أصدر مرصد الجوزاء الدولي يوم 22 مايو الصورة الأكثر تفصيلا التي تم التقاطها على الإطلاق لسديم الكرة البلورية. ويقع هذا التكوين الكوني، المسمى NGC 1514، على بعد 1500 سنة ضوئية من الأرض. يقع في كوكبة الثور ويتشكل من زوج من النجوم الثنائية. وتؤدي هذه النجوم رقصة مدارية كل 9 سنوات، وهي ظاهرة لافتة للنظر. وتحدث هذه العملية في قلب النجم في المرحلة النهائية من حياته.
تم تحقيق هذا السجل بفضل تلسكوب جيميني نورث، الذي يتم تشغيله في هاواي. سمحت الأجهزة بالتقاط الضوء بمستوى غير مسبوق من التفاصيل. توفر الصورة الجديدة رؤية واضحة للهياكل الداخلية المعقدة للسديم.
الكشف التفصيلي عن سديم الكرة البلورية
قدم علماء الفلك من مرصد الجوزاء الدولي، وهو جزء من NSF و NOIRLab التابع لـ AURA، أوضح صورة حتى الآن لسديم NGC 1514. وقد أطلق على هذا السديم الكوكبي اسم سديم الكرة الكريستالية. مسافة 1500 سنة ضوئية تضعه في كوكبة الثور. السمة الرئيسية هي نحتها بواسطة نظام نجمي ثنائي. يتكون هذا النظام من نجمين يدوران حول بعضهما البعض لمدة 9 سنوات. إنهم في مركز النجم الذي يقترب من نهاية وجوده.
كان تلسكوب جيميني نورث هو المعدات الأساسية لهذه المراقبة. توجد أداة المرآة الرئيسية التي يبلغ طولها 8.1 مترًا في الجزء العلوي من Maunakea. يصل ارتفاع هذا الجبل في هاواي إلى 4205 مترًا. يقوم المرصد بإجراء أبحاث سماوية منذ أكثر من عقدين. وهو من بين أكبر التلسكوبات البصرية في نصف الكرة الشمالي.
التقاط الضوء مع السياق التاريخي
غادر الضوء الذي تم التقاطه لهذه الصورة السديم منذ حوالي 1500 عام. ولوضع هذا الجدول الزمني في سياق إنساني، حدث الانبعاث حوالي عام 526 بعد المسيح. تشتهر هذه الفترة بأحداث تاريخية مهمة على الأرض. كان هذا هو العصر الذي أسس فيه شارلمان فيما بعد الإمبراطورية الرومانية المقدسة. وفي تلك اللحظة نفسها، دخلت أوروبا بداية العصور الوسطى.
يقع السديم NGC 1514 في اتجاه كوكبة الثور. موقعها قريب من الحدود مع كوكبة فرساوس. اكتشفه عالم الفلك الألماني البريطاني ويليام هيرشل في 13 نوفمبر 1790. ولم ير هيرشل، الذي كان يراقب من خلال تلسكوبه محلي الصنع في سلاو بإنجلترا، سوى بقعة صغيرة مضيئة. ولم يتمكن من تمييز البنية الداخلية لهذا الجسم السماوي. لقد ظل فهم الشكل الدقيق لهذه الرقعة من السماء لغزا لأكثر من 200 عام.
أبطأ رقصة نجم ثنائي تم تسجيلها على الإطلاق
يضم قلب سديم الكرة الكريستالية نظام نجمتين. أحد هذه النجوم هو نجم من النوع O غير المضيء يُظهر درجة حرارة سطحية عالية للغاية. والآخر هو A0III العملاق، وهو المورد الرئيسي للطاقة الذي ينير السديم. ويدور هذان النجمان حول بعضهما البعض كل 9 سنوات.
هذه هي أبطأ دورة ثنائية تم توثيقها على الإطلاق داخل سديم كوكبي. معظم الأنظمة الثنائية المرصودة في السدم لها فترات مدارية مدتها ساعات أو أيام أو أسابيع على الأكثر. فترة تسع سنوات لثورة كاملة تضع NGC 1514 في فئة مختلفة. تعمل هذه البيانات على توسيع المعرفة الحالية حول الديناميكيات النجمية داخل سحب الغاز هذه.
