مالذي فعله النجم شولتز قبل 70 الف عام

وجدت مجموعة من الباحثين تضم علماء فلك من الولايات المتحدة الامريكية وأوروبا وتشيلي وجنوب إفريقيا، أن نجماً خافتاً اكتُشف حديثا كان قد مر قبل 70 ألف عام على الارجح خلال سحابة اورت the Oort Cloud ، وهي سحابة كروية تقع على حافة المنطقة المتأثرة بجاذبية الشمس، وتحيط بالنظام الشمسي، وتمتد لمسافة ثلاث سنوات ضوئية، وتدعى بسحابة المذنبات لإمتلاءها بالمذنبات طويلة الدور، أي التي تستغرق فترات طويلة لإستكمال دورتها حول الشمس. ولم توجد أي دلائل على الاطلاق تفيد أن هناك نجماً آخر قد اقترب من نظامنا الشمسي في السابق لهذه الدرجة.

وفي ورقة بحثية نشرتها مجلة Astrophysical Journal Letters قام المؤلف الرئيسي "اريك ماماجيك" Eric Mamajek من جامعة روشستر بالاضافة لمساعديه بتحليل سرعة ومسار نجم منخفض الكتلة يلقب بالنجم "شولتز" Scholz's star . ويشير مسار النجم أنه قد مر قبل 70 ألف سنة على بعد 0.8 سنة ضوئية من الشمس أي ما يعادل 8 تريليون كيلومتر، مما تعتبر مسافة قريبة جداً وفق المعايير الفلكية فأقرب جيراننا من النجوم هو النجم بروكسيما سنتوري يبعد مسافة 4.2 سنة ضوئية. في الحقيقة وضّح علماء الفلك في الورقة أنهم متأكدين بنسبة 98% أن النجم قد مر من خلال ما يعرف بسحابة أورت الخارجية. ولكن كيف تم اكتشاف ماضي ذلك النجم ؟ لفت النجم "شولتز" اهتمام "ماماجيك" خلال نقاش مع الباحث المشارك "فالنتين ايفانوف" من المرصد الجنوبي الأوربي.

لهذا النجم مجموعة غير اعتيادية من الخصائص ، فعلى الرغم من كونه قريباً إلى حد ما (على بعد 20 سنة ضوئية حالياً) فقد أظهر حركة مماسية (أو حركة جانبية بالنسبة لنا) بطيئة جداً عبر السماء. مع ذلك أظهرت قياسات السرعة الشعاعية أو معدل تغير بعد النجم عنا والتي قام بها "ايفانوف" ومعاونيه أن النجم يتحرك بشكل مباشر تقريبا بعيداً عن النظام الشمسي بسرعة كبيرة. يقول "ماماجيك" معظم النجوم بهذا القرب تظهر حركة مماسية أكبر من ذلك بكثير ويضيف : الحركة المماسية الصغيرة أشارت مبدئياً بان ذلك النجم إما انه يتحرك ليلتقي مستقبلا مع النظام الشمسي، أو أنه كان قد اقترب في الماضي من النظام الشمسي وهو يبتعد عنه الان. لكن قياسات السرعة الشعاعية متوافقة مع فكرة الابتعاد عن محيط الشمس ما يعني أن ذلك النجم قد مر في الماضي بالقرب من نظامنا الشمسي.

حدد "إيفانوف" ومعاونيه خصائص ذلك النجم من خلال قياس طيفه و سرعته الشعاعية عن طريق انزياح دوبلر Doppler shift فعندما تقترب منك سيارة إسعاف سيكون صوتها مختلفا عن الصوت عند ابتعادها. يعود ذلك الاختلاف إلى مفعول دوبلر حيث يتغير تردد الصوت مابين المنبع المقترب منك والمنبع المبتعد عنك. ويحصل الأمر بصورة مشابهة في حالة الضوء أيضاً.أجريت هذه القياسات باستخدام مقياس طيف متموضع على تلسكوبات كبيرة في كل من جنوب افريقيا وتشيلي وبمجرد قيام العلماء بتجميع كل البيانات اكتشفوا ان النجم يتحرك مبتعداً عن النظام الشمسي، وبمتابعة مساره وذلك بالرجوع بالزمن عن طريق نموذج خط سيره المكتشف، وجدوا ان موقعه قبل 70000 عام يشير الى مروره في نقطة قريبة نسبياً من شمسنا.

