مفاجأة مذهلة: العلماء يعتقدون بوجود شمس أخرى داخل مجموعتنا الشمسية !

☀️ شمس جديدة في النظام الشمسي: لغز العملاق تايكي

أنا عايزك تفترض انك صحيت من النوم بدري علشان تصلي الفجر، وبعدين زي عادتك فتحت الراديو علشان تتأكد من ميعاد الشروق. وخلال ما أنت بتألّف في محطات الراديو سمعت خبر خلاك تشك إذا كنت صحيت فعلاً ولا لسه نايم. الخبر اللي أنت سمعته كان بيقول إن علماء الفلك اكتشفوا شمس جديدة في مجموعتنا الشمسية.

بعيداً بقى عن إذا كنت بتحلم ولا قمت فعلاً من النوم، خليني أقول لك ان الخبر اللي أنت سمعته ده مش بعيد أبداً عن الصحة. والحقيقة ان مسألة اكتشاف الأجرام الفضائية بكل أنواعها مش بيعتبر موضوع جديد، خصوصاً بعد إسهامات كيبلر وجاليليو ومن بعدهم نيوتن في تفسير حركة الأجسام. فعن طريق قوانين الحركة وحساب تأثيرات الجاذبية على مدارات الأجرام في الفضاء، الفلكيين بقى عندهم القدرة انهم يكتشفوا الأجرام الفضائية قبل حتى ما يشوفوها.

الكلام ده حصل فعلاً مع كواكب زي يورانوس ونبتون. ولكن الحقيقة ان مش كل الأجرام كان عندها نفس الدرجة من التعاون. فبعض الأجرام اللي سماها علماء الفلك بـالأجرام المراوغة ما كانش بيتم رصدها بصرياً بالتلسكوبات، وده على الرغم من كل الحسابات الفلكية اللي بتأكد وجودها. وكان الاعتقاد الغالب ان السبب راجع لضعف التكنولوجيا وقتها. وفعلاً مع التطورات في أدوات الرصد، بدأت بعض الأجرام المراوغة تستسلم، ولكن البعض برضه أصر على المراوغة والاختفاء. ويمكن أهم الأجرام دي هو العملاق تايكي (Tyche)، وده عبارة عن كوكب متوقع وجوده على أطراف المجموعة الشمسية، واللي بيعتقد العلماء ان هو السبب في الاضطرابات القوية للأجرام في القرص المبعثر وسحابة أورت. على فكرة اختيار اسم تايكي ده كان بنفس طريقة اختيار أسماء يورانوس ونبتون. فيورانوس ونبتون كان تم اختيار أسمائهم برضه قبل الرصد البصري.

المهم ان الحكاية لو كانت بتقف عند الحد ده ما كانش الموضوع هيبقى غريب، ولكن التطورات اللي حصلت في القرن الـ 21 خلت الموضوع يروح في حتة تانية خالص. فمن الوقت ده وأغلب علماء الفلك إن لم يكن كلهم بقوا مقتنعين ان العملاق تايكي ده لو كان موجود فعلاً فهو في الحقيقة عبارة عن نجم جديد ومش كوكب.

في مقالنا النهارده هنفهم الموضوع ونشوف وصل لحد فين، وأكيد هنعرف اذا كان وارد فعلاً اننا نصحى في يوم ونلاقي الشمس وأخوها الجديد تايكي بيشرقوا مع بعض ولا مستحيل؟

🪐 تصنيف النجوم ومناطق المجموعة الشمسية

كنا اتكلمنا قبل كده على القناة عن أنواع النجوم وتصنيفها ودورة حياتها وأكيد برضه اتكلمنا في أجزاء من مقالات عن المجموعة الشمسية، ولذلك أنا مش هتكلم عن المواضيع دي بالتفصيل النهارده، إنما أنا هاخد باختصار المفاهيم المهمة المرتبطة بمقالنا.

