لأول مرة: نجم يقوم من بين الأموات بمساعدة نجم آخر

لا يُعتبر هذا بمثابة تبرعٍ بالأعضاء, ولكن، قام نجمٌ في المنطقة المكتظة بالنجوم الواقعة بمركز مجرتنا بتقديم بعضٍ من كتلته لنجم آخر هامد, ولكن ما نتائج هذا (التبرع)؟

لقد رُصدت عودة النجم الهامد إلى الحياة عن طريق انفجارات أشعة إكس التي صدرت منه، وذلك عن طريق المرصد الفضائي المتخصص برصد أشعة غاما (إنتغرال) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية.

وقد صرحت جامعة جنيف: »لقد التقط إنتغرال لحظاتٍ فريدةً لولادةٍ نادرةٍ لمنظومة ثنائية النجوم«.

عادةً ما تستمر هذه المنظومات لملياراتٍ من السنين، وهي موجودةٌ بكثرةٍ لدرجة أنها لا تستحق الاهتمام أو المتابعة، ولكن هذه المنظومة التي رصدها إنتغرال في 13/08/2017 كانت فريدةً من نوعها، لقد كان النجم المانح عبارةً عن نجمٍ عملاق أحمر بينما كان النجم المتلقي نجمًا نيوترونيًا، وحتى الآن فإن الفلكيين يعرفون فقط عشر منظوماتٍ من هذا النوع يدعونها بـ (نجم تكافلي).

إن النجم المانح هو نجمٌ في مرحلةٍ من عمر النجوم تُدعى بـ (العملاق الأحمر)، وهي المرحلة التي يكون فيها نجمٌ مثل نجمنا في أواخر أيامه، وعندها تكون كتلته قد استُنفدت، ولا تستطيع الجاذبية الحفاظ على بقاء أجزاء النجم مع بعضها البعض، فينتفخ النجم ويتوسع لمسافاتٍ تقدر بملايين الكيلومترات حيث تقوم رياحه الشمسية – والتي تقدر سرعاتها بمئات الكيلومترات في الثانية – بقذف موادٍ نجميةٍ من طبقاته الخارجية.

إن لكل من العملاق الأحمر والنجم النتروني مسار تطوري مختلف عن الآخر, لكن قربها من بعضهما يجعلهما يشكلان نظام نجمي ثنائي. الصورة من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)

ولكن للنجم المتلقي حالةٌ مختلفة، إذ إنه نجمٌ يمتلك كتلةً أوليةً أكبر من كتلة الشمس بـ 25 إلى 30 مرة، وعندما يقترب النجم من نهاية حياته – التي لا تدوم طويلًا كونه يحرق وقوده بسرعةٍ كبيرة- يموت بطريقةٍ مختلفة، حيث ينفجر بشكلٍ مستعرٍ أعظم (سوبرنوفا)، ويترك وراءه جثة، إن الجثة في النظام الثنائي الذي رُصد بواسطة إنتغرال هي نجمٌ نيوترونيّ دوار ذو مجالٍ مغناطيسي.

يمتاز النجم النيوتروني بكثافته العالية، إذ يُعتبر من أكبر النجوم كثافة, ويضم كتلةً أكبر بكثيرٍ من كتلة شمسنا ضمن جسمٍ لا يتجاوز قطره عشرة كيلومترات.

عندما تصادف الرياح النجمية الصادرة من عملاق أحمر نجمًا نيوترونيًا، فإن النجم النيوترونيّ يبطئ من سرعتها ويكتسب منها موادًا تعجله فيطلق طاقةً عاليةً على شكل انفجارٍ من أشعة إكس.

رسم للمرصد الفضائي (إنتغرال) التابع لوكالة الفضاء الأوربية, تتلخص مهمة (إنتغرال) بدراسة بعض أهم الظواهر النشطة في الكون. مصدر الصورة: وكالة الفضاء الأوربية

يقول (إنريكو بوزو – Enrico Bozzo) من جامعة جنيف والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية التي تصف الاكتشاف: »لقد صور إنتغرال لحظةً فريدةً من نوعها لولادة نظامٍ نجميٍّ ثنائيٍّ نادر«.

وأضاف قائلًا: »لقد أطلق العملاق الأحمر ريحًا نجميةً كثيرةً بطيئة السرعة لتغذية جاره النيوتيرونيّ، ما جعل هذا اللب النجمي الميت يعود لإطلاق طاقةٍ هائلةٍ لأول مرةٍ بعد موته«.

