آلاف النجوم تتحول إلى بلورات !

اكتشف علماء الفلك في جامعة وارويك وللمرة الأول أدلة صريحة على أن النجوم القزمة البيضاء تتحول إلى بلورات!

وقد كشفت ملاحظاتهم أن بقايا النجوم الميتة  -التي تسمى بالأقزام البيضاء- تحتوي على نواة من الأكسجين والكربون بسبب التحولات الطورية التي تحدث خلال دورة حياتها، وهذا يمكن أن يدل على أن عمرها أكبر بمليارات السنين عمّا كان يعتقد سابقًا.

وقد تم نشر هذا الاكتشاف في مجلة Nature وهو بقيادة الدكتور Pier-Emmanuel Tremblay من قسم الفيزياء بجامعة “وارويك”، ويرتكز إلى حد كبير على الملاحظات التي تم التقاطها من مرصد Gaia التابع لوكالة الفضاء الأوروبية.

النجوم القزمة البيضاء هي من أقدم الأجسام النجمية في الكون، لذا فهي مفيدة بشكل كبير بالنسبة لعلماء الفلك، حيث تسمح لهم دورة حياتها -والتي يمكن التنبؤ بها- باستخدامها كساعات كونية لتقدير عمر مجموعات النجوم المجاورة لنا وبدرجة عالية من الدقة، فهي عبارة عن نواة متبقية للـ نجوم العملاقة الحمراء.

اختار علماء الفلك 15000 من الأقزام البيضاء بمسافة تبلغ 300 سنة ضوئية عن الأرض، وذلك عن طريق البيانات التي أرسلها مرصد Gaia، وقاموا بتحليل البيانات حول لمعان النجوم والألوان (يتم تحديد أعمار وكتل النجوم عادةً بالاستعانة بلمعانها ولونها)، وقد حددوا تراكمًا وزيادةً في عدد النجوم التي تملك ألوانًا محددة لا تتوافق مع أي كتلة أو عمر لنجم آخر!

وعند مقارنتها بنموذج تطور النجوم  المعروف بيّنت التقديرات أن هذه النجوم تباطأت غالبًا في شيخوختها ما يقارب 2 مليار سنة، أو 15% من عمر مجرتنا.

وقال الدكتور ترمبلي: “هذا هو أول دليل صريح على أن الأقزام البيضاء تتبلور أو تنتقل من الحالة السائلة إلى الصلبة، وكان من المتوقع منذ خمسين عامًا أن نلاحظ تكدس في عدد الأقزام البيضاء المتشابهة باللمعان والألوان، ونظرًا للتبلور فلم يلاحظ هذا إلا في الوقت الحالي. كل الأقزام البيضاء سوف تتبلور في مرحلةٍ ما من تطورها، على الرغم من أن الأقزام البيضاء الضخمة تكمل العملية بشكل أسرع، وهذا يعني أن المليارات من الأقزام البيضاء في مجرتنا قد أكملت بالفعل عملية التبلور، وشمسنا نفسها ستصبح قزمًا أبيضًا كريستاليًا في حوالي 10 مليارات سنة.”

التبلور هو عملية تحول المادة للحالة الصلبة، حيث تشكل ذراتها بنية مرتبة تحت ظروف الضغط الشديد في النواة، إذ تمتلئ الذرات بكثافة بحيث تصبح الكتروناتها غير محدودة، وتتحول إلى غاز الكتروني “خاضع لقواعد الكمومية” ونوىً مشحونة إيجابيًا في شكل مائع.

وعندما يبرد اللب إلى حوالي 10 ملايين درجة، يتم إطلاق طاقة كبيرة تكفي ليبدأ السائل في التصلب، مما يشكل نواة معدنية في قلبه مع غلاف معزز من الكربون.

يضيف الدكتور ترمبلاي: “يجب أن يكون هنالك إطلاق للمزيد من الطاقة بشكل كبير لشرح الملاحظات، ونعتقد أن هذا يرجع إلى الأكسجين المتبلور أولاً ثم غرقه إلى اللب، وهذا سيدفع الكربون نحو الأعلى، وهذا الفصل بدوره سيطلق طاقة جاذبة.

ويضيف: “لقد خطونا خطوة كبيرة للأمام للحصول على أعمار دقيقة لهذه الأقزام البيضاء الأكثر برودة، وبذلك حصلنا على أعمار النجوم القديمة من درب التبانة، يرجع الفضل في هذا الاكتشاف إلى ملاحظات Gaia، فبفضل القياسات الدقيقة نستطيع فهم الأجزاء الداخلية للأقزام البيضاء بطريقة لم نتوقعها أبدًا.

قبل Gaia كان لدينا 100 فقط من الأقزام البيضاء مع مسافات دقيقة، والآن لدينا 200000.

إن هذه التجارب على المادة شديدة الكثافة هي أمرٌ لا يمكن القيام به ببساطة في أي مختبر على الأرض