نجم متغير كارثي

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
متغير كارثي غير مغناطيسي. قزم أبيض يكتسب المادة من رفيقه الذي يملأ فص روش .

في علم الفلك ، تُعرف النجوم المتغيرة الكارثية ( CVs ) بأنها نجوم تزداد سطوعًا بشكل غير منتظم وبنسبة كبيرة، ثم تعود إلى حالة سكون. وقد أُطلق عليها في البداية اسم "نوفاي " ( من الكلمة اللاتينية التي تعني " جديد " )، لأن تلك التي تتميز بسطوع انفجاري مرئي بالعين المجردة وسطوع سكوني غير مرئي، كانت تظهر كنجوم جديدة في السماء. 

النجوم المتغيرة الكارثية هي نجوم ثنائية تتكون من عنصرين: قزم أبيض رئيسي، ونجم ثانوي ينقل الكتلة . يتقارب النجمان لدرجة أن جاذبية القزم الأبيض تشوه النجم الثانوي، الذي بدوره يكتسب المادة من النجم الرئيسي. ولذلك، يُشار إلى النجم الثانوي غالبًا باسم النجم المانح ، وعادةً ما يكون أقل كتلة من النجم الرئيسي. [ 1 ] تشكل المادة المتساقطة، الغنية عادةً بالهيدروجين ، قرصًا تراكميًا حول القزم الأبيض في معظم الحالات . غالبًا ما يُرصد انبعاث قوي للأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية من القرص التراكمي، مدفوعًا بفقدان طاقة الوضع التثاقلية من المادة المتساقطة. [ 2 ] أقصر مدار مُرصَد في نظام غني بالهيدروجين هو 51 دقيقة في ZTF J1813+4251 . [ 3 ]

تتساقط المادة الموجودة على الحافة الداخلية للقرص على سطح القزم الأبيض الأساسي. يحدث انفجار مستعر كلاسيكي عندما ترتفع الكثافة ودرجة الحرارة في أسفل طبقة الهيدروجين المتراكمة إلى مستوى كافٍ لإشعال تفاعلات اندماج الهيدروجين المتسارعة ، والتي تحول طبقة الهيدروجين بسرعة إلى هيليوم . إذا استمرت عملية التراكم لفترة كافية لتقريب القزم الأبيض من حد تشاندراسيكار ، فقد تؤدي الكثافة الداخلية المتزايدة إلى إشعال اندماج الكربون المتسارع وإطلاق انفجار مستعر أعظم من النوع Ia ، مما سيؤدي إلى تدمير القزم الأبيض تمامًا.

قد يكون قرص التراكم عرضةً لعدم الاستقرار الذي يؤدي إلى انفجارات النجوم القزمة ، حيث يتحول الجزء الخارجي من القرص من حالة باردة خافتة إلى حالة أكثر سخونة وإشراقًا لفترة من الزمن، قبل أن يعود إلى الحالة الباردة. ويمكن أن تتكرر انفجارات النجوم القزمة على مدى فترات زمنية تتراوح من أيام إلى عقود.

تصنيف

تُقسّم المتغيرات الكارثية إلى عدة مجموعات أصغر، تُسمى غالبًا نسبةً إلى نجم نموذجي ساطع يُميّز هذه الفئة. في بعض الحالات، يكون المجال المغناطيسي للقزم الأبيض قويًا بما يكفي لتعطيل قرص التراكم الداخلي أو حتى منع تكوّن القرص تمامًا. تُظهر الأنظمة المغناطيسية عادةً استقطابًا قويًا ومتغيرًا في ضوئها المرئي، ولذلك تُسمى أحيانًا بالأقطاب ؛ وغالبًا ما تُظهر هذه الأنظمة تقلبات طفيفة في السطوع عند ما يُفترض أنه فترة دوران القزم الأبيض.

