لقد حير علماء الفلك اكتشاف نجم ذي وجهين – أحد جانبيها مكون من الهيدروجين والآخر مكون من الهيليوم.
الملقب بـ Janus على اسم إله الانتقال الروماني ذي الوجهين ، يتميز جانبه الهيليوم بمظهر محبب أو “ شمبانيا ” ، في حين أن جانب الهيدروجين أكثر سلاسة وإشراقًا.
يانوس ، التي تبعد أكثر من 1000 سنة ضوئية في كوكبة Cygnus ، تقوم بدوران سريع للغاية على محورها كل 15 دقيقة ، مما يجعلها تومض في سماء الليل.
درجة حرارة الجسم هي 35000 كلفن (ما يعادل 63000 درجة فهرنهايت أو 35000 درجة مئوية) – ما يقرب من ستة أضعاف درجة حرارة سطح شمسنا.
يتبع اكتشاف أكثر قزم بني معروف حتى الآن ، هجين غريب من كوكب-نجم ، يقع على بعد حوالي 1400 ميل.
لأول مرة بالنسبة للأقزام البيضاء ، النوى المحترقة للنجوم الميتة ، اكتشف علماء الفلك أن فردًا واحدًا على الأقل من هذه العائلة الكونية له وجهان. يتكون أحد جوانب القزم الأبيض من الهيدروجين ، بينما يتكون الجانب الآخر من الهيليوم. في الصورة ، مفهوم فنان ، مع ظهور جانب الهيدروجين على اليمين أكثر إشراقًا
جانوس ، الذي تم العثور عليه مع مرفق زويكي العابر (ZTF) في كاليفورنيا ، تم تفصيله في دراسة جديدة بقيادة علماء الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech).
قالت مؤلفة الدراسة الرئيسية إيلاريا كايازو ، باحثة ما بعد الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: “يتغير سطح القزم الأبيض تمامًا من جانب إلى آخر”.
“عندما أعرض الملاحظات على الناس ، فإنهم في حالة ذهول.”
يشعر الفريق بالحيرة حيال كيف سيكون للقزم الأبيض الطافي بمفرده في الفضاء جوانب مختلفة ، لكنهم توصلوا إلى بعض النظريات المحتملة.
يمكن أن تكون طبيعتها الغريبة ناتجة عن وجود مجال مغناطيسي صغير ، مما يخلق “عدم تجانس” في درجة الحرارة أو الضغط على السطح.
الأقزام البيضاء هي البقايا النجمية الكثيفة بشكل لا يصدق أو “جثث” النجوم الميتة بعد استنفاد وقودها النووي ، والتي تقلصت إلى حجم الأرض تقريبًا.
ما يقرب من 98 في المائة من جميع النجوم في الكون سينتهي بها الأمر في نهاية المطاف كأقزام بيضاء ، بما في ذلك شمسنا.
تمتلك معظم الأقزام البيضاء غلافًا جويًا غنيًا بالهيدروجين ، لأنها تتشكل ، تغرق عناصرها الأثقل في قلبها وعناصرها الأخف وزنا – الهيدروجين هو الأخف وزنا على الإطلاق – تطفو على القمة.
ولكن بمرور الوقت ، عندما تبرد الأقزام البيضاء ، يُعتقد أن المواد تختلط معًا.
إذا كنت قادرًا على الاقتراب بما يكفي لرؤيته ، فسيكون جانب الهيليوم محببًا أو “ شمبانياً ” ، بينما سيبدو جانب الهيدروجين أكثر سلاسة وإشراقًا
تم العثور على جانوس مع مرفق زويكي العابر (ZTF ، في الصورة) ، وهو مسح فلكي واسع المجال في السماء في كاليفورنيا
في بعض الحالات ، يتم خلط الهيدروجين بالداخل ويتم تخفيفه بحيث يصبح الهيليوم أكثر انتشارًا.
قد يمر جانوس بهذه المرحلة الانتقالية ، لكن هذا لا يفسر سبب حدوث الانتقال بطريقة مفككة ، حيث يتطور أحد الجانبين قبل الآخر.
قد تكون الإجابة عن هذا السؤال هي المجالات المغناطيسية ، والتي تميل إلى أن تكون أقوى في جانب واحد من الجسم الكوني.
إجابة أخرى محتملة هي أننا ربما نشهد جانوس يمر بمرحلة نادرة من تطور القزم الأبيض.
قال كايازو: “ليس كل شيء ، لكن بعض الأقزام البيضاء تنتقل من كونها هيدروجين إلى الهيليوم المسيطر على سطحها”.
