الفلك

أزواج ثنائية لم يتم اكتشافها بعد؟

أزواج ثنائية لم يتم اكتشافها بعد؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

سؤال: هل هناك أي أنواع من الأزواج الثنائية التي لم يتم اكتشافها بعد؟ أي منها مهم بشكل خاص ، أو قد يلقي بعض الضوء على التطور النجمي الثنائي أو نظريات عمليات الالتقاط ، التي يتم البحث عنها ، ولكن حتى الآن لم يتم العثور على أي أمثلة أو على الأقل الشك فيها؟

من خلال "الاقتران" أعني كائنًا ثنائيًا حيث يوجد كل منهما نوع من النجوم أو أ ثقب أسود.

يمكن أن تكون النجوم أي شيء من الأقزام البنية إلى النجوم النيوترونية. يجب أن تكون الثقوب السوداء قابلة للمقارنة تقريبًا بالنجوم في الحجم. (أنا لا أسأل عن نجم في مدار حول ثقب أسود هائل في وسط مجرة)

على سبيل المثال ، اقترحت الملاحظات الأخيرة لأحداث الموجات الثقالية اندماج زوج من الثقوب السوداء ، واندماج زوج من النجوم النيوترونية.


TL ؛ د نعم كانت هناك نظرية ، و الى ابعد حد الأنظمة الثنائية المحتملة التي لم يتم ملاحظتها. أحد هذه الأشياء هو TZO ، أو Thorne-Żytkow_object. هذا ثنائي عملاق نيوتروني أحمر نجمي.


هناك العديد من أنواع الأزواج الثنائية التي لم يتم اكتشافها بعد ، إن وجدت. النجم الافتراضي هو شبه النجم ، والذي يمكنك القول أنه ثنائي بين ثقب أسود ونجم هائل للغاية. يمكنك أيضًا التفكير في نجم Wolf-Rayet ، والذي يمكن أن يحدث من نظام ثنائي. قد تشمل الأنظمة الثنائية الأخرى النجوم النظرية ، والمعروفة أيضًا باسم النجوم الغريبة.

ومع ذلك ، فأنا أعرف نظامًا ثنائيًا يتكون من أنواع حقيقية ملحوظة من النجوم أو بقايا نجمية. يتكون هذا النظام من عملاق أحمر ونجم نيوتروني ، مع النجم النيوتروني المتصاعد نحو قلب العملاق الأحمر. يبدأ بنظام ثنائي بنجم ونجم نيوتروني. عندما يصبح النجم عملاقًا أحمر ، فإن احتكاكه في الغلاف الجوي للنجم النيوتروني (العملاق الأحمر يحيط بالنجم النيوتروني) يجعل مداره يتدهور ، وسوف يتصادم النجم النيوتروني ولب العملاق الأحمر معًا. بعد أن يلتقي النجم النيوتروني بالنواة ، إذا لم تتغلب كتلة اللب على ضغط انحلال النيوترونات ، يتم استبدال اللب بنجم نيوتروني. إذا حدث ذلك ، فسيحدث انفجار مستعر أعظم ينتج عنه ثقب أسود. هذا النظام الثنائي مهم بشكل خاص لأنه يمكن أن يلقي الضوء على كيفية عمل الاندماج ، وكيف تتطور الأنظمة الثنائية ، لأنه في هذا النموذج لا يمتص النجم النيوتروني الكثير من كتلة العملاق الأحمر. سيكون سطح النجم النيوتروني ساخنًا جدًا بحيث يمكن أن يحدث الاندماج ، مما يدل على طريقة جديدة للاندماج.

يمكن لعلماء الفلك مراقبة هذه النجوم من خلال أطوال موجاتهم المنبعثة لأن الاندماج يخلق عناصر ثقيلة قد تجد طريقها إلى سطح العملاق:

للبحث عن TZO ، بحث الفريق في الأطياف عن بعض العناصر المتوقع إنتاجها بكميات كبيرة في هذه الأجسام: الليثيوم ، والروبيديوم ، والسترونتيوم ، والفاناديوم ، والزركونيوم ، والموليبدينوم. ليس من السهل تصوير كل هذه الأشياء ، لذلك ركزوا على الليثيوم والروبيديوم والموليبدينوم. قارنوا مستويات هذه العناصر مع العناصر التي تخلق ميزات طيفية قريبة ولكن لا يُتوقع تحسينها في TZOs: البوتاسيوم والكالسيوم والحديد والنيكل.

https://arstechnica.com/science/2014/06/red-supergiant-replaced-its-core-with-a-neutron-star/

أود أن أقول أنه لم يتم العثور على أمثلة حقيقية لهذا النوع من الاقتران الثنائي. ومع ذلك ، هناك ثلاثة مرشحين محتملين تمت ملاحظتهم ، على الرغم من أن هؤلاء النجوم يخضعون مؤخرًا لاستجواب جاد حول صلاحيتهم (قد لا يجيب هذا على جزء من سؤالك حول "على الأقل مشتبه فيه:") ، وفقًا لـ

https://en.wikipedia.org/wiki/Thorne-Żytkow_object


هناك واحد آخر ذكره mistertribs (جميع الفضل له) ، وهو أن الثقب الأسود وثنائي النجم النيوتروني لم يلاحظ وجودهما. ربما يكون هذا النوع من الأنظمة هو الأكثر إثارة للاهتمام من وجهة نظر الجاذبية. يجب أن ينتجوا موجات الجاذبية ، والتي يمكن اكتشافها بواسطة LIGO. لا يزال يتعين على LIGO مراقبة مثل هذا النظام وتأكيد ذلك ، والذي يبدو محيرًا بعض الشيء ، على الرغم من أن شيئًا مثل العملاق الأزرق في Cygnus X-3 يمكن أن يتطور إلى نجم نيوتروني في المستقبل. هذه حالة تتطلب المزيد من البيانات والملاحظات.

ومع ذلك ، كان العلماء قادرين فقط على تقييد معدل الاندماج بما يكفي للتخلص من النماذج الأكثر تفاؤلاً ، وأن الأمر سيستغرق عدة عمليات مراقبة أخرى دون نتائج قبل أن يصبح الفشل المستمر مشكلة.


