إن أنظمة النجوم الثنائية الكسوف شائعة نسبيًا في عالمنا. بالنسبة للمراقب العارض ، تبدو هذه الأنظمة كنجم واحد ، ولكنها تتكون في الواقع من نجمين يدوران حول بعضهما البعض. تتيح دراسة هذه الأنظمة لعلماء الفلك فرصة قياس الخصائص الأساسية مباشرةً (أي الكتل والقطر) لهذه المكونات النجمية ذات الصلة.
في الآونة الأخيرة ، لاحظ فريق من علماء الفلك البرازيليين مشهدًا نادرًا في مجرة درب التبانة - ثنائي ثنائي الكسوف يتكون من قزم أبيض وقزم بني منخفض الكتلة. والأكثر غرابة هو حقيقة أن دورة حياة القزم الأبيض بدت وكأنها تقطع قبل الأوان رفيقها القزم البني ، مما تسبب في موتها المبكر عن طريق سحب المواد ببطء و "تجويعها" حتى الموت.
الدراسة التي عرضت نتائجها بالتفصيل بعنوان "HS 2231 + 2441: نظام فيروس HW مؤلف من قزم أبيض منخفض الكتلة وقزم بني" ، تم نشره مؤخرًا الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. قاد الفريق ليوناردو أندريد دي ألميدا ، زميل ما بعد الدكتوراه من معهد الفلك والجيوفيزياء وعلوم الغلاف الجوي (IAG-USP) التابع لجامعة ساو باولو ، إلى جانب أعضاء من المعهد الوطني لبحوث الفضاء (MCTIC) ، جامعة ولاية فييرا دي سانتانا.
من أجل دراستهم ، أجرى الفريق ملاحظات على نظام النجوم الثنائية بين عامي 2005 و 2013 باستخدام مرصد بيكو دوس دياس في البرازيل. ثم تم دمج هذه البيانات مع معلومات من تلسكوب William Herschel ، الموجود في Observatorio del Roque de los Muchachos في جزيرة لا بالما. يتكون هذا النظام ، المعروف باسم HS 2231 + 2441 ، من نجم قزم أبيض ورفيق قزم بني.
الأقزام البيضاء ، وهي المرحلة النهائية من النجوم المتوسطة أو ذات الكتلة المنخفضة ، هي في الأساس ما تبقى بعد استنفاد النجم لوقود الهيدروجين والهيليوم وتفجير طبقاته الخارجية. القزم البني ، من ناحية أخرى ، هو جسم نجمي له كتلة تضعه بين كتلة نجم وكوكب. إن العثور على نظام ثنائي يتكون من كلا الجسمين معًا في نفس النظام هو أمر لا يراه الفلكيون كل يوم.
كما أوضح ليوناردو أندرادي دي ألميدا في بيان صحفي لـ FAPESP ، "هذا النوع من الثنائيات منخفضة الكتلة نادر نسبيًا. وقد لوحظ حتى الآن بضع عشرات. "
يتكون هذا الزوج الثنائي المعين من قزم أبيض يتراوح بين عشرين إلى ثلاثين في المائة كتلة الشمس - 28،500 كلفن (28،227 درجة مئوية ؛ 50840 درجة فهرنهايت) - في حين أن القزم البني يبلغ تقريبًا 34-36 ضعفًا من المشتري. وهذا يجعل HS 2231 + 2441 أقل نظام ثنائي كسوف هائل تمت دراسته حتى الآن.
في الماضي ، كان النجم الأساسي (القزم الأبيض) نجمًا عاديًا تطور بشكل أسرع من رفيقه لأنه كان أكبر حجمًا. بمجرد استنفاد وقود الهيدروجين الخاص به ، شكل قلبًا يحرق الهليوم. في هذه المرحلة ، كان النجم في طريقه ليصبح عملاقًا أحمر ، وهذا ما يحدث عندما تخرج النجوم الشبيهة بالشمس من مرحلة تسلسلها الرئيسية. كان من الممكن أن يتصف هذا بتوسع هائل ، يتجاوز قطره 150 مليون كيلومتر (93.2 مليون ميل).