المستعرات العظمىتُصنف هذه النجوم على أنها متغيرات كارثية، وتتميز بانفجارات هائلة تُدمر النجم الأصلي. بعضها ناتج عن أقزام بيضاء في أنظمة ثنائية، بينما البعض الآخر نجوم ضخمة للغاية.
النجوم المستعرة (الكلاسيكية)تتميز هذه المتغيرات الكارثية بانفجارات كبيرة جدًا، تتراوح من 6 إلى 19 درجة، ناجمة عن الاندماج النووي الحراري للمواد المتراكمة على القزم الأبيض.
المستعرات المتكررةتتميز هذه النجوم بنوبات تتراوح قوتها بين 4 و9 درجات، وتتكرر كل 10 إلى 80 سنة. [ 4 ] ومن الأمثلة على ذلك T Pyxidis و RS Ophiuchi .
مستعرات قزمةالنجوم القزمة المستعرة، أو نجوم U Geminorum ، هي متغيرات كارثية لوحظ أنها تزداد سطوعًا بشكل متكرر، وإن كان ذلك بمقدار أقل من النجوم المستعرة الكلاسيكية.
نجوم Z Camelopardalisتوقف مؤقتًا عند مستوى سطوع معين أقل من ذروته
نجوم SU Ursae Majorisتتميز بـ " انفجارات فائقة " تكون أكثر سطوعًا من المتوسط
نجوم إس إس سيجنييُظهر نوبات غضب ذات طولين مختلفين
مستعرات حمراء متوهجةهذه عمليات اندماج رائعة تتحول إلى وضع حرج للغاية بعد حدوث انفجار.
بولارز
نجوم AM Herculis هي أنظمة ثنائية حيث يتزامن المجال المغناطيسي للقزم الأبيض مع فترة دورانه حول النجم. وتُوجَّه المادة من النجم المانح مغناطيسيًا نحو القزم الأبيض بدلًا من أن تتشكل على هيئة قرص.
تتميز نجوم DQ  Herculis ، والتي تسمى أيضًا "الأقطاب المتوسطة"، بمجال مغناطيسي أضعف قليلاً من نجوم AM Herculis ؛ يوجد قرص تراكم، ولكن يتم إنشاء البنية الفرعية فيه بواسطة المجال.
VY Sculptorisهذه نجومٌ ينخفض ​​سطوعها أحيانًا بأكثر من درجة واحدة، مع حدوث انفجارات نادرة جدًا من نوع النجوم القزمة المستعرة خلال فترة خفوتها. وقد تكون فئة فرعية من النجوم القطبية. [ 5 ]
AM Canum Venaticorumهذه متغيرات كارثية تتكون مكوناتها من أقزام بيضاء؛ يتكون قرص التراكم بشكل أساسي من الهيليوم، وهي ذات أهمية كمصادر للموجات الثقالية .
SW Sextantisهذه النجوم تشبه النجوم القزمة المستعرة، لكن قرص التراكم فيها يكون في حالة مستقرة، لذا لا تظهر انفجارات؛ إذ ينبعث القرص بشكل غير منتظم. وهي عادةً ما تكون متغيرات كسوفية ، مع أن هذا يبدو أنه ناتج عن عملية انتقاء . [ 6 ]
Z Andromedae (المتغيرات التكافلية)هذه أنظمة ثنائية متقاربة ذات مكون بارد كبير يفقد كتلته لصالح مكون مضغوط أكثر سخونة وقرص تراكم.

يوجد أكثر من 1600 نظام تحكم بالمركبات معروف. [ 7 ] تم تجميد القائمة اعتبارًا من 1 فبراير 2006 على الرغم من اكتشاف المزيد كل عام.

اكتشاف

تُعد المتغيرات الكارثية من بين فئات الأجرام الفلكية الأكثر شيوعًا التي يجدها الهواة، نظرًا لأن المتغير الكارثي في ​​مرحلة انفجاره يكون ساطعًا بما يكفي ليتم اكتشافه بأجهزة متواضعة للغاية، والأجرام السماوية الوحيدة التي يسهل الخلط بينها وبينها هي الكويكبات الساطعة التي تكون حركتها من ليلة إلى أخرى واضحة.