على حد علمي ، لا توجد أمثلة معروفة لثنائيات الثقب الأسود + النجم النيوتروني (BHNS) (على سبيل المثال ، تشير هذه الورقة من عام 2018 إلى أنه "لم يتم اكتشاف ثنائيات BHNS (BHNS) حتى الآن من خلال الاستطلاعات الراديوية"). يجب أن تكون عمليات اندماج BHNS قابلة للملاحظة باستخدام علم فلك الموجات الثقالية ، لذلك قد لا يستمر هذا الموقف لفترة أطول. يوجد تقرير عن اندماج BHNS محتمل تم اكتشافه بواسطة LIGO و Virgo (الحدث S190426c). هذا الحدث لم يتم تأكيده بعد ، متابعة عمليات البحث بواسطة Hosseinzadeh et al. (2019) و Goldstein et al. (2019) للعابرين فشلوا في إيجاد نظير للحدث.

لم يتم العثور أيضًا على ثنائيات تحتوي على نجم sdB ونجم نيوتروني ، على الرغم من أن النماذج النظرية تتنبأ بضرورة وجودها في مجرتنا (Wu et al. ، 2019). يجب أن تكون ثنائيات sdB + NS قريبة بشكل كافٍ من مصادر موجات جاذبية قوية ، لذلك قد تكتشفها LISA.

اعتمادًا على الطريقة التي تريد بها تحديد "أنواع" مختلفة من النجوم ، يمكنك على الأرجح الخروج بمزيد من الأمثلة. على سبيل المثال ، هناك مفهوم النجوم المفردة التي لم تكن أبدًا أعضاء في الأنظمة الثنائية أو كانت لها لقاءات قريبة مع النجوم الأخرى ، والتي لم يتم العثور عليها بحكم التعريف في أزواج ثنائية.

هناك أيضًا بعض الفئات الغريبة للكائنات مع عدد قليل من الأعضاء المعروفين. على سبيل المثال ، هناك نجوم LP 40-365 ، وهي نجوم هاربة مع أجواء يهيمن عليها الأكسجين والنيون ، ومن المحتمل أن تكون بقايا محترقة جزئيًا من نوع غريب من المستعرات الأعظمية Iax. لا تعتبر أي من الأمثلة الأربعة المعروفة لهذه الفئة أنظمة ثنائية ، بالإضافة إلى أن الظروف التي أدت إلى إنشائها تجعل من غير المحتمل إلى حد ما أننا سنجد واحدًا في نظام ثنائي.


تم اكتشاف السدم الكوكبية في ثمانينيات القرن الثامن عشر. يعتقد عالم الفلك ويليام هيرشل أنهم كانوا يشكلون أنظمة كوكبية حديثًا. كان مخطئًا ، لكن الاسم عالق. إنهم في الواقع يتوهجون من السحب الغازية حول نجم يحتضر ، وغالبًا ما يكونون في غاية الجمال.

تم اكتشاف السديم Sharpless 2-71 في عام 1946 ويعتقد أنه تشكل حول نجم لامع في مركزه. تظهر الصور الأكثر حداثة أن الأمور لم تكن بهذه البساطة. العديد من السدم الكوكبية ثنائية القطب ، مما يعني أن لديهم غيومًا متناظرة قادمة من جوانب متقابلة من نجمهم و mdashthey ​​& rsquore غالبًا مقارنة بالساعة الرملية أو الفراشة. يتكون Sharpless 2-71 من عدة فصوص ثنائية القطب في اتجاهات مختلفة.

هناك ثلاث نجوم في منتصف السديم. يقع النجم الأكثر سطوعًا في المركز تمامًا ، لذلك كان هذا هو المرشح الأصلي لأب السديم و rsquos. ومع ذلك ، فإنه لا يصدر ما يكفي من الأشعة فوق البنفسجية لحساب توهج السديم و rsquos ، في حين أن النجم الأصغر القريب قد يكون كذلك. قد يكون هذا النجم أيضًا جزءًا من نظام ثنائي ، مما يعني أن ما يصل إلى أربعة نجوم قد تكون مسؤولة عن الهيكل.


العلاقة بين الكتلة والعمر

يعتمد عمر النجم بشكل حاسم على كتلته & # 8211 كلما زادت الكتلة ، أقصر العمر. قد يبدو هذا غريباً ، حيث من الواضح أن النجم الأكثر ضخامة يبدأ بمزيد من الوقود المتاح للاندماج النووي. ومع ذلك ، فإن مثل هذا النجم يستهلك وقوده بمعدل أسرع. كلما زاد حجم النجم ، زاد الضغط الواقع على قلبه بسبب وزن الطبقات التي تعلوه. تؤدي الضغوط المرتفعة إلى ارتفاع درجات الحرارة (تمامًا كما يؤدي ضخ مضخة الدراجة إلى تسخين الهواء المضغوط بالداخل). في المقابل ، تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى حدوث تفاعلات الاندماج النووي بمعدل أسرع ، مما يزيد من إنتاج الطاقة في اللب وبالتالي لمعان النجم.

التأثير مثير. أظهرت الملاحظات أنه في حالة النجوم التي تزيد كتلتها عن 3 كتل شمسية ، يختلف لمعان النجم باختلاف مكعب كتلته. هذا يعني أن نجمًا ، على سبيل المثال ، 10 كتل شمسية يجب أن يستهلك وقود الاندماج الخاص به حوالي 1000 مرة أسرع من نجم شبيه بالشمس. لذلك ، يبلغ طول عمرها حوالي مائة فقط ، أو ما يقرب من 100 مليون سنة مقارنة بـ 10 مليارات سنة للشمس. بالنسبة لنجم كتلته 30 كتلة شمسية ، تشير العلاقة بين الكتلة واللمعة الملحوظة إلى أن وقود الاندماج "يحترق" 30 3 ، أو 27000 مرة ، أسرع من الشمس ، مما ينتج عنه عمر يزيد قليلاً عن 10 ملايين سنة.

