حقوق الصورة: ESO
أصدر المرصد الجنوبي الأوروبي صورًا جديدة لنجمة قريبة نسبيًا ، إيتا كارينا ، والتي يمكن أن تكون في المراحل الأخيرة من حياتها ويمكن أن تنفجر على أنها مستعر أعظم في المستقبل القريب (ناطقًا فلكيًا) - في غضون 10 إلى 20000 عام قادمة أو هكذا. يبعد النجم 7500 سنة ضوئية ، 100 ضعف كتلة الشمس ، والأكثر إضاءة في درب التبانة. منذ عام 1841 ، أنشأت سديمًا جميلًا حول نفسها من خلال التخلص المستمر من الطبقات الخارجية أثناء دورانها بسرعة. من خلال مشاهدة كيفية تغير إيتا كارينا ، سيكتسب علماء الفلك رؤى قيمة في المراحل النهائية من حياة نجم فائق الكتلة.
منذ عام 1841 ، عندما تعرضت النجمة الجنوبية غير الواضحة إيتا كارينا حتى ذلك الحين لتفجر مذهل ، تساءل علماء الفلك عما يحدث بالضبط في هذا النجم العملاق غير المستقر. ومع ذلك ، نظرًا لمسافة كبيرة - 7500 سنة ضوئية - كانت تفاصيل النجم نفسها خارجة عن الملاحظة.
من المعروف أن هذا النجم محاط بسديم Homunculus ، وهو غيوم على شكل فطر أخرجها النجم ، وكل منها أكبر بمئات المرات من نظامنا الشمسي.
الآن ، وللمرة الأولى ، مكّن قياس التداخل بالأشعة تحت الحمراء باستخدام أداة VINCI على مقياس تداخل التلسكوب الكبير جدًا (VLTI) التابع لفريق ESO فريق دولي من علماء الفلك [1] من تكبير الجزء الداخلي من الرياح النجمية. بالنسبة لروي فان بويكل ، قائد الفريق ، تشير هذه النتائج إلى أن "رياح إيتا كارينا اتضح أنها طويلة للغاية والنجم نفسه غير مستقر للغاية بسبب دورانه السريع".
وحش في السماء الجنوبية
Eta Carinae ، النجم الأكثر إضاءة في مجرتنا ، هو وحش حقيقي بكل المقاييس: فهو أكبر 100 مرة من شمسنا و 5 مليون مرة مضيئة. دخل هذا النجم الآن المرحلة الأخيرة من حياته وهو غير مستقر للغاية. يمر بثورات عملاقة من وقت لآخر. واحدة من أحدث حدث في عام 1841 وخلق سديم ثنائي القطب الجميل المعروف باسم سديم Homunculus (انظر ESO PR Photo 32a / 03). في ذلك الوقت ، وعلى الرغم من المسافة الكبيرة نسبيًا - 7500 سنة ضوئية - أصبحت إيتا كاريناي لفترة وجيزة ثاني نجم لامع في سماء الليل ، لم يتجاوزها سوى سيريوس.
Eta Carinae كبير جدًا لدرجة أنه إذا تم وضعه في نظامنا الشمسي ، فسوف يمتد إلى ما وراء مدار المشتري. هذا الحجم الكبير ، مع ذلك ، تعسفي إلى حد ما. يتم نفخ طبقاته الخارجية باستمرار في الفضاء عن طريق الضغط الإشعاعي - تأثير الفوتونات على ذرات الغاز. تفقد العديد من النجوم ، بما في ذلك شمسنا ، الكتلة بسبب هذه "الرياح النجمية" ، ولكن في حالة إيتا كارينا ، يكون فقدان الكتلة الناتج هائلاً (حوالي 500 كتلة أرضية سنويًا) ومن الصعب تحديد الحدود بين الطبقات الخارجية للنجم ومنطقة الرياح النجمية المحيطة به.
الآن ، قام كل من VINCI و NAOS-CONICA ، وهما اثنتان من الحساسية للأشعة تحت الحمراء على التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع لـ ESO في مرصد بارانال (تشيلي) ، باستكشاف شكل منطقة الرياح النجمية لأول مرة. بالنظر إلى الرياح النجمية إلى أقصى حد ممكن ، يمكن للفلكيين استنتاج بعض هيكل هذا الجسم الغامض.
استخدم فريق الفلكيين [1] لأول مرة كاميرا البصريات التكيفية NAOS-CONICA [2] ، المرفقة بتلسكوب VLT YEPUN الذي يبلغ طوله 8.2 م ، لتصوير المحيط الضبابي لإيتا كارينا ، مع دقة مكانية مماثلة لحجم النظام الشمسي ، راجع. العلاقات العامة صورة 32 أ / 03.
تظهر هذه الصورة أن المنطقة الوسطى من سديم Homunculus يسيطر عليها جسم يُنظر إليه على أنه مصدر ضوء يشبه النقطة مع العديد من "النقط" المضيئة في المنطقة المجاورة مباشرة.
نحو الحد
من أجل الحصول على رؤية أكثر حدة ، تحول الفلكيون إلى قياس التداخل. تجمع هذه التقنية بين مقرابين أو أكثر لتحقيق استبانة زاوية [3] مساوية لمقراب تلسكوب كبير مثل فصل التلسكوبات الفردية (راجع ESO PR 06/01 و ESO PR 23/01).