- نجم من النوع O:شبه مضيئة، مع درجة حرارة سطحية عالية جدًا.
- النجم العملاق A0III:أعظم مصدر للطاقة الضوئية للسديم.
- الفترة المدارية:يكمل دورة كاملة كل 9 سنوات.
- مقارنة:الأنظمة الثنائية الأخرى في السدم لها دورات تتراوح من ساعات إلى أسابيع.
طريقة رقص النجمين تنحت الشكل غير المنتظم للسديم. كل منها يصدر رياحًا نجمية غير متكافئة. تقوم هذه الرياح بضغط الغاز المطرود إلى طبقات متتالية. والنتيجة هي هياكل تشبه رقائق القطن المضيئة التي تطفو في الفضاء.
دورة حياة النجم والسديم الكوكبي
يُعد سديم الكرة الكريستالية مثالًا كلاسيكيًا للسديم الكوكبي. وعلى الرغم من الاسم الذي قد يسبب ارتباكًا، إلا أن هذه التكوينات لا علاقة لها بالكواكب. تم تسمية الفئة في القرن الثامن عشر. تُرى السدم في التلسكوبات الصغيرة، وهي تشبه أقراص الكواكب.
في الواقع، يتشكل السديم الكوكبي عندما يقذف نجم متوسط الكتلة طبقاته الخارجية. تحدث هذه العملية في المرحلة الأخيرة من حياة النجم. يبقى قلب النجم كقزم أبيض. يظل هذا اللب ساخنًا بدرجة كافية لتأين الغاز المطرود. يؤدي التأين إلى توهج السديم من الداخل إلى الخارج. إنها ظاهرة تشبه النجم الذي يطلق جلده في طبقات متحدة المركز قبل أن يموت بشكل نهائي.
وتستمر عملية تكوين وتبدد السديم الكوكبي ما بين 10 آلاف و20 ألف سنة. هذه فترة زمنية تعتبر قصيرة على المقياس النجمي. وبعد ذلك، ينتشر الغاز في جميع أنحاء الفضاء بين النجوم. وهذا التشتت يثري سحب الغاز والغبار. ويمكن أن تتشكل نجوم جديدة من هذه المواد.
مساهمة جيمس ويب في الصورة الكونية
أجرى تلسكوب جيمس ويب الفضائي أيضًا عمليات رصد لسديم الكرة البلورية. تم التقاط الصور في نطاق الأشعة تحت الحمراء. التقط هذا التلسكوب نفسه مؤخرًا سحبًا مائية جليدية على الكواكب الخارجية. تكشف صور ويب عن حلقتين من الغبار. تحيط هذه الحلقات بالسديم وهي غير مرئية في الضوء المرئي.
ويرى علماء الفلك أن الحلقات هي نتيجة حلقة سابقة من فقدان الكتلة من قبل الزوج الثنائي. وقد تم تشكيلهما لاحقًا بواسطة الرياح السريعة غير المتكافئة للنجمين. من خلال الجمع بين المعلومات التي تم التقاطها بواسطة جيميني نورث في الضوء المرئي مع بيانات الأشعة تحت الحمراء من ويب، يمكن للباحثين الآن إعادة بناء القصة الكاملة. يشرح البحث بالتفصيل كيف بدأ النجم المركزي في الموت. يمثل كل سديم كوكبي فصلا مختصرا في حياة المجرة. هذه العملية، على الرغم من أنها حدثت منذ قرون مضت، إلا أنها تشهد في الوقت الحقيقي من خلال الملاحظات الحالية. سيستمر سديم الكرة الكريستالية في التوسع خلال آلاف السنين القليلة القادمة. بعد ذلك، سوف يخفف، وفي غضون عشرات الآلاف من السنين، ستصبح هذه المنطقة المحددة من السماء مظلمة مرة أخرى.