من ناحية أخرى ، فإن النجوم ذات الكتلة المنخفضة هي بخلاء في الطاقة ، مُقدَّر لها أن تفرز احتياطياتها الضئيلة من الوقود على مدى فترات زمنية هائلة. على سبيل المثال ، Proxima Centauri ، قزم أحمر هو أقرب نجم إلى الشمس ، له عمر متوقع بحوالي 16 تريليون سنة & # 8211 تقريبًا 1000 مرة من عمر الكون الحالي.


نجمة ليست مشرقة جدا

تقوم النجوم في السماء بأكثر من وميض. إنها تتطور باستمرار ، وتحرق الوقود النووي ، وفي بعض الأحيان تتفاعل مع الأجرام السماوية الأخرى. تدرس فرانشيسكا فالسيشي ، طالبة الدراسات العليا بجامعة نورث وسترن في الفيزياء وعلم الفلك ، حياة النجوم الضخمة ومصيرها النهائي - أن تتحول إلى ثقب أسود. ستتحدث Valsecchi عن عملها في حدث Junior Science Cafe يوم الجمعة 18 فبراير في مكتبة Evanston العامة. تحدثنا معها للمعاينة.

ما هو الثقب الأسود؟
الثقوب السوداء التي أهتم بها هي نقطة النهاية التطورية للنجوم الضخمة. أثناء التطور ، يحرق النجم ما بداخله - الهيدروجين والهيليوم وعناصر أخرى - حتى نفاد الوقود النووي. عندما يحدث هذا ، فإنه ينهار فقط. إذا كان النجم ضخمًا بدرجة كافية ، فإنه ينهار في ثقب أسود.

Francesca Valsecchi ما هي بعض خصائص الثقب الأسود؟
تعتبر الثقوب السوداء من بين أكثر الأشياء كثافة التي نعرفها في الكون ، لكن لا يمكننا رؤيتها. يمكننا رؤية النجوم لأنها تتألق ، ولدينا فهم جيد إلى حد ما لطبيعتها - كيف تتطور النجوم ، وكيف تتفاعل مع بيئتها المضيفة ، وما إلى ذلك. لكن الفيزياء وراء عملية تكوين الثقب الأسود ، وكيف تتفاعل مع ما هو حولها هذه أشياء غير واضحة تمامًا. لا تزال هناك أسئلة أساسية لا نفهمها حول طبيعة الثقوب السوداء.

كيف تدرسهم؟
بينما يصعب رؤية الثقوب السوداء المعزولة ، يمكننا رؤية الثقوب السوداء عندما تقترن بنجم يغذيها بكتلة. تسمى هذه الأنواع من الأنظمة أنظمة الأشعة السينية الثنائية. عندما يكتسب الثقب الأسود مادة من نجم ، فإنها تصبح "ساطعة للأشعة السينية" ، مما يعني أن الثقب الأسود يصبح مصدرًا للإشعاع يمكننا اكتشافه.

لذا فإن إحدى الطرق لفهم كيفية تشكل الثقوب السوداء وكيفية تفاعلها مع البيئة المضيفة لها هي من خلال دراسة هذه الأنظمة الثنائية. من خلال مراقبة النظام الثنائي ، نعرف مدى تباعد النجم عن الثقب الأسود ، وكتلة المكونين ، وعدد الأشعة السينية المنبعثة ، وشكل مدارهما - دائرة ، قطع ناقص - إلخ.

لكننا لا نعرف ، من خلال مراقبة النظام اليوم ، كتلة النجم الذي أصبح الثقب الأسود ، أو نوع التفاعلات التي أجراها مع النجم الآخر في النظام في الماضي. لمحاولة فهم ذلك ، نحتاج إلى نمذجة تطور الأنظمة الثنائية المرصودة. ساعدتنا هذه النمذجة في فهم نوع النجم الذي تحتاجه لتشكيل ثقب أسود ، وما قد يحدث أثناء عملية الانهيار. تعتبر أنظمة الأشعة السينية الثنائية مختبرًا فريدًا لفهم طبيعة الثقوب السوداء.

ما الذي يميز M33 X-7 ، نظام الأشعة السينية الثنائي الذي تدرسه؟
هناك أشياء كثيرة. بادئ ذي بدء ، عندما تم تحديد خصائص هذا النظام بدقة ، كان الثقب الأسود للنظام هو أضخم ثقب أسود تشكل من نجم عرفناه. النجم الذي يدور حول الثقب الأسود هو أضخم نجم على الإطلاق في هذه الفئة من النظام. كما أن الفصل المداري بينهما صغير مقارنة بحجم النجم ، والمدار ليس في الحقيقة دائرة ، وهو أمر غير معتاد في هذه الأنظمة.

أخيرًا ، النجم خافت بشكل غير عادي بالنسبة لكتلته. إنه فقط ساطع مثل نجم عادي ، أي 50 ضعف كتلة الشمس ، بينما كتلته 70 ضعف كتلة الشمس.

بحثنا عن نموذج سهل لشرح هذه الخصائص دون تقديم تأثيرات فيزيائية معقدة للغاية ، ووجدنا حلاً. يكمن جمال هذا في أن لدينا تأكيدًا على صحة فهمنا الأساسي لتطور النجوم والثنائيات ، لأننا نستطيع تفسير هذا النظام غير المعتاد دون الحاجة إلى استدعاء التأثيرات خارج الفيزياء القياسية للنجوم الثنائية. هذا أمر مشجع ، لأنه يمنحنا الثقة في أنه يمكننا عمل تنبؤات للأنظمة التي لم يتم اكتشافها بعد ، باستخدام نفس الأدوات.

لماذا لا يكون النجم ساطعًا كما ينبغي؟
هناك سببان. أكبر مساهمة تأتي من الطريقة التي نراقب بها النظام. نحن ننظر إلى حافة النظام ، مما يعني أننا نراقب أكثر أو أقل خط الاستواء للنجم (بدلاً من القطبين). نظرًا لأن النجم والثقب الأسود قريبان جدًا (مما يجعل النجم يشعر بسحب جاذبيته) ، والنجم يدور حول نفسه ، فإن النجم ليس كرويًا تمامًا. تتسبب قوى الجاذبية والطرد المركزي هذه في تشوهها إلى شكل دمعة.

