نموذج ثلاثي الأبعاد يكشف عن "ميزات مذهلة" في سديم عين القط

ابتكر علماء الفيزياء الفلكية أول نموذج ثلاثي الأبعاد بواسطة الكمبيوتر لسديم عين القط، كشف عن زوج من الحلقات المتماثلة تحيط بالقشرة الخارجية للسديم.

ويشير تناسق الحلقات إلى أنها تشكلت بواسطة نفاثة مسبقة، ما يوفر دليلا قويا على وجود نجم ثنائي في مركز السديم.

ويتشكل السديم الكوكبي عندما يقذف نجم ذو كتلة شمسية محتضر طبقته الخارجية من الغاز، ما يخلق بنية ملونة تشبه الصدفة مميِّزة لهذه الأجسام.

ويُعد سديم عين القط، المعروف أيضا باسم NGC 6543، أحد أكثر السدُم الكوكبية المعروفة تعقيدا وغرابة. ويبعد ما يزيد قليلا عن 3000 سنة ضوئية عن الأرض، ويمكن رؤيته في كوكبة التنين.

Researchers have created the first computer-generated three-dimensional model of the Cat's Eye Nebula, revealing a pair of symmetric rings encircling the nebula’s outer shell. pic.twitter.com/yBnvLtjWsB

— Royal Astronomical Society (@RoyalAstroSoc) September 21, 2022

كما تم تصوير سديم عين القط بواسطة تلسكوب هابل الفضائي بدقة عالية، ما كشف عن بنية معقدة من العقد والأصداف الكروية والخيوط شبه المقوسة.

وحير هذا التركيب الغامض للسديم علماء الفيزياء الفلكية لأنه لا يمكن تفسيره بالنظريات المقبولة سابقا لتشكّل السُدُم الكوكبية.

A stunning @NASAHubble image of the planetary nebula NGC 6543, known as "Cat's Eye Nebula." It exhibits concentric gas shells, jets, and shock-induced knots of gas.The 'rings' are edges of spherical bubbles, suggesting the star ejected mass in pulses at 1,500-year intervals. pic.twitter.com/zq8quVCiE1

— Mario Livio (@Mario_Livio) September 20, 2022

وأظهرت الأبحاث الحديثة أن النفاثات المسبقة كانت مثابة آليات تشكيل محتملة في السدم الكوكبية المعقدة مثل NGC 6543، لكنها تفتقر إلى نموذج مفصل لها.

وقرر رايان كليرمونت، أحد المتحمسين لعلم الفلك، وقائد الدراسة، محاولة إنشاء بنية ثلاثية الأبعاد مفصلة لعين القط لمعرفة المزيد عن الآلية المحتملة التي أعطتها شكلها المعقد.

وللقيام بذلك، تعاون مع الدكتور وولفغانغ ستيفن من الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك، ونيكو كونينغ من جامعة كالغاري، اللذين طورا برنامج SHAPE للنمذجة الفيزيائية الفلكية الثلاثية الأبعاد، وهو مناسب بشكل خاص للسدم الكوكبية.

ولإعادة بناء الهيكل الثلاثي الأبعاد للسديم، استخدم العلماء البيانات الطيفية من مرصد سان بيدرو مارتير الوطني في المكسيك، والذي وفر معلومات مفصلة عن الحركة الداخلية للمواد في السديم. وجنبا إلى جنب مع هذه البيانات والصور من تلسكوب هابل الفضائي، أنشأ كليرمونت نموذجا ثلاثي الأبعاد جديدا، مؤكدا أن حلقات من الغاز العالي الكثافة ملفوفة حول الغلاف الخارجي لعين القط.

والمثير للدهشة أن الحلقات متماثلة تماما تقريبا بعضها مع بعض، ما يشير إلى أنها تشكلت بواسطة نفاثة، وهي تيار من الغاز عالي الكثافة يقذف في اتجاهين متعاكسين من النجم المركزي للسديم.

وعرضت النفاثة حركة مدارية مشابهة للحركة المتذبذبة لقمة دوارة. وعندما تتأرجح النفاثة، أو تتقدم، تحدد دائرة مكوِّنةً الحلقاتِ حول عين القط.

ومع ذلك، تشير البيانات إلى أن الحلقات جزئية فقط، ما يعني أن النفاثات المدارية لم تكمل أبدا دورانا كاملا بزاوية 360 درجة، وأن ظهور النفاثات كان مجرد ظاهرة قصيرة العمر.

وتعد مدة التدفقات الخارجة معلومة مهمة لنظرية السدم الكوكبية. فنظرا لأن النجوم الثنائية فقط يمكنها تشغيل نفاثة مدارية في السديم الكوكبي، فإن نتائج الفريق هي دليل قوي على وجود نظام من هذا النوع في مركز عين القط.

ونظرا لتغير زاوية واتجاه النفاثة بمرور الوقت، فمن المحتمل أنها شكلت جميع الميزات التي شوهدت في عين القط، بما في ذلك النفاثات والعقد. وباستخدام النموذج الثلاثي الأبعاد، تمكن العلماء من حساب زاوية الميل والفتح للنفاث المداري بناء على اتجاه الحلقات.

المصدر: phys.org 

مشاركة الخبر: نموذج ثلاثي الأبعاد يكشف عن "ميزات مذهلة" في سديم عين القط على وسائل التواصل من نيوز فور مي