أول حاجة محتاجين نفتكرها هو تصنيف النجوم. فالنجوم بتختلف عن بعض في شوية حاجات زي مثلاً الحجم ودرجة الحرارة واللون. ومع مراعاة المعايير دي العلماء قسموا النجوم دي لـسبع أنواع وبيتم التعبير عن كل نوع منهم بـحرف لاتيني. يعني على سبيل المثال: النجوم اللي بتبدأ بحرف الـ O هي أضخم النجوم وأعلاها في درجة الحرارة، واللي بتنتهي بحرف الـ M بيمثل أصغر النجوم وأقلها في درجات الحرارة، بحيث ان الترتيب بيكون تنازلي زي ما أنت شايف: O, B, A, F, G, K, M. وبالمناسبة برضه شمسنا بتصنف من النوع G، يعني حجمها ودرجة الحرارة بتاعتها بتكون من النوع الأقل من المتوسط.

ولكن المهم انه مع تطور التلسكوبات وأدوات الرصد تم اكتشاف نوعيات جديدة من النجوم أصغر ودرجة حرارتها أضعف، ولذلك رجع العلماء وأضافوا حروف زي الـ L والـ T والـ Y. ودي عبارة عن فئات جديدة. وعلى فكرة في فئة كمان تم اقتراحها لسه السنة دي 2025 اللي هي فئة الـ H.

اللى يهمنا بقى من القصة دي ان انخفاض درجة حرارة الفئات الجديدة وصغر حجمها مش بيمكنوها من القيام بعملية الاندماج النووي للهيدروجين. بعض النجوم بس خاصة من الفئة L هي اللي بتعمل عملية مشابهة، فهي اللي بتقدر انها تدمج بين الديوتيريوم (Deuterium). الديوتيريوم هو أحد نظائر الهيدروجين وبيسمى فعلاً بـالهيدروجين الثقيل، وده لأن نواته بتحتوي على بروتون واحد ونيوترون واحد، على عكس نواة الهيدروجين اللي بتحتوي على بروتون واحد بدون أي نيوترونات. الخلاصة المهمة والواضحة من الكلام ده كله ان النجوم عبارة عن أنواع متفاوتة جداً في الخصائص.

الحاجة الثانية اللي عايزين نفتكرها مع بعض هي ان مجموعتنا الشمسية بيتم تقسيمها لمناطق:

1. فـالمنطقة الأولى هي منطقة الكواكب الثمانية الصخرية والغازية من أول عطارد لحد نبتون.

2. والمنطقة الثانية اللي هي الأبعد من الأولى هي منطقة حزام كويبر (Kuiper Belt).

3. والمنطقة الثالثة اللي هي الأبعد من الثانية هي منطقة الاسكاتر ديسك (The Scattered Disc) أو القرص المبعثر. والمنطقة دي زي ما هو واضح حتى من اسمها هي عبارة عن منطقة غير منتظمة وبيعتقد ان في كتلة كبيرة مأثرة على حالة الأجرام اللي فيها.

4. كمان عندنا المنطقة الرابعة في المجموعة الشمسية وهي منطقة سحابة أورت (Oort Cloud). ودي بقى آخر منطقة في النظام الشمسي وهي برضه المنطقة اللي بتشهد أعلى نسبة من الاضطرابات لدرجة ان العلماء بسبب الاضطرابات دي مش قادرين يحسبوا حدود المنطقة بالظبط وبيظهر الكلام ده في التفاوت الكبير في التقديرات لمساحة المنطقة دي. فالتقديرات بتتراوح ما بين 2000 وحدة فلكية لـ 100,000 وحدة فلكية. الـ Astronomical Unit (AU) أو الوحدة الفلكية هي المسافة ما بين الأرض والشمس، وبتساوي تقريباً 150 مليون كم. ولما أقول لك 100,000 وحدة فلكية يبقى تضرب الـ 100,000 في 150 مليون كم.