نظرًا لأن النجم مشوه ، فإن لمعانه غير منتظم عبر سطحه. إذا كانت كرة ، فلن يهم الطريقة التي ننظر بها إليها - ستكون بنفس السطوع في أي وقت. نظرًا لأنه مشوه ، فهو أقل سطوعًا في المنطقة الاستوائية ، وهذه هي المنطقة التي نراقبها. لذلك ، كان علينا تصحيح النماذج القياسية لنجم كروي معزول لحساب حقيقة أننا ننظر إلى المنطقة الاستوائية الباهتة لنجم مشوه.

السبب الثاني للسطوع المنخفض - والسبب الأكثر برودة - هو أن النجم لم يتطور بمعزل عن ماضيه ، وبدلاً من ذلك تفاعل مع رفيقه (النجم الذي سيصبح الثقب الأسود). لأن النجم المرافق استنفد وقوده أولاً ، نعلم أنه كان أكبر من النجم الذي نراه اليوم.

أثناء التطور ، تتوسع النجوم. قرب نهاية حياته ، اتسع الرفيق بما يكفي ليبدأ التبرع بالمادة للنجم الذي نراه اليوم. نظرًا لأن الرفيق كان ضخمًا للغاية وتوسع بسرعة كبيرة ، كان التبرع بالمادة سريعًا جدًا. النجم الذي نراه اليوم لا يمكن أن يتكيف بسرعة كافية للاستفادة الكاملة من الوقود الجديد. نظرًا لأن النجم لا يستطيع حرق الوقود المتراكم بكفاءة مثل النجم الذي يكون "بشكل طبيعي" بهذه الكتلة ، فإنه يبدو أقل إضاءة بالنسبة لكتلته.


اكتشافات جديدة من New Horizons التابع لناسا

البيانات المستمدة من المركبة الفضائية New Horizons التابعة لناسا و # 39 ، والتي استكشفت كائن حزام كويبر Ultima Thule في وقت سابق من هذا الأسبوع ، تسفر عن اكتشافات علمية يوميًا. من بين النتائج التي توصل إليها الفريق العلمي للإرسالية في اليوم الماضي:

  • لم يجد تحليل البيانات الأولية أي دليل على وجود حلقات أو أقمار صناعية يزيد قطرها عن ميل واحد تدور حول Ultima Thule.
  • لم يعثر تحليل البيانات حتى الآن على أي دليل على وجود غلاف جوي.
  • يتطابق لون Ultima Thule مع لون العوالم المماثلة في حزام Kuiper ، وفقًا للقياسات التلسكوبية.
  • فصوص Ultima Thule & [مدش] أول ثنائي ملامس لحزام Kuiper تمت زيارته و [مدش] متطابقان تقريبًا في اللون. يتطابق هذا مع ما نعرفه عن الأنظمة الثنائية التي لا تتلامس مع بعضها البعض ، ولكنها تدور حول نقطة جاذبية مشتركة.

وقال آلان ستيرن من معهد ساوث ويست للأبحاث في بولدر بولاية كولورادو إن أول استكشاف لجسم صغير في حزام كويبر وأبعد استكشاف في أي عالم في التاريخ هو الآن التاريخ ، لكن كل تحليل البيانات تقريبًا يكمن في المستقبل.

سيتوقف نقل البيانات من New Horizons لمدة أسبوع تقريبًا بينما تمر المركبة الفضائية خلف الشمس كما يُرى من هنا على الأرض. يُستأنف نقل البيانات في 10 كانون الثاني (يناير) ، ليبدأ التنزيل لمدة 20 شهرًا للمركبة الفضائية والكنوز العلمية المتبقية.

وقال ستيرن: & quot؛ لا يمكن لأولئك منا في الفريق العلمي & # 39 الانتظار لبدء الحفر في هذا الكنز الدفين. أكملت New Horizons أطول رحلة طيران في التاريخ عندما جاءت على بعد حوالي 2200 ميل (3500 كيلومتر) من Ultima Thule في الساعة 12:33 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة في 1 يناير ، حيث تجاوزت الجسم بأكثر من 32000 ميل (51000 كيلومتر) في الساعة.

قام مختبر جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية في لوريل بولاية ماريلاند بتصميم وبناء وتشغيل مركبة نيو هورايزونز الفضائية ، ويدير المهمة لمديرية المهام العلمية التابعة لناسا و 39 ثانية. يقود معهد Southwest Research Institute ، ومقره سان أنطونيو ، الفريق العلمي ، وعمليات الحمولة ، ومواجهة التخطيط العلمي. نيو هورايزونز جزء من برنامج الحدود الجديدة الذي يديره مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هنتسفيل ، ألاباما.


مختارات من عام 2019: كوكب عملاق حول ثنائي متطور

ملاحظة المحرر: في الأسبوعين الأخيرين من عام 2019 ، سننظر في بعض التحديدات التي لم نناقشها بعد في AAS Nova من بين الأوراق البحثية الأكثر تنزيلًا والمنشورة في مجلات AAS هذا العام. سيتم استئناف جدول النشر المعتاد في يناير.

تباين الفترة المدارية لـ KIC 10544976: آلية Applegate مقابل تأثير وقت السفر الخفيف

تم النشر في مارس 2019

الوجبات الجاهزة الرئيسية:

في دراسة بقيادة ليوناردو ألميدا (الجامعة الفيدرالية في ريو غراندي دو نورتي وجامعة ساو باولو بالبرازيل) ، أعلن العلماء عن دليل على كوكب كتلته 13 كوكب المشتري حول نظام ثنائي متطور ، KIC 10544976 ، يتكون من قزم أبيض ونجم قزم أحمر يدور حول بعضهما البعض مرة كل 0.35 يوم.

لماذا هو ممتع:

هذا هو أول كوكب يتم العثور عليه يدور حول ثنائي متطور مثل هذا ، ويثير تساؤلات حول كيفية تشكله. هل وُلد الكوكب في نفس الوقت الذي وُلد فيه النجوم ، وبطريقة ما نجا من نهاية حياة العضو الثنائي الذي تطور إلى قزم أبيض؟ أم أن الكوكب ولد في وقت لاحق ، من الغاز الذي طرده هذا النجم عندما مات؟ بدراسة كوكب KIC 10544976 باستخدام تلسكوبات الجيل التالي ، يجب أن نكون قادرين على الإجابة على هذا السؤال.

