النجوم الحمراء العملاقة هي فئة من النجوم التي تنتهي بحياتهم في انفجارات سوبر نوفا. دورات حياتها غير مفهومة تمامًا ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الصعوبات في قياس درجات الحرارة. لأول مرة ، طور علماء الفلك طريقة دقيقة لتحديد درجات حرارة سطح الكواكب العملاقة الحمراء.

تأتي النجوم في مجموعة كبيرة من الأحجام والكتل والتركيبات. تعتبر شمسنا عينة صغيرة نسبيًا ، خاصة عند مقارنتها بشيء مثل منكب الجوزاء المعروف باسم العملاق الأحمر. النجوم العملاقة الحمراء هي نجوم تزيد كتلتها عن تسعة أضعاف كتلة شمسنا ، وكل هذه الكتلة تعني أنه عندما تموت فإنها تفعل ذلك بشراسة شديدة في انفجار هائل يُعرف باسم المستعر الأعظم ، ولا سيما ما يُعرف باسم المستعر الأعظم من النوع الثاني.

المستعرات الأعظمية من النوع الثاني تزرع الكون بعناصر أساسية للحياة ؛ لذلك يحرص الباحثون على معرفة المزيد عنها. في الوقت الحاضر لا توجد طريقة للتنبؤ بدقة بانفجارات المستعر الأعظم. تكمن إحدى قطع هذا اللغز في فهم طبيعة الكواكب العملاقة الحمراء التي تسبق المستعرات الأعظمية.

على الرغم من حقيقة أن النجوم العملاقة الحمراء شديدة السطوع ومرئية من مسافات بعيدة ، إلا أنه من الصعب التأكد من الخصائص المهمة المتعلقة بها ، بما في ذلك درجات حرارتها. ويرجع ذلك إلى الهياكل المعقدة للغلاف الجوي العلوي مما يؤدي إلى تناقضات في قياسات درجة الحرارة التي قد تعمل مع أنواع أخرى من النجوم.

قال طالب الدراسات العليا دايسوكي تانيجوتشي من قسم علم الفلك بجامعة طوكيو: "من أجل قياس درجة حرارة الكواكب العملاقة الحمراء ، نحتاج إلى إيجاد خاصية مرئية أو طيفية لم تتأثر بغلافها الجوي العلوي المعقد". "كانت التوقيعات الكيميائية المعروفة بخطوط الامتصاص هي المرشحة المثالية ، ولكن لم يكن هناك خط واحد يكشف درجة الحرارة وحدها. ومع ذلك ، من خلال النظر إلى نسبة خطين مختلفين ولكن مرتبطين - خط الحديد - وجدنا أن النسبة نفسها مرتبطة بدرجة الحرارة. وقد فعلت ذلك بطريقة متسقة ويمكن التنبؤ بها ".

لاحظ تانيجوتشي وفريقه النجوم المرشحة بأداة تسمى WINERED والتي ترتبط بالتلسكوبات من أجل قياس الخصائص الطيفية للأجسام البعيدة. قاموا بقياس خطوط امتصاص الحديد وحساب النسب لتقدير درجات حرارة كل نجم. من خلال الجمع بين درجات الحرارة هذه مع قياسات المسافة الدقيقة التي حصل عليها مرصد جايا الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، قام الباحثون بحساب لمعان النجوم أو قوتها ، ووجدوا أن نتائجهم تتفق مع النظرية.

قال تانيجوتشي: "لا يزال لدينا الكثير لنتعلمه عن المستعرات الأعظمية والأجسام والظواهر ذات الصلة ، لكنني أعتقد أن هذا البحث سيساعد علماء الفلك على ملء بعض الفراغات". "النجم العملاق منكب الجوزاء (على كتف أوريون) يمكن أن يتحول إلى مستعر أعظم في حياتنا ؛ في عامي 2019 و 2020 خفت بشكل غير متوقع. سيكون من الرائع لو تمكنا من التنبؤ بما إذا كان سيحدث مستعر أعظم ومتى. آمل أن يساهم أسلوبنا الجديد في هذا المسعى وأكثر ".

# # #

مقال صحفي

دايسوكي تانيجوتشي ، نوريوكي ماتسوناجا ، مينججي جيان ، ناوتو كوباياشي ، كي فوكوي ، ساتوشي هامانو ، يوجي إيكيدا ، هيديو كاواكيتا ، سوي كوندو ، شوجو أوتسوبو ، هيرواكي سامشيما ، كييتشي تاكيناكا وتشيكاكو ياسوي. تم تقدير درجات الحرارة الفعالة للعمالقة الحمراء العملاقة من نسب عمق الخط لخطوط الحديد في نطاقات YJ ، 0.97-1.32 ميكرومتر. الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية.
DOI: 10.1093 / mnras / staa3855.

http://doi.غزاله /101093 /منراس /staa3855

التمويل:

تم تطوير WINERED من قبل جامعة طوكيو ومختبر التحليل الطيفي عالي الدقة بالأشعة تحت الحمراء (LiH) ، جامعة كيوتو سانغيو تحت الدعم المالي من Grants-in-Aid ، KAKENHI ، من الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم (JSPS ؛ Nos 16684001، 20340042، و 21840052) والبرنامج المدعوم من MEXT لمؤسسة البحوث الاستراتيجية في الجامعات الخاصة (رقم S0801061 و S1411028). تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة Masason. تعترف DT بالدعم المالي من منحة Toyota / Dwango AI ومؤسسة Iwadare للمنح الدراسية في عام 2020. NM و NK و HK
الاعتراف بالدعم المالي لـ KAKENHI رقم 18H01248. وتقر NK أيضًا بالدعم المقدم من خلال البرنامج التعاوني العلمي بين اليابان والهند بين عامي 2013 و 2018 بموجب اتفاق بين JSPS ووزارة العلوم والتكنولوجيا (DST) في الهند. تقر KF بالدعم المالي لـ KAKENHI رقم 16H07323. يقر HS بالدعم المالي لـ KAKENHI رقم 19K03917.

روابط مفيدة