هابل يرصد تصادمات كوكبية مدمرة: اكتشاف يغير فهمنا لتشكل الأنظمة النجمية

التقط علماء الفلك صورًا لتصادمات كويكبات مدمرة في نظام كوكبي آخر. استخدموا تلسكوب هابل الفضائي لتحقيق هذا الإنجاز لأول مرة. جاءت هذه البيانات الجديدة من مراقبات لنجم فومالحوت القريب. يقع هذا النجم على بعد 25 سنة ضوئية من الأرض. يمثل هذا الاكتشاف فهمًا فريدًا لكيفية تشكل الكواكب وتطورها.

يعد فومالحوت من ألمع النجوم في سماء الليل. يقع النجم ضمن كوكبة الحوت الجنوبي. هو أكبر وأكثر إشراقًا من الشمس. جذب فومالحوت اهتمام العلماء لسنوات طويلة. تحيط به حلقات ساطعة من الغبار.

أُعلن عام 2008 عن اكتشاف محتمل لكوكب خارج المجموعة الشمسية. سُمي الكوكب وقتها “فومالحوت ب”. يبدو الآن أن هذا الكوكب هو سحابة غبار. تشكلت السحابة نتيجة تصادم كويكبات. تُعرف هذه السحابة اليوم باسم فومالحوت cs1 (المصدر المحيط بالنجم 1).

كشفت صور هابل الجديدة عن نقطة مضيئة ثانية. ظهرت هذه النقطة في المنطقة نفسها. سُميت فومالحوت cs2. فُسرت هذه النقطة أيضًا على أنها سحابة حطام. نتجت السحابة عن تصادم جسمين كبيرين.

صرح البروفيسور بافلوس كالاس، الباحث الرئيسي، بأن هذا هو “بالتأكيد أول مرة أرى فيها نقطة ضوء تظهر من العدم في نظام كوكبي خارج مجموعتنا الشمسية.” أضاف كالاس، وهو أستاذ يوناني أمريكي بقسم الفلك في جامعة كاليفورنيا ببيركلي وباحث مشارك في معهد الفيزياء الفلكية بمؤسسة الأبحاث والتكنولوجيا، أن النقطة “غائبة عن جميع صور هابل السابقة.” هذا يعني أننا “شهدنا للتو تصادمًا عنيفًا بين جسمين هائلين وسحابة حطام ضخمة تختلف عن أي شيء موجود حاليًا في نظامنا الشمسي. إنه أمر مذهل!”

تُظهر هذه الصورة المركبة من تلسكوب هابل الفضائي حلقة الحطام وسحابتَي الغبار cs1 و cs2 حول نجم فومالحوت. تُعرض سحابة الغبار cs1، التي صُوّرت عام 2012، جنبًا إلى جنب مع سحابة الغبار cs2، التي صُوّرت عام 2023، للمقارنة. تشير الدوائر المتقطعة إلى مواقع هذه السحب. أدرك الفلكيون أنهم شهدوا تصادمًا عنيفًا بين جسمين ضخمين عندما ظهرت سحابة الغبار cs2 فجأة. صُنفت cs1، التي كانت تُعتبر كوكبًا في السابق، الآن كسحابة حطام مماثلة. جرى حجب نجم فومالحوت نفسه في هذه الصورة لتركيز الضوء على الأجسام الخافتة. يُشار إلى موقعه بالنجمة البيضاء.
NASA, ESA, Paul Kalas (UC Berkeley)

يمثل اكتشاف ظاهرتين نادرتين في المكان نفسه وخلال عقدين فقط لغزًا علميًا كبيرًا. كان من المفترض أن تظهر سحابتا cs1 و cs2 في مواقع غير مرتبطة إذا كانت تصادمات الكويكبات والكويكبات الأولية عشوائية. لكنهما تقعان قريبتين بشكل لافت للنظر. تتواجد السحابتان على طول الجزء الداخلي من قرص الحطام الخارجي لفومالحوت. يوضح البروفيسور كالاس: “نظرت نظرية سابقة إلى أن تصادمًا واحدًا يجب أن يحدث كل 100 ألف عام أو أكثر. هنا، خلال 20 عامًا، شهدنا تصادمين.” يمكن للمهتمين بمزيد من الاكتشافات الفضائية زيارة موقع وكالة ناسا لمعرفة المزيد عن تلسكوب هابل ومهماته هنا.

سمحت الملاحظات للباحثين بتقدير حجم الأجسام المتصادمة. كما أمكنهم تقدير عدد الأجسام المماثلة التي تدور في النظام. يقول البروفيسور مارك وايت من جامعة كامبريدج: “وفقًا لتقديراتنا، كانت الكويكبات الأولية التي دُمرت لتكوين cs1 و cs2 بحجم 30 كيلومترًا فقط. نستنتج من ذلك وجود 300 مليون جسم مماثل يدور في نظام فومالحوت.”

تخلق الطبيعة العابرة لسحابتَي فومالحوت cs1 و cs2 تحديات لبعثات الفضاء المستقبلية. تستهدف هذه البعثات التصوير المباشر للكواكب الخارجية. قد تخلط هذه التلسكوبات بين سحب الغبار مثل cs1 و cs2 والكواكب الحقيقية.

تُظهر هذه الصورة الفنية تسلسل الأحداث التي أدت إلى تكوين سحابة الغبار cs2 حول نجم فومالحوت. في الإطار 1، يظهر فومالحوت في الزاوية العلوية اليسرى. تمثل نقطتان بيضاوان في الزاوية السفلية اليمنى الجسمين الضخمين اللذين يدوران حول فومالحوت. في الإطار 2، تقترب الأجسام من بعضها البعض. يُظهر الإطار 3 التصادم العنيف بين هذين الجسمين. في الإطار 4، تصبح سحابة الغبار cs2 الناتجة مرئية، ويدفع ضوء النجم حبيبات الغبار بعيدًا عنه.
NASA, ESA, STScI, Ralf Crawford (STScI)

يحذر كالاس من أن “فومالحوت cs2 يبدو تمامًا ككوكب خارج المجموعة الشمسية يعكس ضوء نجمه.” أضاف أن “ما تعلمناه من دراسة cs1 هو أن سحابة غبار كبيرة يمكن أن تبدو ككوكب لسنوات عديدة.” يعتبر هذا “تحذيرًا للبعثات المستقبلية التي تهدف إلى اكتشاف الكواكب الخارجية عبر الضوء المنعكس.”

حصل علماء الفلك على وقت إضافي للمراقبة باستخدام تلسكوب هابل. سيراقبون تطور cs2 خلال السنوات الثلاث القادمة. ستُجرى ملاحظات أيضًا باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي. تهدف هذه الملاحظات إلى دراسة تركيبة وحجم حبيبات الغبار. سيمكن أيضًا التحقق من وجود ماء متجمد محتمل في هذه السحابة.