كيف تم اكتشاف الكوكب:

تظهر ملاحظات النجوم الثنائية الخسوف اختلافات في التوقيت في الكسوف. يمكن أن يكون هذا التغيير في المدار ناتجًا عن أحد أمرين: إما سحب الجاذبية لجسم إضافي غير مرئي أو ضخم أو تقلبات زمنية في المجال المغناطيسي للقزم الأحمر. من خلال دراسة دورة النشاط المغناطيسي للقزم الأحمر باستخدام سنوات من التوهج وبيانات النجوم ، تمكن ألميدا والمتعاونون من استبعاد الفرضية القائلة بأن النشاط المغناطيسي تسبب في تغيرات توقيت الكسوف. هذا جعل وجود كوكب عملاق هو التفسير الأكثر ترجيحًا.

الاقتباس

إل.ألميدا وآخرون 2019 AJ 157 150. دوى: 10.3847 / 1538-3881 / ab0963


يكشف البحث عن كوكب هائل يدور بسرعة حول نجم صغير يحتضر

بفضل مجموعة من التلسكوبات في الفضاء وعلى الأرض و [مدش] وحتى زوج من علماء الفلك الهواة في أريزونا و [مدش] ، اكتشف عالم الفلك في جامعة ويسكونسن وندش ماديسون كوكبًا بحجم كوكب المشتري يدور بسرعة فائقة حول نجم قزم أبيض بعيد.

النظام ، الذي يبعد حوالي 80 سنة ضوئية ، ينتهك جميع الأعراف الشائعة حول النجوم والكواكب. القزم الأبيض هو بقايا نجم شبيه بالشمس ، تقلص إلى حد كبير إلى حجم الأرض تقريبًا ، لكنه يحتفظ بنصف كتلة الشمس وكتلة rsquos. يلوح الكوكب الضخم في الأفق فوق نجمه الصغير ، والذي يدور كل 34 ساعة بفضل مداره القريب بشكل لا يصدق. في المقابل ، يستغرق عطارد 90 يومًا خاملًا نسبيًا للدوران حول الشمس.

بينما كانت هناك إشارات إلى وجود كواكب كبيرة تدور حول الأقزام البيضاء في الماضي ، فإن النتائج الجديدة هي أوضح دليل حتى الآن على وجود هذه الاقترانات الغريبة. يسلط هذا التأكيد الضوء على الطرق المتنوعة التي يمكن أن تتطور بها الأنظمة النجمية وقد يعطي لمحة عن نظامنا الشمسي ومصيرنا. يمكن أن يوفر نظام القزم الأبيض هذا ترتيبًا نادرًا صالحًا للحياة تنشأ في ضوء النجم المحتضر.

& ldquo & rsquove لم نشهد من قبل دليلًا على اقتراب كوكب قريب جدًا من قزم أبيض وبقاءه على قيد الحياة. إنها مفاجأة سارة ، & rdquo يقول الباحث الرئيسي Andrew Vanderburg ، الذي انضم مؤخرًا إلى قسم علم الفلك UW & ndashMadison كأستاذ مساعد. أكمل فاندربيرغ العمل بينما كان زميلًا مستقلًا في ناسا ساغان في جامعة تكساس في أوستن.

نشر الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في 16 سبتمبر في مجلة نيتشر. قاد Vanderburg تعاونًا دوليًا كبيرًا من علماء الفلك الذين حللوا البيانات. تضمنت التلسكوبات المساهمة تلسكوب ناسا و rsquos لصيد الكواكب الخارجية TESS واثنين من التلسكوبات الأرضية الكبيرة في جزر الكناري.

انجذب Vanderburg في الأصل إلى دراسة الأقزام البيضاء و [مدش] بقايا النجوم بحجم الشمس بعد أن استنفدوا وقودهم النووي و [مدش] وكواكبهم عن طريق الصدفة. أثناء وجوده في المدرسة العليا ، كان يراجع البيانات من تلسكوب كيبلر الفضائي ، سلف TESS & rsquos ، ولاحظ قزمًا أبيض تحيط به سحابة من الحطام.

& ldquo ما توصلنا إليه هو أن هذا كان كوكبًا صغيرًا أو كويكبًا تمزق كما شاهدناه ، وكان ذلك رائعًا حقًا ، يقول فاندربيرج. تم تدمير الكوكب بواسطة جاذبية النجم و rsquos بعد انتقاله إلى قزم أبيض مما تسبب في سقوط الكوكب ومدار rsquos باتجاه النجم.

منذ ذلك الحين ، تساءل فاندربيرغ عما إذا كانت الكواكب ، خاصة الكبيرة منها ، يمكنها النجاة من الرحلة نحو نجم متقدم في السن.

من خلال مسح البيانات لآلاف أنظمة الأقزام البيضاء التي جمعتها TESS ، اكتشف الباحثون نجمًا يتضاءل سطوعه بمقدار النصف تقريبًا كل يوم ونصف ، في إشارة إلى أن شيئًا كبيرًا كان يمر أمام النجم بإحكام ، مدار سريع البرق. لكن كان من الصعب تفسير البيانات لأن الوهج من نجم قريب كان يتداخل مع قياسات TESS & rsquos. للتغلب على هذه العقبة ، استكمل علماء الفلك بيانات TESS من التلسكوبات الأرضية عالية الدقة ، بما في ذلك ثلاثة منها يديرها علماء فلك هواة.

& ldquo بمجرد أن تم التحكم في الوهج ، في ليلة واحدة ، حصلوا على بيانات أفضل وأكثر نظافة بكثير مما حصلنا عليه مع شهر من الملاحظات من الفضاء ، & rdquo يقول Vanderburg. نظرًا لأن الأقزام البيضاء أصغر كثيرًا من النجوم العادية ، فإن الكواكب الكبيرة التي تمر أمامها تحجب الكثير من ضوء النجوم و rsquos ، مما يجعل الكشف عن طريق التلسكوبات الأرضية أسهل بكثير.