المهم ان كل الاضطرابات دي ومشاكل الأجرام في المنطقة الثالثة والرابعة يحلها حاجة واحدة بس وهو ان يكون في كتلة ضخمة لجرم سماوي بياثر عليهم. بعد ما راجعنا مع بعض شوية الحاجات اللي هنستفيد بيهم في موضوعنا دلوقتي نقدر نرجع بالزمن لسنة 1984.

☄️ العملاق نيميسيز (Nemesis) وتحول تايكي (Tyche)

السنة دي تحديداً كانت هي بداية الإحساس بمشاكل المنطقة الثالثة والرابعة في مجموعتنا الشمسية. خلي بالك ان الفترة دي كان تصنيف النجوم المعروف مكون بس من سبع أنواع. والمهم انه في السنة دي بالتحديد ظهرت فرضية من علماء الفلك بتقول باحتمالية وجود كوكب عملاق مختبئ على أطراف المجموعة الشمسية.

والفرضية دي كان ليها فايدة مزدوجة عند العلماء:

1. فأولاً هتحل كثير من المشاكل والاضطرابات اللي قابلها العلماء في دراسة مسارات بعض الأجرام.

2. وثاني حاجة هتكون تفسير مناسب لبعض الكوارث والانقراضات اللي حصلت على الأرض.

فالكوكب ده بيعتقد انه بيسبب اضطرابات ضخمة للمذنبات والكويكبات في المنطقة الثالثة والرابعة، والاضطرابات دي بدورها بتتسبب في إرسال أجرام كارثية في اتجاه النظام الداخلي للشمس واللي بالتبعية بيخلي بعض الأجرام توصل للأرض وتسبب الكوارث. بالمناسبة كان بيعتقد ان الكوكب العملاق ده هو السبب في ضرب الأرض بـكويكب تشيكسولوب (Chicxulub) والكويكب ده اللي أدى لانقراض الديناصورات وفنائها.

وبما ان الكوكب العملاق ده عامل القلق والشر ده كله للمجموعة الشمسية وللعلماء، فاختاروا له اسم مناسب ليه وهو نيميسيز (Nemesis). ونيميس ده هو إله الانتقام والصقر في الميثولوجيا اليونانية.

الكلام ده استمر لحوالي أربع سنين لحد ما بالصدفة حصل اكتشاف مثير في سنة 1988. تم العثور على مرافق باهت لنجم اسمه جي دي ه بي (GD 165B) والمرافق ده ما أظهرش أي صفة من الصفات اللي بتميز أي جرم معروف، فلا هو بارد وحجمه زي الكواكب بما فيها الكواكب الغازية العملاقة، ولا هو ضخم ودرجة حرارته زي أي واحد من أنواع النجوم السبعة في التصنيف. فدرجة حرارته كانت أكثر برودة من أصغر النجوم من الفئة M. باختصار كان من الواضح ان النجم ده انه عبارة عن صديق نجم برضه في نظام ثنائي، ولكن بالمواصفات الجديدة للنجم ده تم الاستقرار على إضافة فئة جديدة من تصنيف النجوم وهي فئة الـ L.

طبعاً الكشف ده أدى للشك انه يكون نيميسيز هو كمان من نوع جديد، خاصة ان كتلته وحجمه كانوا مثيرين للشكوك بنسبة كبيرة، فبعض التقديرات كانت بتقول انه 80 ضعف كوكب المشترى عملاق المجموعة الشمسية. يعني كان تقريباً إستحالة ان الجرم ده يكون مجرد كوكب. ولكن الأهم بقى من الكلام ده كانت الدراسات الجديدة اللي أكدت براءة نيميسيز من تهمة الكوارث الأرضية. ولذلك قرر العلماء تغيير اسمه من نيميسيز لـتايكي (Tyche). وتايكي بقى هي الأخت الطيبة الخيرة لـ نيميسيز في الأساطير اليونانية ولذلك كان الاسم من وجهة نظرهم مناسب أكتر.