في هذه المرحلة ، استنتج ألميدا وزملاؤه أنها بدأت تتفاعل مع الجاذبية مع الثانوية (القزم البني). في هذه الأثناء ، بدأ القزم البني ينجذب ويغمره الغلاف الجوي الأساسي (أي غلافه) ، مما تسبب في فقده الزخم الزاوي المداري. في نهاية المطاف ، تجاوزت قوة الجذب القوية قوة الجاذبية التي أبقت الظرف مثبتًا على نجمه.
بمجرد حدوث ذلك ، بدأت تجرد الطبقات الخارجية للنجم الأساسي ، مما أدى إلى تعريض قلب الهيليوم وإرسال كميات هائلة من المادة إلى القزم البني. بسبب خسارة الكتلة هذه ، ماتت البقية بشكل فعال ، وأصبحت قزمًا أبيض. ثم بدأ القزم البني يدور حول قزمه الأبيض الأساسي بفترة مدارية قصيرة مدتها ثلاث ساعات فقط. كما أوضحت الميدا:
"إن انتقال الكتلة من النجم الأكثر ضخامة ، الكائن الأساسي ، إلى رفيقه ، وهو الكائن الثانوي ، كان عنيفًا للغاية وغير مستقر ، واستمر لفترة قصيرة ... الكائن الثانوي ، الذي أصبح الآن قزمًا بنيًا ، يجب أن اكتسبت أيضًا بعض المادة عندما شاركت غلافها مع الكائن الأساسي ، ولكن ليس بما يكفي لتصبح نجمة جديدة. "
هذا الوضع مشابه لما لاحظه علماء الفلك في الصيف الماضي أثناء دراسة نظام النجم الثنائي المعروف باسم WD 1202-024. هنا أيضًا ، تم اكتشاف رفيق قزم بني يدور حول قزم أبيض أساسي. والأكثر من ذلك ، أشار الفريق المسؤول عن الاكتشاف إلى أنه من المحتمل أن يكون القزم البني قد اقترب من القزم الأبيض بمجرد دخوله مرحلة Red Giant Branch (RGB).
عند هذه النقطة ، قام القزم البني بتجريد الجزء الأساسي من غلافه الجوي ، مما أدى إلى تعريض قلب القزم الأبيض المتبقي. وبالمثل ، تسبب تفاعل الأساسي مع رفيق قزم بني في وفاة نجمية سابقة لأوانها. حقيقة أن اثنين من هذه الاكتشافات قد حدثت في غضون فترة زمنية قصيرة من قبيل الصدفة. بالنظر إلى عمر الكون (الذي يبلغ عمره 13.8 مليار سنة تقريبًا) ، لا يمكن تكوين الأجسام الميتة إلا في الأنظمة الثنائية.
في درب التبانة وحده ، يوجد حوالي 50٪ من النجوم منخفضة الكتلة كجزء من نظام ثنائي بينما النجوم عالية الكتلة موجودة بشكل شبه حصري في أزواج ثنائية. في هذه الحالات ، سوف يتفاعل ما يقرب من ثلاثة أرباع بطريقة أو بأخرى مع رفيق - تبادل الكتلة ، وتسريع دورانها ، وفي النهاية الاندماج.
كما أشارت ألميدا ، فإن دراسة هذا النظام الثنائي وتلك المشابهة له يمكن أن تساعد الفلكيين بجدية في فهم كيفية تشكل الأجسام الساخنة والمدمجة مثل الأقزام البيضاء. وقال "الأنظمة الثنائية تقدم طريقة مباشرة لقياس المعلمة الرئيسية للنجم ، وهي كتلته". "لهذا السبب تعد الأنظمة الثنائية حاسمة لفهمنا لدورة حياة النجوم."
فقط في السنوات الأخيرة تم اكتشاف نجوم قزم بيضاء منخفضة الكتلة. العثور على أنظمة ثنائية حيث تتعايش مع الأقزام البنية - بشكل أساسي ، النجوم الفاشلة - أمر نادر آخر. ولكن مع كل اكتشاف جديد ، تزداد فرص دراسة نطاق الاحتمالات في عالمنا.
