أداة لرسم خرائط المجرات تكشف البقايا الكيميائية لكواكب خارجية متحطمة

لم يبحث جهاز DESI هذه المرة عن تمدد الكون، بل قرأ آثار عوالم صخرية تحطمت قرب نجوم ميتة. فقد حلل علماء الفلك الضوء القادم من 12 قزماً أبيض، وعثروا في أغلفتها على عناصر كانت جزءاً من أجرام كوكبية قبل أن تمزقها جاذبية النجوم.

الرقم الأهم
كشف DESI بين ثلاثة وعشرة عناصر في كل قزم أبيض من العينة المؤلفة من 12 نجماً، لكن ستة أطياف فقط سمحت بإعادة بناء كيميائية أعمق.

كيف يحفظ النجم الميت آثار عالم اختفى؟

القزم الأبيض هو نواة شديدة الكثافة تبقى بعد أن يستهلك نجم شبيه بالشمس وقوده. وإذا اقترب منه كويكب أو قمر أو جزء من كوكب، تستطيع قوى المد الهائلة تمزيقه، ثم تسقط شظاياه في الغلاف الجوي للنجم.

يفترض أن تهبط العناصر الثقيلة سريعاً إلى طبقات لا نراها من القزم الأبيض. لذلك يدل ظهور الأكسجين والمغنيسيوم والسيليكون والكالسيوم والحديد في طيفه على وصول حطام كوكبي حديث نسبياً. يصبح الغلاف النجمي، لفترة محدودة، سجلاً كيميائياً لمادة كانت تنتمي إلى جرم آخر.

ما الذي كشفته العينة الجديدة؟

اختار فريق الدراسة المحكمة المنشورة في دورية MNRAS اثني عشر قزماً أبيض تتميز أطيافها بوفرة معدنية استثنائية. وبدت المكونات في معظمها مألوفة، إذ تشبه مواد نيزكية بدائية وصخوراً تعرضت للمعالجة الحرارية وأجزاء محتملة من نوى أجرام كوكبية داخلية.

عند الانتقال إلى التحليل الأدق، بقيت ستة أنظمة فقط بجودة كافية. أشارت أربعة منها إلى أجرام صخرية جافة، بينما ظهر في اثنين فائض من الأكسجين يمكن تفسيره بأكاسيد أو بمادة جاءت من أجرام كوكبية أولية غنية بالماء. لا يعني ذلك اكتشاف محيطات بعيدة، فالاستنتاج مبني على ميزانية العناصر بعد تحطم الجسم وامتزاج حطامه بالنجم.

لماذا يستطيع جهاز لرسم المجرات أداء هذه المهمة؟

يركب DESI على تلسكوب Mayall في أريزونا، ويجمع آلاف الأطياف في الوقت نفسه لبناء خريطة ضخمة للمجرات وأشباه النجوم. وفي الفترات التي لا تلائم أهدافه الكونية الأساسية، يمكن توجيه جزء من قدرته إلى نجوم داخل مجرتنا. هكذا تحولت أوقات الرصد الأقل فائدة إلى برنامج جانبي لدراسة الأقزام البيضاء.

يفصل الطيف الضوء إلى أطوال موجية، ويترك كل عنصر خطوط امتصاص مميزة تشبه البصمة. ومن خلال قوتها ونماذج الغلاف النجمي، يقدر الباحثون نسب العناصر. ويتيح أرشيف الإصدار الأول الرسمي البحث في عدد أكبر بكثير من النجوم، في حين توضح الورقة أن أكثر من 1,750 قزماً أبيض يلتهم حطاماً معروف اليوم، لكن بضع عشرات فقط تمنح قياسات تركيبية دقيقة.

ما الخطوة التالية؟

القيمة التالية تأتي من توسيع العينة. يستطيع DESI فرز أعداد كبيرة من الأقزام البيضاء وتحديد الأهداف الغنية بالعناصر التي تستحق رصداً أدق بتلسكوبات أخرى. وعندها يمكن اختبار ما إذا كانت مواد تشبه صخور الأرض والمريخ والنيازك شائعة فعلاً في أنحاء المجرة.

في قراءة «نيوتقنية»، لا تقل إعادة استخدام الجهاز أهمية عن الإشارتين المحتملتين إلى الماء. أداة صممت لسؤال كوني ضخم أصبحت مختبراً للمقارنة بين جيولوجيا أنظمة كوكبية بعيدة. لا تمنحنا النتيجة أرضاً ثانية، لكنها تقربنا من معرفة المواد التي تبنى منها العوالم الصخرية.

الخلاصة

حوّل DESI أغلفة النجوم الميتة إلى سجلات لأجرام زالت منذ زمن. تظهر الأمثلة الاثنا عشر كيمياء صخرية مألوفة وحالتين مثيرتين للاهتمام، لكن الحكم الحقيقي يحتاج إلى عينة أكبر وأقل انتقائية.