كشفت البيانات أن كوكبًا بحجم كوكب المشتري تقريبًا ، وربما أكبر قليلاً ، كان يدور بالقرب من نجمه. يعتقد فريق Vanderburg & rsquos أن عملاق الغاز بدأ بعيدًا عن النجم وانتقل إلى مداره الحالي بعد أن تطور النجم إلى قزم أبيض.

أصبح السؤال: كيف تجنب هذا الكوكب التمزق أثناء الاضطرابات؟ لم تكن النماذج السابقة لتفاعلات الكواكب القزمة البيضاء تتماشى مع هذا النظام النجمي المعين.

أجرى الباحثون عمليات محاكاة جديدة قدمت إجابة محتملة للغز. عندما نفد وقود النجم ، توسع إلى عملاق أحمر ، ليبتلع أي كواكب قريبة ويزعزع استقرار كوكب بحجم المشتري الذي كان يدور على مسافة أبعد. تسبب ذلك في أن يتخذ الكوكب مدارًا بيضاويًا مبالغًا فيه والذي مر قريبًا جدًا من القزم الأبيض المنكمش الآن ولكنه أيضًا دفع الكوكب بعيدًا جدًا في المدار وقمة rsquos.

على مدى دهور ، أدى تفاعل الجاذبية بين القزم الأبيض وكوكبه إلى تشتيت الطاقة ببطء ، مما أدى في النهاية إلى توجيه الكوكب إلى مدار دائري ضيق يستغرق يومًا ونصف اليوم فقط. تستغرق هذه العملية وقتًا و [مدش] مليارات السنين. هذا القزم الأبيض الخاص هو أحد أقدم القزم الذي رصده تلسكوب TESS منذ ما يقرب من 6 مليارات سنة ، وهو متسع من الوقت لإبطاء شريكه الكوكبي الضخم.

في حين أن الأقزام البيضاء لم تعد تجري عملية الاندماج النووي ، فإنها لا تزال تطلق الضوء والحرارة أثناء تبريدها. من الممكن أن يجد كوكب قريب بدرجة كافية من مثل هذا النجم المحتضر نفسه في المنطقة الصالحة للسكن ، وهي المنطقة القريبة من نجم حيث يمكن أن توجد المياه السائلة ، والتي يُفترض أنها ضرورية لنشوء الحياة وبقائها على قيد الحياة.

الآن بعد أن أكدت الأبحاث وجود هذه الأنظمة ، فإنها توفر فرصة محيرة للبحث عن أشكال أخرى من الحياة. يوفر الهيكل الفريد لأنظمة الكوكب القزم الأبيض فرصة مثالية لدراسة التوقيعات الكيميائية للكواكب المدارية والأغلفة الجوية ، وهي طريقة محتملة للبحث عن علامات الحياة من بعيد.

& ldquo أعتقد أن الجزء الأكثر إثارة من هذا العمل هو ما يعنيه لكل من القابلية للسكن بشكل عام و [مدش] يمكن أن تكون هناك مناطق مضيافة في هذه الأنظمة الشمسية الميتة و [مدش] وأيضًا قدرتنا على العثور على دليل على قابلية السكن ، يقول فاندربيرغ.

تم دعم هذا العمل جزئيًا من قبل مؤسسة العلوم الوطنية (بما في ذلك منحة AST-1824644) ووكالة ناسا (بما في ذلك منح RSA-1610091 و RSA-1006130 و 80NSSC19K1727 و 80NSSC19K0388). تم تنفيذ هذا العمل جزئيًا بموجب عقد مع معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا / مختبر الدفع النفاث بتمويل من وكالة ناسا من خلال برنامج زمالة ساغان الذي ينفذه معهد ناسا للعلوم خارج المجموعة الشمسية.


حل ولادة النجوم الثنائية عالية الكتلة

قد تساعدنا الملاحظات الجديدة في معرفة المزيد عن ولادة أنظمة النجوم عالية الكتلة. لأول مرة ، صور العلماء نظامًا ثنائيًا صغير الحجم وعالي الكتلة وقاموا بحل الأقراص الفردية التي تحيط بكل نجم والثنائي.

مضاعفات ضخمة

من الشائع بشكل غير عادي اكتشاف النجوم عالية الكتلة في أنظمة متعددة النجوم. أكثر من 80٪ من جميع النجوم من النوع O - التي تزيد كتلتها عن 16 ضعف كتلة الشمس - موجودة في أنظمة متعددة قريبة ، مقارنةً بجزء من التعددية فقط.

3 كتل شمسية ، على سبيل المثال.

أعيد بناء ملاحظات VLTI لمكونين من IRAS17216-3801 ثنائي الكتلة عالي الكتلة. [مقتبس من Kraus et al. 2017]

بشكل ملائم ، ربما وجد فريق من العلماء بقيادة ستيفان كراوس (جامعة إكستر) ما نحتاجه بالضبط: "بروتوباري" كبير الكتلة لا يزال في طور التكوين. باستخدام مقياس التداخل التلسكوب الكبير جدًا (VLTI) من ESO ، التقط كراوس والمتعاونون الملاحظات الأولى لنظام ثنائي صغير جدًا وعالي الكتلة يمكن من خلاله حل القرص الدائري وقرص الغبار المحيطين مكانيًا.

أدلة من الأقراص التي تم حلها

تكشف ملاحظات VLTI القريبة من الأشعة تحت الحمراء أن IRAS17216-3801 ، الذي كان يُعتقد في الأصل أنه نجم واحد عالي الكتلة ، هو بدلاً من ذلك ثنائي قريب مفصولة فقط بـ

170 AU. كلا المكونين محاطان بأقراص تتراكم منها النجوم الأولية بشكل نشط ، وكلا هذين القرصين غير مترابطين بشدة فيما يتعلق بناقل الفصل الثنائي. هذا يؤكد أن النظام صغير جدًا ، حيث لم يكن لدى قوى المد والجزر الوقت حتى الآن لمحاذاة الأقراص.