تبعت ذلك مباشرةً عمليات رصدٍ أخرى لهذا الحدث، وذلك بعد رصد إنتغرال لانفجار أشعة إكس من هذا الثنائي, إذ أكد كلٌّ من مقراب إكس إم إم نيوتن الفضائي والقمر الاصطناعي نوستار، ومرصد سويفت الفضائي التابعين لوكالة ناسا بالإضافة إلى التلسكوبات الأرضية، أكدوا وجود هذا الزوج الغريب من النجوم.

قال (إريك كولكرز – Erik Kuulkers) العالم في مشروع إنتغرال: »لقد اعتقدنا أننا نشاهد انفجار أشعة إكس لأول مرةٍ «.

يدور هذا النجم النيوتروني حول نفسه ببطءٍ شديد، حيث يستغرق ساعتين لإتمام دورته، وللمقارنة فإن أقاربه من النجوم النيوترونية يدورون حول أنفسهم عدة مراتٍ في الثانية الواحدة، ومن ناحيةٍ أخرى فإن الحقل المغناطيسي لهذا النجم النيوتروني أقوى مما كان متوقعًا.

ولكنه يتعقد أن هذا الحقل سيضعف بمرور الوقت, مما يجعلنا نعتقد بأن هذا النجم نجمٌ نيوترونيٌّ شابٌ نسبيًا، بينما شريكه العملاق الأحمر كبيرٌ في العمر، وهذا الذي يجعل اقتران عملاقٍ أحمر كبيرٍ بالعمر مع نجمٍ نيوترونيٍّ صغيرٍ بالعمر شيئًا نادر الحدوث.

إن أحد التفاسير المحتملة لتشكل هذا النظام الثنائي هو أن يكون النجم النيوتروني لم يتشكل من جراء انفجار سوبرنوفا، بل عن طريق نوعٍ من النجوم يُسمى بالقزم الأبيض، وفي هذا السيناريو ينكمش القزم الأبيض ليصبح نجمًا نيوترونيًا وذلك بعد مدةٍ كبيرةٍ من تغذيته بالمواد من قبل العملاق الأحمر، ويمكن لهذا السيناريو أن يفسر التفاوت الكبير بين أعمار هذين النجمين.

يقول إنريكو: »تُعتبر هذه الأجسام لغزًا، حيث يُعتقد أن حقلها المغناطيسي لا يضمحل بمرور الوقت، أو أن قد تشكلت بالفعل بعد مدةٍ من تشكل نظام النجم النيوتروني الثنائيّ، بحيث تكون قد تشكلت جراء انكماش قزمٍ أبيض ليصبح نجمًا نيوترونيًا كنتيجةٍ لتزوده بالمادة لمدةٍ طويلةٍ من جاره العملاق الأحمر،وخلافًا لهذا الاحتمال فإن النجم النيوتروني قد يكون تشكلًا كنتيجةٍ لنهايةٍ حياةٍ سريعةٍ لنجمٍ كبير، وكانت هذه النهاية بشكل انفجار سوبرنوفا تقليديّ «.

إن السؤال التالي هو كم استغرقت هذه العملية من الوقت؟، وهل هي مجرد حياةٍ قصيرةٍ لنجمٍ، أم أنها بدايةٌ لعلاقةٍ طويلةٍ بين نجمين؟

ويضيف إريك كولكرز: »خلال خمس عشرة سنةً من أرصُدنا عبر مرصد إنتغرال، هذه أول مرةٍ نشاهد هذا النظام الثنائي، لذلك فإننا نعتقد أننا رأينا لأول مرةٍ حادثة إطلاقٍ لأشعة إكس، وسنستمر بمراقبة هذا النظام للتأكد من أن سلوكه هذا مجرد تجشؤٍ طويل الأمد للمواد، ولكننا بنفس الوقت لم نلاحظ أي تغيراتٍ في المجال المغناطيسيّ لهذا النظام«.

لقد أُطلق مرصد إنتغرال عام 2002 لدراسة بعض أهم الظواهر النشطة في الكون، ويتركز عمله نحو أشياء مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوتورونية، بالإضافة إلى مراكز المجرات النشطة وانفجارات السوبرنوفا.

إن بعثة إنتغرال هي نتيجة مشاركةٍ بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا وروسيا، ويُتوقع انتهاء عمر هذه البعثة في شهر 12/2018.