“ربما نكون قد وقعنا في مثل هذا القزم الأبيض متلبسًا”.
تم اكتشاف جانوس في البداية بواسطة Caiazzo ، التي كانت تبحث عن أقزام بيضاء ممغنطة للغاية ، مثل الكائن المعروف باسم ZTF J1901 + 1458 ، والذي وجدته هي وفريقها سابقًا باستخدام ZTF.
يقوم Janus بتدوير سريع للغاية على محوره – مما يجعله يبدو وكأنه يومض في سماء الليل. في الصورة انبعاث الضوء من النجم في فترة 14.97 دقيقة
المعروف رسميًا باسم ZTF J203349.8 + 322901.1 ، برز Janus بسبب تغيراته السريعة في السطوع ، بسبب دورانه الفائق السرعة على محوره.
حقق Caiazzo مزيدًا من البحث باستخدام أداة CHIMERA من Caltech ، وهو مقياس ضوئي (جهاز يقيس قوة الإشعاع الكهرومغناطيسي).
درس الباحثون أيضًا بيانات من HiPERCAM ، وهو جهاز تصوير بصري على Gran Telescopio Canarias في جزر الكناري الإسبانية.
أكدت البيانات أن جانوس يدور حول محوره كل 14.97 دقيقة – غمضة عين مقارنة بدوران الشمس (مرة كل 27 يومًا).
كشفت الملاحظات اللاحقة التي تم إجراؤها مع مرصد WM Keck على قمة Maunakea في هاواي عن الطبيعة ذات الوجهين للقزم الأبيض.
استخدم الفريق بعد ذلك أداة تسمى مقياس الطيف لنشر ضوء القزم الأبيض في قوس قزح بأطوال موجية تحتوي على بصمات كيميائية.
كشفت البيانات عن وجود الهيدروجين عندما كان جانب واحد من الجسم مرئيًا (مع عدم وجود علامات على الهيليوم) ، والهيليوم فقط عندما يتأرجح الجانب الآخر للعرض.
على جانب الهليوم ، الذي يظهر فقاعيًا ، أدى الحمل الحراري إلى تدمير طبقة الهيدروجين الرقيقة على السطح وجلب الهيليوم تحتها
تم الاكتشاف بواسطة مرفق زويكي العابر (ZTF) ، الذي يعمل في مرصد بالومار التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، بمساعدة تلسكوبين في هاواي – أحدهما في جزيرة ماوي ومرصد WM Keck في Maunakea (في الصورة)
وفقًا للخبراء ، يمكن لهذه الفئة الجديدة من الأقزام البيضاء أن تساعد في إلقاء الضوء على الآليات الفيزيائية وراء تطورها.
تمامًا مثل الأقزام البيضاء الأخرى ، سيبرد جانوس حتى يصبح قزمًا أسود ، “بقايا نجمية” لا تصدر أي ضوء أو حرارة.
في النهاية ، تبرد الأقزام السوداء إلى الصفر المطلق – أدنى درجة حرارة ممكنة نظريًا – وتصبح غير مرئية.
نظرًا لأنه يُعتقد أن الوقت اللازم لوصول القزم الأبيض إلى هذه الحالة أطول من العمر الحالي للكون (13.8 مليار سنة) ، فلا يُتوقع وجود أقزام سوداء في الكون في الوقت الحالي.
نُشرت الدراسة الجديدة في مجلة Nature.
ماذا سيحدث للأرض عندما تموت الشمس؟
بعد خمسة مليارات سنة من الآن ، يُقال إن الشمس قد نمت لتصبح نجمًا عملاقًا أحمر ، أكبر بمئة مرة من حجمها الحالي.
في النهاية ، ستخرج الغاز والغبار لتكوين “غلاف” يمثل نصف كتلته.
سيصبح اللب نجمًا قزمًا أبيض صغيرًا. سوف يلمع هذا لآلاف السنين ، ويضيء الظرف لإنشاء سديم كوكبي على شكل حلقة.
بعد خمسة مليارات سنة من الآن ، يُقال إن الشمس قد نمت لتصبح نجمًا عملاقًا أحمر ، أكبر بمئة مرة من حجمها الحالي
في حين أن هذا التحول سيغير النظام الشمسي ، فإن العلماء غير متأكدين مما سيحدث للصخرة الثالثة من الشمس.
نحن نعلم بالفعل أن شمسنا ستكون أكبر وأكثر إشراقًا ، لذا من المحتمل أن تدمر أي شكل من أشكال الحياة على كوكبنا.
ولكن من غير المؤكد ما إذا كان اللب الصخري للأرض سيبقى على قيد الحياة.