نموذج المؤلفين لهندسة النظام الثنائي ، بما في ذلك اتجاهات القرصين المحيطين (رسم تخطيطي وليس مقياسًا). [مقتبس من Kraus et al. 2017]

من خلال تتبع الغاز الساخن في ملاحظاتهم للنظام ، قرر المؤلفون أيضًا أن المكون الثانوي الأصغر يتراكم بمعدل أعلى من النجم الأكبر. يشير هذا إلى أن المرحلة الثانوية تعطل مجرى التراكم على النجم الأساسي ، وتوجه المادة المتساقطة إلى قرصها بدلاً من ذلك - وهي ملاحظة تؤكد تنبؤ المحاكاة الهيدروديناميكية.

IRAS17216-3801 كتلة أكبر بثلاث مرات تقريبًا وخمس مرات أكثر إحكاما من أنظمة النجوم المتعددة الأخرى عالية الكتلة التي تم تصويرها بالأشعة تحت الحمراء ، وهو أول نظام يمكن فيه تحليل أقراص مكوناته. تقدم هذه الصور مختبرًا مثيرًا لدراسة تفاعلات القرص النجمي وتشكيل أنظمة متعددة عالية الكتلة.

الاقتباس

S. Kraus et al 2017 ApJL 835 L5. دوى: 10.3847 / 2041-8213 / 835/1 / L5


يرى هابل ضعفًا

يعلم علماء الفيزياء الفلكية أن كل مجرة ​​كبيرة تقريبًا بها ثقب أسود هائل في مركزها. إنهم يعلمون أنه عندما تندمج المجرات ، تقوم في النهاية بثقوبها السوداء. لكنهم لا يعرفون حتى الآن الكثير عن كيفية حدوث عملية الدمج ، أو بالضبط ما يحدث للثقوب السوداء فائقة الكتلة أثناء ذلك.

هذا لأنه لم يكن هناك العديد من الأمثلة للدراسة. يبحث العلماء عن الثقوب السوداء الهائلة من خلال البحث عن الكوازارات ، وهي الأجسام اللامعة التي تشكلت عندما تتغذى الثقوب السوداء الهائلة على أجزاء من المادة ، والتي تنبعث منها إشعاعات غزيرة عند سقوطها في الثقب الأسود. حدثت معظم عمليات اندماج المجرات قبل 10 مليارات سنة ، وعند النظر إلى ذلك بعيدًا في الماضي ، تنتشر الكوازارات على نطاق واسع في جميع أنحاء الكون. لكل ألف كوازار ، يُقدر أن هناك واحدًا مزدوجًا فقط. معظم أزواج الكوازارات المعروفة حتى الآن لا تزال متباعدة ، ولم تقترب بعد من مرحلة الدمج النهائية. بمسح السماء بشكل عشوائي حتى باستخدام أعلى تلسكوب يعمل بالطاقة ، قد يستغرق الأمر آلاف السنين للعثور على أكثر من حفنة من عمليات الاندماج قيد المعالجة.

لكن فريقًا من جامعة جونز هوبكنز / إلينوي في أوربانا شامبين ابتكر طريقة لإخراج العشوائية من البحث ، وقد كوفئ حتى الآن باكتشاف زوجين من الكوازارات & # 8212 نشطًا منذ حوالي 10 مليارات سنة. تم نشر عملهم في علم الفلك الطبيعي في وقت سابق من هذا الشهر ، يجب أن يساعد العلماء على فهم المزيد عن تكوين المجرات وموجات الجاذبية.

تقول عضوة الفريق ناديا زكامسكا ، الأستاذة المشاركة في قسم الفيزياء والفلك في كلية جونز هوبكنز كريجر للفنون والعلوم: "أعتقد أن هذا سيفتح الباب على مصراعيه لاكتشاف الكوازارات المزدوجة".

رصيد الصورة: بإذن من Hsiang-Chih Hwang

ما يجعل عمل الفريق ثوريًا هو الطريقة التي استخدموها لتضييق قائمة الكوازارات الثنائية المحتملة. عندما يقترب اثنان من النجوم الزائفة بما يكفي للإشارة إلى اندماج قيد التقدم ، فإن التلسكوبات الأرضية تراها كمصدر وحيد للضوء ، تخفي طبيعتها الثنائية. لكن سطوع الكوازارات يختلف بشكل عشوائي & # 8212it يضيء ويخفت بشكل عشوائي & # 8212 مما يسبب تغييرًا في الموقع ، أو "حركة" ، للمصدر الفردي الظاهر في السماء.

قبل عدة سنوات ، فاز زاكامسكا وزميله في جامعة إلينوي يو شين بمنحة لاستكشاف ما يمكن أن تقدمه هذه الظاهرة من أدلة. وسألوا ، ماذا لو استهدفنا تلك الكوازارات التي يبدو سطوعها وكأنه يقفز قليلاً من جانب إلى آخر؟ واستنتجوا أنه في بعض هذه الحالات على الأقل ، يجب أن يكون سبب الحركة الصغيرة غير المتوقعة هو وجود اثنين من النجوم الزائفة متقاربة من بعضهما البعض ، كل منهما يضيء ويعتم وفقًا لجدوله الخاص.

كان مرشح الدكتوراه في الفيزياء وعلم الفلك Hsiang-Chih Hwang ، في عامه الثالث ، يدرس النجوم الثنائية ، لكنه انضم إلى مهمة البحث عن الكوازارات الثنائية كمشروع جانبي. لوضع فكرة زاكامسكا وشين على المحك ، طور تقنية قياس الفلك للتدقيق في كتالوج من النجوم الزائفة التي أنشأها مرصد غايا الفضائي شديد الحساسية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية وتحديد تلك التي أظهرت هذا التحول الموضعي الواضح. وجد 150 حالة يبدو فيها أن الكوازارات المزدوجة ممكنة. مع تولي هوانج زمام المبادرة ، قرر الفريق طلب الوقت على تلسكوب هابل الفضائي ، الذي يجب أن تكون جودة صورته الحادة قادرة على تأكيد أو دحض مرشحيهم.

التعليق على الصورة: Hsiang-Chih Hwang

Image credit : Courtesy of Hsiang-Chih Hwang

It was a high-risk, high-return venture. Only about 15% of requests for Hubble's time are accepted, and the proposed method was brand-new and untested. But the Hubble peer review panels approved the proposal, and last year, the orbiting telescope began scanning the targets and images began trickling in.