لدراسة النجم الساطع إلى حد ما Eta Carinae ، فإن الطاقة الكاملة لتلسكوبات VLT مقاس 8.2 م غير مطلوبة. وهكذا استخدم الفلكيون VINCI ، أداة التكليف بمقياس التداخل VLT [4] ، جنبًا إلى جنب مع مقاريب اختبار siderostat مقاس 35 سم والتي عملت على الحصول على "الضوء الأول" مع مقياس التداخل VLT في مارس 2001 (انظر ESO PR 06/01).
تم وضع siderostats في مواقع مختارة على منصة VLT للمراقبة في الجزء العلوي من Paranal لتوفير تكوينات مختلفة وخط أساس أقصى يبلغ 62 مترًا. خلال عدة ليال ، تم توجيه التلسكوبين الصغيرين نحو Eta Carinae وتم توجيه شعاع الضوء نحو التركيز المشترك في أداة اختبار VINCI في مختبر VLT المتداخل القياس المركزي. كان من الممكن بعد ذلك قياس الحجم الزاوي للنجم (كما يظهر في السماء) في اتجاهات مختلفة.
من خلال دفع الدقة المكانية لهذا التكوين إلى أقصى حد ، نجح الفلكيون في حل شكل الطبقة الخارجية لإيتا كارينا. تمكنوا من تقديم معلومات مكانية على مقياس 0.005 arcsec ، أي حوالي 11 AU (1650 مليون كيلومتر) على مسافة Eta Carinae ، المقابلة للحجم الكامل لمدار المشتري.
تم تصغير هذا الحجم إلى الأبعاد الأرضية ، ويقارن هذا الإنجاز بالتمييز بين البيضة وكرة البلياردو على مسافة 2000 كيلومتر.
شكل غير عادي
جلبت ملاحظات VLTI الفلكيين مفاجأة. يشيرون إلى أن الرياح حول إيتا كارينا ممدودة بشكل مذهل: أحد المحورين أطول مرة ونصف من الآخر! علاوة على ذلك ، تم العثور على المحور الأطول يتماشى مع الاتجاه الذي تم فيه سحب السحب الأكبر على شكل فطر (تظهر على الصور الأقل حدة).
يمتد النجم نفسه و Homunculus Nebula ، الذي يمتد على مقياس من 10 إلى 20-30000 AU ، بشكل وثيق في الفضاء.
تمكنت VINCI من اكتشاف الحدود حيث تصبح الرياح النجمية من إيتا كارينا كثيفة لدرجة أنها لم تعد شفافة. على ما يبدو ، هذه الرياح النجمية أقوى بكثير في اتجاه المحور الطويل من المحور القصير.
وفقًا للنظريات السائدة ، تفقد النجوم معظم كتلتها حول خط الاستواء. وذلك لأن هذا هو المكان الذي تحصل فيه الرياح النجمية على مساعدة "الرفع" من قوة الطرد المركزي الناتجة عن دوران النجم. ومع ذلك ، إذا كان الأمر كذلك في حالة إيتا كارينا ، فإن محور الدوران (من خلال أقطاب النجم) سيكون متعامدًا مع كلا السحب على شكل فطر. ولكن من المستحيل عمليا أن يتم وضع الغيوم الفطر مثل المتحدث في عجلة ، بالنسبة للنجم الدوار. كانت المادة التي تم إخراجها في عام 1841 قد امتدت إلى حلقة أو حيد.
بالنسبة لروي فان بويكل ، "الصورة العامة الحالية لا معنى لها إلا إذا كانت الرياح النجمية لإيتا كارينا ممدودة في اتجاه أقطابها. هذا انعكاس مفاجئ للوضع المعتاد ، حيث يتم تسطيح النجوم (والكواكب) في القطبين بسبب قوة الطرد المركزي.
المستعر الأعظم القادم؟
تم توقع مثل هذا الشكل الغريب للنجوم من نوع إيتا كاريناي من قبل المنظرين. الافتراض الرئيسي هو أن النجم نفسه ، الذي يقع عميقًا داخل الرياح النجمية ، مسطحًا في القطبين للسبب المعتاد. ومع ذلك ، نظرًا لأن المناطق القطبية في هذه المنطقة المركزية تكون أقرب إلى المركز حيث تتم عمليات الاندماج النووي ، فستكون أكثر حرارة. وبالتالي ، سيكون ضغط الإشعاع في الاتجاهات القطبية أعلى وستكون الطبقات الخارجية فوق المناطق القطبية في المنطقة المركزية "منتفخة" أكثر من الطبقات الخارجية عند خط الاستواء.
بافتراض أن هذا النموذج صحيح ، يمكن حساب دوران Eta Carinae. اتضح أنه يجب أن يدور بأكثر من 90 في المائة من السرعة القصوى الممكنة (قبل الانفصال).
عانى إيتا كاريناي من ثورات كبيرة غير تلك التي حدثت عام 1841 ، وكان آخرها عام 1890. ولا يزال من غير المعروف ما إذا كان انفجارًا آخر سيحدث مرة أخرى في المستقبل القريب ، ولكن من المؤكد أن هذا النجم العملاق غير المستقر لن يستقر.
في الوقت الحاضر ، تفقد كتلة كبيرة بسرعة كبيرة بحيث لن يتبقى منها أي شيء بعد أقل من 100000 عام. على الأرجح ، على الرغم من ذلك ، ستدمر إيتا كارينا نفسها قبل ذلك بوقت طويل في انفجار مستعر أعظم يمكن أن يصبح مرئيًا في سماء النهار بالعين المجردة. قد يحدث هذا "قريبًا" على النطاق الزمني الفلكي ، وربما يكون ذلك بالفعل خلال السنوات العشر إلى العشرين ألف المقبلة.
المصدر الأصلي: ESO News Release
