تكشف دراسة النجم العملاق منكب الجوزاء عن سبب نبضاته

عادةً ما يكون منكب الجوزاء أحد ألمع النجوم وأكثرها تميزًا في سماء الشتاء ، ويمثل الكتف الأيسر لكوكبة الجبار. لكن في الآونة الأخيرة ، كان يتصرف بشكل غريب: لوحظ انخفاض كبير غير مسبوق في سطوعه في أوائل عام 2020 ، مما أدى إلى تكهنات بأن Betelgeuse قد يكون على وشك الانفجار.

لمعرفة المزيد ، أجرى فريق دولي من العلماء ، بما في ذلك كينيتشي نوموتو في معهد كافلي لفيزياء ورياضيات الكون (Kavli IPMU) ، فحصًا صارمًا لمنكب الجوزاء. وخلصوا إلى أن النجم في طور احتراق الهيليوم الأساسي المبكر (وهو أكثر من 100000 سنة قبل حدوث الانفجار) وله كتلة ونصف قطر أصغر – وهو أقرب إلى الأرض – مما كان يُعتقد سابقًا. كما أظهروا أن الاختلافات الأصغر في سطوع منكب الجوزاء كانت مدفوعة بنبضات نجمية ، واقترحوا أن حدث التعتيم الكبير الأخير شمل سحابة من الغبار.

يقود فريق البحث الدكتورة ميريديث جويس من الجامعة الوطنية الأسترالية (ANU) ، والتي كانت متحدثة مدعوة في Kavli IPMU في يناير 2020 ، وتضم الدكتور Shing-Chi Leung ، باحث سابق في مشروع Kavli IPMU وحالي ما بعد الدكتوراه باحث في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، والدكتور شياكي كوباياشي ، الأستاذ المساعد في جامعة هيرتفوردشاير ، الذي كان عضوًا منتسبًا في Kavli IPMU.

قام الفريق بتحليل تباين سطوع منكب الجوزاء باستخدام النمذجة التطورية والديناميكية المائية والزلزالية. لقد توصلوا إلى فكرة أوضح من ذي قبل أن منكب الجوزاء يحرق الهيليوم حاليًا في قلبه. كما أظهروا ذلك نبضات نجمية مدفوعًا بما يسمى بآلية كابا يتسبب في سطوع النجم باستمرار أو تلاشيه بفترتين 185 (+/- 13.5) يومًا وحوالي 400 يوم. لكن الانخفاض الكبير في السطوع في أوائل عام 2020 غير مسبوق ، ومن المحتمل أن يكون بسبب سحابة غبار أمام منكب الجوزاء ، كما يظهر في الصورة.

أفاد تحليلهم أن الكتلة الحالية من 16.5 إلى 19 كتلة شمسية – وهي أقل قليلاً من أحدث التقديرات. كشفت الدراسة أيضًا عن حجم منكب الجوزاء ، وكذلك بعده عن الأرض. كان الحجم الفعلي للنجم غامضًا بعض الشيء: فقد أشارت الدراسات السابقة ، على سبيل المثال ، إلى أنه يمكن أن يكون أكبر من مدار كوكب المشتري. ومع ذلك ، أظهرت نتائج الفريق أن منكب الجوزاء يمتد فقط إلى ثلثي ذلك ، بنصف قطر 750 ضعف نصف قطر الشمس. بمجرد معرفة الحجم المادي للنجم ، سيكون من الممكن تحديد بعده عن الأرض. حتى الآن ، تظهر نتائج الفريق أنه على بعد 530 سنة ضوئية منا ، أو 25٪ أقرب مما كان يعتقد سابقًا.

تشير نتائجهم إلى أن منكب الجوزاء ليس قريبًا على الإطلاق من الانفجار ، وأنه بعيد جدًا عن الأرض بحيث يكون للانفجار النهائي تأثير كبير هنا ، على الرغم من أنه لا يزال يمثل مشكلة كبيرة عندما ينفجر المستعر الأعظم. وبما أن منكب الجوزاء هو أقرب مرشح لمثل هذا الانفجار ، فإنه يمنحنا فرصة نادرة لدراسة ما يحدث النجوم مثل هذا قبل أن تنفجر.

مقدمة من معهد كافلي للفيزياء والرياضيات في الكون