يُعدّ التحقق من كون جسم ما متغيراً كارثياً أمراً سهلاً نسبياً: فهي عادةً ما تكون أجساماً زرقاء اللون، وتُظهر تغيراً سريعاً وقوياً، وتميل إلى امتلاك خطوط انبعاث مميزة . تُصدر هذه الأجسام إشعاعات في نطاقي الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية ؛ ومن المتوقع أيضاً أن تُصدر أشعة غاما، نتيجةً لفناء البوزيترونات من النوى الغنية بالبروتونات الناتجة عن الانفجار الاندماجي، ولكن لم يتم رصد ذلك بعد. [ 8 ]

يتم اكتشاف حوالي ستة مستعرات مجرية (أي في مجرة ​​درب التبانة ) كل عام، في حين تشير النماذج القائمة على الملاحظات في المجرات الأخرى إلى أن معدل الحدوث يجب أن يكون بين 20 و 50 في السنة؛ [ 9 ] ويرجع هذا التباين جزئيًا إلى الحجب بواسطة الغبار بين النجوم، وجزئيًا إلى نقص المراقبين في نصف الكرة الجنوبي وصعوبات الرصد أثناء سطوع الشمس واكتمال القمر .

سوبرهامبس

تشهد بعض المتغيرات الكارثية سطوعًا دوريًا ناتجًا عن تشوهات قرص التراكم عندما يكون دورانه في رنين مع الفترة المدارية للنظام الثنائي.

مراجع

  1. ↑ لافال، ميمي؛ جامعة ولاية لويزيانا. "النجم الثنائي V Sagittae سينفجر كمستعر أعظم شديد السطوع بحلول نهاية القرن" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يوليو 2024 .
  2. ↑ ناسا (11 ديسمبر 2017). "مقدمة عن المتغيرات الكارثية" . heasarc.gsfc.nasa.gov . تاريخ الاسترجاع: 6 أكتوبر 2024 .
  3. ↑ «علماء الفلك يكتشفون زوجًا نجميًا "كارثيًا"، مؤكدين بذلك تنبؤًا عمره عقود» . CNET . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  4. ↑ موبيرلي ، مارتن (2009). الأحداث الكونية الكارثية وكيفية رصدها . نيويورك: سبرينغر. ص 59. ISBN  978-0-387-79945-2.
  5. ↑ هاموري، جان ماري؛ لاسوتا، جان بيير (4 أكتوبر 2002). "نجوم VY Sculptoris كنجوم متغيرة مغناطيسية". علم الفلك والفيزياء الفلكية . 394 (1): 231-239 . arXiv : astro-ph/0207084 . Bibcode : 2002A & A...394..231H . doi : 10.1051/0004-6361:20021136 . S2CID 5498393 . 
  6. ↑ "الخصائص المميزة لنجوم SW Sextantis" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19-11-2007.
  7. ↑ داونز، رونالد؛ وآخرون . "كتالوج وأطلس للمتغيرات الكارثية" . 
  8. ↑ سينزياني، ف؛ سكينر، ج.ك؛ جان، ب؛ هيرنانز، م. (2008). "إمكانية رصد انبعاثات أشعة غاما من المستعرات الكلاسيكية باستخدام مرصد سويفت/بات". علم الفلك والفيزياء الفلكية . 485 (1): 223-231 . arXiv : 0804.4791 . Bibcode : 2008A & A...485..223S . doi : 10.1051/0004-6361:200809863 . S2CID 16650963 . 
  9. ↑ دارنلي، إم جيه؛ بود، إم إف؛ كيرينز، إي؛ نيوسام، إيه إم؛ آن، جيه؛ بايون، بي؛ بيلوكوروف، في؛ كالشي نوفاتي، إس؛ كار، بي جيه؛ كريز، إم؛ إيفانز، إن دبليو؛ جيرو-هيرو، واي؛ جولد، إيه؛ هيويت، بي؛ جيتزر، في إتش؛ كابلان، جيه؛ بولين-هنريكسون، إس؛ سمارت، إس جيه؛ تسابراس، واي؛ ويستون، إم. (2006). "المستعرات الكلاسيكية من مسح عدسة الجاذبية الدقيقة POINT-AGAPE لمجرة M31 - الجزء الثاني: معدل وخصائص إحصائية لمجموعة المستعرات" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 369 (1): 257-271 . arXiv : astro-ph/0509493 . Bibcode : 2006MNRAS.369..257D . doi : 10.1111/j.1365-2966.2006.10297.x . S2CID 85510790 .