"I was so excited for me, it's like a lottery. And now we see that the results are indeed very beautiful," says Hwang, who continues to check the Hubble data weekly as new results arrive.

Of the team's first four targets in the early universe, two were found to be binary—a 50% success rate and a huge increase over the 10% success rate of earlier methods.

"Hubble has proven that this method is very efficient and successful. In the future it will enable us to uncover the binary quasars for the entire sky, which is very promising," Hwang says.

Quasars play a key role in galaxy formation, so the additional information from so many binary quasars will help scientists understand galaxy formation in much greater detail, Zakamska and Hwang say. Quasars emit high-intensity radiation that creates strong galactic winds that sweep away gas from the merging galaxies. Without gas, stars do not form, and the galaxies take on an elliptical shape.

The information will also be crucial in the rapidly evolving field of gravitational waves, the researchers say. The frequency of gravitational waves from binary supermassive black holes is too low to be detected by the currently operating Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory. With only a handful of promising methods to detect the waves at the relevant frequency, it's unknown how many wave signals may exist. A large roster of binary quasars will help astrophysicists understand more about how long it takes galaxies to merge, and therefore when and where to expect gravitational waves. And since the merging process takes millions of years, the ability to observe pairs at different points in the process will allow scientists to piece together a timeline of the progression.

While Hubble continues to churn out promising data about the team's 150 candidate pairs, members are also looking ahead to the James Webb Space Telescope, due to begin operating this fall. James Webb is already scheduled to observe some of the team's identified pairs and should be able to confirm that they are in fact merging quasars.

By that time, Hwang, who will defend his dissertation this summer, will be off to a post-doctoral appointment at the Institute for Advanced Study at Princeton, with the experience as a principal investigator of a high-impact Hubble project already under his belt. He plans to continue his focus on binaries—both quasars and stars.

"Hsiang-Chih's contributions have been completely essential to the project because he pushed it forward at two critical points: to get over the big technical hurdle to find good candidates based on their motions, and then again with the Hubble proposal," Zakamska says.


“Against All Odds” –NASA’s Planet-Hunting Tess Discovers a Unique Star System with Six ‘Suns’

“The system exists against the odds,” said Brian Powell , a data scientist at NASA’s High Energy Astrophysics Science Archive Research Center about the source of starlight that was mysteriously brightening and dimming some 1,900 light-years away. The source, named TIC 168789840, is a system of three pairs of binary stars: three different stellar couplets revolving around three different centers of mass, but with the trio remaining gravitationally bound to one another and circling the galactic center as a single star system.

“Just the fact that it exists blows my mind,” said first author, Powell. “I’d love to just be in a spaceship, park next to this thing and see it in person.”

Eclipses in the Lightcurves

The breadth of observation of TESS encompasses nearly the entire sky, allowing for the identification of many candidate multiple star systems through the analysis of eclipses in the lightcurves (continuous time series measurements of the stars’ brightness). A collaboration between the NASA Goddard Space Flight Center and the MIT Kavli Institute, in conjunction with expert visual surveyors, has found well over 100 triple and quadruple star system candidates.

Most Systems are Quadruples

The large majority of the TESS discovered candidate triple and quadruple star systems are quadruples, followed by triples since it began searching the galaxy for exoplanets in 2018. But the source of starlight that was mysteriously brightening and dimming some 1,900 light-years away,” reports Robin George Andrews for the New York Times , “may top all those discoveries for its science fiction-like grandeur.”

“Though quadruple systems are much more rare than triple systems,” reports NASA, “the large outer orbit of the third star in a hierarchical triple, necessary for stability, substantially reduces the probability that the eclipse or occultation of the third star will be visually noticed in a TESS lightcurve. Beyond quadruple stars, the probability of systems with more stars being identified via photometry alone is remote, as the formation of sextuple systems is likely quite rare. This low probability is compounded by the requirement that each binary must be oriented in such a manner that they are all eclipsing.”

Although several of other six-star systems have been discovered, reports Andrews about NASA’s TESS discovery, this is the first in which the stars within each of those three pairings pass in front of and behind each other, eclipsing the other member of its stellar ballet, at least from the TESS space telescope’s view.

“These are the types of signals that algorithms really struggle with,” said lead author Veselin Kostov , a NASA Postdoctoral Fellow at Goddard Space Flight Center working. “The human eye is extremely good at finding patterns in data, especially non-periodic patterns like those we see in transits from these systems.”

Although exoplanets within the star system have yet to be confirmed, only one of the pairs could have any planets. Two of the system’s binaries orbit extremely close to one another, forming their own quadruple subsystem. Any planets there would likely be ejected or engulfed by one of the four stars. The third binary is farther out, orbiting the other two once every 2,000 years or so, making it a possible exoplanetary haven.

Its Origin is a Mystery

“The origin of this whirling six-star system will remain a puzzle until we find others like it,” concludes Andrews.

In 2019, TESS discovered TOI 1338, its first circumbinary planet, a world orbiting two stars, 1,300 light-years away in the constellation Pictor. The two stars orbit each other every 15 days. One is about 10% more massive than our Sun, while the other is cooler, dimmer and only one-third the Sun’s mass. TOI 1338 b, the only known planet in the system. It’s around 6.9 times larger than Earth, or between the sizes of Neptune and Saturn. The planet orbits in almost exactly the same plane as the stars, so it experiences regular stellar eclipses.

[This previously published post has been updated and revised]

The Daily Galaxy with Avi Shporer, Research Scientist, MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, via Goddard Space Flight Center, NASA Arxiv.org PDF, and New York Times Science. Avi was formerly a NASA Sagan Fellow at the Jet Propulsion Laboratory (JPL).

Image Credit: NASA/MIT/TESS shows the spacecraft’s 13-sector mosaic of the southern sky, recorded over the course of a year. One object shown in the mosaic is a long, bright edge of our Milky Way galaxy.

Click here for your free subscription to “The Galaxy Report” –Our new weekly newsletter delivering important news of space and science that has the capacity to provide clues to the mystery of our existence and add a much needed cosmic perspective in our current epoch.


شاهد الفيديو: أغرب 7 قبائل لن تصدق أنها ما زالت موجودة. سلسلة غرائب من حول العالم #1 (شهر نوفمبر 2022).