🔎 الأقزام البنية وسباق الرصد بالأشعة تحت الحمراء

المشكلة الرئيسية اللي كانت بتواجه العلماء في الثمانينات والتسعينات من القرن العشرين كانت بدائية تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء والاعتماد كله في وقتها كان على تلسكوبات الضوء المرئي. والفكره بقى ان الفئة الجديدة دي من النجوم زي نجم جي دي ه بي معظم إشعاعاتهم بتكون في نطاق الأشعة تحت الحمراء، يعني مش بتشع أي ضوء تقريباً في نطاق الأطوال الموجية للضوء المرئي. وده لأنها زي ما قلنا عبارة عن نجوم صغيرة وأقل من الفئات اللي قبلها في الحجم والحرارة والإضاءة. لذلك كان اكتشاف النوعية دي من النجوم بيتم عن طريق الصدفة خلال دراسة أجرام قريبة منها، فمن الممكن للتلسكوبات العادية لو اتوجهت للاتجاه الصحيح ولو عن طريق الصدفة ممكن تحس على الأقل بـنشاط غير طبيعي.

المهم بقى ان السنين مرت ووصلنا لسنة 1995. وفي خلال السنة دي حصل تطور جديد. فللمرة الثانية بل والثالثة بيتكرر حادث نجم جي دي ه بي. يعني المرة دي تم العثور على نجمين جداد مش نجم واحد، مرة مع نجم صغير وباهت وتم تسميته بـجليز 229 بي (Gliese 229B) ومرة مع نجم أصغر وأضعف في الإضاءة وتم تسميته بـتايدي 1 (Teide 1).

في الوقت ده ارتاح ضمير العلماء تماماً لـفكرة الفئات الجديدة من النجوم، بل ده تم اقتراح مصطلح الأقزام البنية (Brown Dwarfs) على كل الفئات الجديدة تحت الفئة M. وكلمة الأقزام دي علشان هي بتكون عبارة عن نجوم صغيرة ومش بتقدر تقوم بعملية الاندماج النووي. أما اختيار اللون البني فما كانش أكثر من مجرد لون تقريبي غير مستخدم في الوصف قبل كده. يعني الأقزام البنية دي مش لازم ان لونها يبقى بني، انما تم اختيار اللون ده علشان تقريباً كل الألوان الثانية كانت محجوزة في المسميات الفلكية السابقة. يعني لو فاكر دورة حياة النجوم هتبقى فاكر مثلاً الأقزام البيضاء والأقزام الحمراء والأقزام السوداء. وبالمناسبة الأقزام السوداء بتكون عبارة عن مرحلة في عمر النجوم لسه ما حصلتش.

عموماً الكلام ده يا صديقي مش موضوعنا، احنا اللي يهمنا دلوقتي هي الأقزام البنية اللي بتحوم الشبهات حوالين وجود واحد منها في مجموعتنا الشمسية. طبعاً اكتشاف الثلاث نجوم دول كانوا حسموا تقريباً موضوع العملاق تايكي. فاللي بقى واضح باتفاق الجميع ان لو كان تايكي موجود بالفعل فهيكون عباره عن نجم جديد بيعتبر أقرب نجم لشمسنا بالتاكيد من بعد اكتشاف النجوم دي.

زاد اهتمام علماء الفلك بمحاولة العثور على تايكي المراوغ. ولذلك في سنة 1999 قدم ثلاثة من علماء جامعة لويزيانا الأمريكية دراسة قوية لمجتمع الفلك، والعلماء الثلاثة دول هم جون ماتس وباتريك وايت مان ودانييل وايت ماير. واللي قدموا دراسة متكاملة عن مواصفات النجم تايكي وموقعه المحتمل. ولكن برضه رغم قوة الدراسة ما كانش ممكن اعتبارها حقيقة من غير الرصد البصري. ولذلك هيستمر الجدل لـ 10 سنين ثانيين حوالين تايكي لحد اختراع تلسكوب وايز (WISE). والتلسكوب ده مخصص للبحث عن الأجرام داخل المجموعة الشمسية واللي بيقدر انه يقوم بعملية المسح بالأشعة تحت الحمراء.

