أكمل الباحثون في جامعة مدريد مسحًا شاملاً للأنظمة النجمية ضمن دائرة نصف قطرها 10 فرسخ فلكي (32.6 سنة ضوئية) من كوكبنا. وحددت الدراسة 92 نظامًا نجميًا متعددًا من بين 424 جسمًا نجميًا ودون نجمي معروفًا في المنطقة. جمع البحث بيانات من كتالوج تلسكوب غايا DR3 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية مع كتالوج واشنطن للنجوم المزدوجة، الذي يجمع عقودًا من قياسات السرعة الشعاعية.
كشف الاستطلاع عن أنماط مميزة في الطريقة التي تشكل بها النجوم شراكات الجاذبية. من بين 92 نظامًا تم تحديدها، كان 68 نظامًا ثنائيًا (جسمان)، و19 نظامًا ثلاثيًا، و3 نظامًا رباعيًا، وكان نظامان خماسيان معقدان للغاية.
النجوم الضخمة تفضل الصحابة
النجوم التي تزيد كتلتها عن نصف كتلة الشمس لديها احتمال بنسبة 41% أن يكون لها رفيق واحد على الأقل مرتبط بالجاذبية. يتغير هذا النمط بشكل كبير بالنسبة للأجسام ذات الكتلة الأقل. تُظهر الأقزام الحمراء والبنية التي تقل كتلتها عن 0.1 كتلة شمسية احتمالًا بنسبة 9% فقط لوجودها في نظام متعدد النجوم.
يكشف هذا التباين عن جانب أساسي من ديناميكيات النجوم:
- تميل النجوم الضخمة إلى تكوين أنظمة متعددة
- تفضل الأجسام ذات الكتلة المنخفضة تجنب ارتباطات الجاذبية
- تحدد الكتلة بشكل كبير “حالة العلاقة” بين النجوم
- تسافر الأوزان الثقيلة الكونية في مجموعات
- الأثقال تنجذب نحو العزلة
الفترات المدارية المتغيرة والمعقدة
الأنظمة التي تم تحديدها لها فترات مدارية تغطي نطاقات زمنية مختلفة بشكل غير عادي. تكمل بعض الأزواج المقيدة بإحكام مدارها في غضون أيام. وتتطلب الأزواج الأخرى المنفصلة على نطاق واسع عشرات الملايين من السنين لتدور حول بعضها البعض. في الحالة الأكثر تطرفًا التي تمت ملاحظتها، تبدو النجوم غير منفصلة تقريبًا، لكن حسابات الطاقة الرابطة الدقيقة أكدت أنها تظل متصلة بالجاذبية.
يعد السبب الفني لاقتصار المسح على 10 فرسخ فلكي أمرًا بالغ الأهمية. كلما زاد بعد النجم، زادت صعوبة التأكد من وجود رفيق له. يؤدي تقييد النطاق إلى قيمة معينة إلى ضمان اكتمال المسح وتقليل احتمالية إخفاء المرافقين الآخرين خارج نطاق الكشف.
التأثير على البحث عن الكواكب الخارجية الصالحة للحياة
أهمية هذا التعداد تتجاوز الفضول الفلكي. وسيوفر البيانات الأساسية للجيل القادم من التلسكوبات المخصصة للبحث عن عوالم صالحة للسكن. تم تصميم مرصد العوالم الصالحة للسكن (HWO) التابع لناسا ومقياس التداخل الأكبر للكواكب الخارجية (LIFE) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية لتصوير نظائر الأرض مباشرة.
تشكل النجوم المصاحبة مشكلة كبيرة لهذه الأجهزة. تشوه قوة الجاذبية التي تمارسها على نجمها المضيف قراءات السرعة الشعاعية، وهي إحدى أكثر الطرق شيوعًا للعثور على الكواكب الخارجية. عندما تقضي هذه التلسكوبات أسابيع في مراقبة مرشح واعد، فقط لتتعرض بياناتها للخطر بسبب الضوضاء الصادرة عن نجم مرافق غير معروف، تكون النتيجة مضيعة للوقت العلمي الثمين للغاية.
يعد الاستطلاع الجديد بمثابة تتويج لسلسلة من ثلاث مقالات بحثية. قام الباحثون سابقًا بتحليل أنظمة متعددة النجوم ضمن مسافة 100 فرسخ فلكي، ورسموا حدود أبعد الأنظمة الثنائية المعروفة. سيوفر هذا التعداد التفصيلي الأساس لحملات المراقبة المستقبلية ويساعد الباحثين على تحسين استخدام هذه التلسكوبات من الجيل التالي.
يوضح البحث نمطًا أساسيًا في كيفية تشكل النجوم وتطورها في جارتنا الكونية المباشرة. بينما تظل شمسنا جسمًا منعزلًا، فإن معظم النجوم تسافر برفقة. إن فهم ديناميكيات الجاذبية هذه يجعل العلماء أقرب إلى اكتشاف عوالم يحتمل أن تكون صالحة للحياة خارج نظامنا الشمسي.