طرق للحضارة للتخلص فعليًا من النجوم التي تعترض الطريق.” 

حتى العابرين الحمراء التي حددها الفريق حتى الآن يمكن أن يكون لها سبب مصطنع محتمل: “بالطبع ، الفرضيات الأولى التي نختارها هي فرضيات طبيعية – وليس لدينا أي سبب لاستبعادها حتى الآن – ولكن إذا كنت في في وضع التكهن الخاص بي خارج كوكب الأرض ، أعتقد أن شعاع الليزر يمكن أن ينتج أيضًا عابرًا أحمر من هذا النوع. “

بينما يلمح Villarroel إلى الاكتشافات المثيرة التي ظهرت بالفعل من البيانات وتنتظر النشر الرسمي ، في هذه الأثناء يستمر مشروع VASCO. لا يزال العديد من المرشحين الذين تم تحديدهم حتى الآن في انتظار التأكيد والتحليل المناسبين ، ولم يتم فحص سوى ربع السماء حتى الآن. نأمل أن يتم تسريع المزيد من التقدم من خلال المزيد من العلماء المواطنين المتطوعين وطرق الأتمتة الجديدة التي يتم تطويرها حاليًا بالتعاون مع المرصد الافتراضي الإسباني .Advertisement

يقول فيلارويل: “لا نعرف أي عمليات يختفي فيها نجم ، باستثناء هذا المستعر الأعظم الفاشل الافتراضي”. “لذلك تصبح النجوم المتلاشية مثيرة للاهتمام لأننا لم نلاحظ مثل هذه الأشياء في الطبيعة. كان المبدأ الأساسي هو البحث عن الأشياء التي نعتقد أنها مستحيلة.”

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com