حتى الان كان أقرب نجم مرشح للمرور بالقرب من مجموعتنا الشمسية هو "النجم الهارب" HIP 85605 والذي يتوقع أن يمر بالقرب من نظامنا الشمسي خلال 240 الى 470 الف عام من الان، لكن "ماماجيك" وزملاءه بيّنوا أن المسافة الحقيقية التي تفصل ذلك النجم عنا هي أكبر من ما هو متوقع، وبالتالي وفقا لنموذج مساره الجديد فأنه من غير المرجح أن يمر عبر سحابة اورت. وبالعودة الى النجم "شولتز" فقد تم اجراء اكثر من 10000 عملية محاكاة لمدار ذلك النجم باستعمال البيانات المجمّعة، وأخذوا بالحسبان موضع النجم وبُعد المسافة وسرعته وحقل جاذبية مجرة درب التبانة بالاضافة لمراعاة موضوع عدم الدقة الاحصائية في كل من القياسات السابقة. ووُجِد ان 98% من عمليات المحاكاة السابقة أظهرت أن النجم مر عبر سحابة أورت ومن نقطة تبعد 0.8 سنة ضوئية من الشمس، إحدى عمليات المحاكاة وجدت أن النجم اجتاز سحابة أورت الداخلية، ما يعني تسببه بما يدعى "زخات المذنبات" فيما لو حدث ذلك. ومن المهم ذكر ان المذنبات الموجودة في سحابة أورت ترتبط بجاذبية ضعيفة مع الشمس ويمكن لأي نجم يعبر تلك السحابة أن يتسبب باضطرابات في مدارات تلك المذنبات وإرسالها إما نحو النظام الشمسي الداخلي او نحو الفضاء الخارجي. أما النجم "شولتز" ذو الكتلة المنخفضة فيُعتقد أن تاثيره كان ضعيفا على سحابة أورت، ويشير "ماماجيك" الى أن اضطرابات حركية هامّة قد تحدث بسبب نجوم اخرى قريبة، وهذا ما سيتم معرفته قريبا، فقد أطلقت وكالة الفضاء الاوروبية مؤخرا القمر الصناعي Gaia وذلك لرسم خريطة مفصلة عن مسافات وسرعات مليارات النجوم. تلك البيانات ستمكن الفلكيين من معرفة أي من النجوم كان قد اقترب في الماضي أو سوف يقترب في المستقبل من نظامنا الشمسي.

لكن ماذا حل بالنجم "شولتز" في الوقت الحالي؟ النجم شولتز حالياً هو قزم أحمر خافت وصغير في كوكبة "وحيد القرن" Monoceros ويبعد تقريبا 20 سنة ضوئية.وحتى في الفترة التي مر بها "شولتز" من أقرب نقطة، فقد كان عندها اقل خفوتاً بخمسين مرة من ما يمكن للعين المجردة رؤيته في الليل، لكن النجم نشيط مغناطيسياً ما يعني إمكانية توهجه لفترات وجيزة، وبالتالي امكانية سطوعه اكثر بألف مرة مما كان عليه، لذا من الممكن أن ذلك النجم كان مرئيا بالعين المجردة لاسلافنا منذ 70 الف عام وذلك لدقائق أو ساعات قليلة خلال فترات توهجه النادرة . هذا النجم هو جزء من نجم ثنائي (نجمين يدور كل منهما حول الآخر)،أحدهما عبارة عن قزم احمر منخفض الكتلة (كتلته 8% من كتلة الشمس ) اما رفيقه فهو قزم بني (كتلته حوالي 6% من كتلة الشمس). تعتبر الاقزام البنية نجوماً لم تنجح في الوصول للاندماج النووي فكتلتها المنخفضة جداً لا تمكنها من دمج الهيدروجين في نواتها كما تفعل النجوم عادة، لكنها لا تزال أضخم بكثير من الكواكب الغازية العملاقة كالمشتري. وأخيرا فالتسمية الرسمية للنجم هي "WISE J072003.20-084651.2،" لكن لقب باسم نجم "شولتز" كتكريم لمكتشفه عالم الفلك "رالف دايتر شولتز" من معهد لايبنز للفيزياء الفلكية بالمانيا، والذي كان اول من أبلغ عن اكتشاف هذا النجم الخافت في أواخر عام 2013.

المصدر: هنا

حقوق الصورة: Michael Osadciw/University of Rochester