في نفس سنة ظهور التلسكوب ده كان أول العلماء اللي استخدموه هم الثلاثي جون ماتس وباتريك وايت مان ودانييل وايت ماير. وبدأ الفريق يجمع البيانات ويقارنها مع الدراسة بتاعته اللي قدمها من 10 سنين. وكانت الخطوات مبشرة جداً لدرجة انضمام علماء جداد ليهم زي مثلاً العالم هارولد ليفيسون مدير معهد أبحاث الجنوب بولاية كولورادو واللي بيعتبر من أكبر المتخصصين في دراسة سحابة أورت واللي أكد على سلامة بيانات واستنتاجات الفريق الثلاثي.

ولكن وكالة ناسا في الوقت ده أصدرت بيان وقالت فيه بالحرف الواحد: “إنه من السابق لأوانه معرفة ما إذا كانت بيانات وايس تؤكد أو تنفي وجود جسم كبير في سحابة أورت وذلك سيلزم إجراء تحليلات على مدى الأعوام المقبلة لتحديد ما إذا كان وايس رصد بالفعل مثل هذا العالم أم لا“.

خلال ما كان الكل بيترقب ان ناسا تؤكد وجود النجم تايكي. فوجئ الجميع بعالم فلك من جامعة بنسلفانيا اسمه كيفين لومان بيعلن عن اكتشافه لـقزم بني جديد سماه لومان 16 (Luhman 16). وبسبب انه حدد موقعه تماماً وقدر انه يرصده بصرياً فـناسا خرجت وأكدت صحة المعلومات. وبصرف النظر عن خصائص ومواصفات لومان 16 لأنها ما تهمناش، اللي يهمنا هو التصريح الناري لناسا واللي عمل صدمه لمجتمع الفلك. ففي نفس اليوم اللي أعلنت فيه ناسا عن لومان 16 سنة 2014 قالت في بيانها ان مسح تلسكوب وايس ما كانش كافي لإيجاد النجم تايكي. يعني النجم اللي كان له الفضل في اكتشاف إخواته هو لسه نفسه لم يستدل عليه.

بس خلي بالك بقى ان كان في حاجة برضه مهمة وهي ان البيان بتاع ناسا ده ما كانش بينفي وجود تايكي. هو بس قال ان البيانات اللي اتقدمت ما كانتش كافية لحسم القرار، والأفضل هو الانتظار لحد ما يجي يوم الرصد البصري.

🌗 الخاتمة: تايكي وغياب شمس ثانية

الخلاصة ان احتمال العثور على نجم جديد في المجموعة الشمسية هو احتمال قائم ومازال وارد. ولكن اللي مش وارد بقى اننا نصحى الصبح ونلاقي شمسين. فالنجم الجديد ده لو تم اكتشافه هيكون موجود على أطراف المجموعة الشمسية وسحابة أورت، يعني هيكون موجود في المنطقة اللي الشمس نفسها مش بتبان منها. والمنطقة دي ولا بيوصل لها ضوء الشمس ولا حرارتها، وهي منطقة فعلاً كلها عبارة عن مستودع للأجرام الجليدية، وكل علاقة الشمس بيه هي الآثار الضعيفة للجاذبية.

ولذلك وبنفس المبدأ، مش هيبقى من الممكن أبداً الإحساس بضوء أو حرارة القزم البني تايكي.

اللي هختم بيه المقال بقى هو سؤال، سؤال أنا هعمل عنه موضوع خاص بالتفصيل لإجابته. على الأغلب السؤال ده خطر في بال البعض وهو بيشوف المقال. أما اللي ما جاش في باله السؤال فـ يا ريت يفكر في الإجابة: ليه الأقزام البنية بتشع في نطاق الأشعة تحت الحمراء وما بتشعش ضوء مرئي؟