في سابقة هي الأولى من نوعها

دراسة جديدة لمركز علوم الفضاء في جامعة نيويورك أبوظبي تكتشف أنماطاً دقيقة للحركة الدورانية للنجوم الشبيهة بالشمس

تؤكد الدراسة أن سرعة دوران النجوم الشبيهة بالشمس عند خط الاستواء تزيد بمقدار مرتين ونصف مقارنة بالسرعة عند مناطق دوائر العرض العليا

أجرى الدراسة فريق من الباحثين وعلماء الفيزياء الفلكيّة في الجامعة

حقائق أساسيّة

نجح العلماء المشاركون بالدراسة لأول مرة بقياس الدوران التفاضلي للنجوم الشبيهة بالشمس

تزيد سرعة دوران النجوم الشبيهة بالشمس عند خط الاستواء بمقدار مرتين ونصف مقارنة بالسرعة عند دوائر العرض المتوسطة والعليا؛ وهي نتيجة تتحدى المفاهيم العلمية السائدة حالياً حول دوران النجوم

تقدم دراسة كيفية دوران النجوم رؤىً متعمقة حول كيفية توليد النجوم لنشاطها المغناطيسي، ومن ضمنها الشمس

أبوظبي، 21 سبتمبر 2018: كشفت دراسة بحثيّة أجراها فريق من العلماء والباحثين في جامعة نيويورك أبوظبي أن النجوم الشبيهة بالشمس تدور حول نفسها بسرعة تزيد بمقدار مرتين ونصف عند خط الاستواء مقارنة بالمناطق البعيدة عن خط الاستواء، في استنتاج يتحدّى المفاهيم العلميّة السائدة حالياً حول حركة النجوم الدورانية.

ولم تنطوِ الأبحاث العلمية الصادرة حتى اليوم إلا على قدر ضئيل جداً من المعلومات حول الأنماط الدورانية الدقيقة للنجوم الشبيهة بالشمس، إذ كان فقط من المعروف أن هذه النجوم تدور بسرعة أكبر عند خط الاستواء مقارنة بالسرعة عند دوائر العرض البعيدة عن خط الاستواء، تماماً مثل الشمس.

وقد استعان العلماء في مركز علوم الفضاء في جامعة نيويورك أبوظبي بملاحظات ونتائج وتفسيرات مُستمدّة من بعثة تلسكوب ’كيبلر‘ الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأمريكية ’ناسا‘، ودراسة تذبذب النجوم (الأستيروسيسمولوجي) – وهو العلم الذي يدرس الموجات الصوتية وحركة انتشارها داخل النجوم؛ وذلك بهدف توصيف كيفية دوران النجوم الشبيهة بالشمس بشكل دقيق، الأمر الذي لم تنجح أي طريقة علمية أخرى في تحقيقه.

وأظهرت الدراسة أن النجوم الشبيهة بالشمس، وهي النجوم التي تشبه الشمس من حيث الكتلة والعمر الفلكي، تدور فعلياً بطريقة مُماثلة لدوران الشمس، والتي تدور بدورها بسرعة تزيد عند خط استوائها بسرعةٍ أكبر مقارنة بالسرعة عند المناطق الممتدة بين دوائر العرض المتوسطة والعليا. ولكن ثمة فرقٌ رئيسي في هذا السياق؛ إذ تزيد سرعة الشمس عند خط استوائها بنحو 10% مقارنة بمناطق دوائر العرض المتوسطة، في حين تدور تزيد سرعة النجوم الشبيهة بالشمس عند خط استوائها بمقدار مرتين ونصف مقارنة بمناطق دوائر العرض المتوسطة.

وتعليقاً على ذلك، قال عثمان بن عمر، باحث مشارك في مركز علوم الفضاء في جامعة نيويورك أبوظبي، ومؤلف رئيسي في الدراسة الجديدة التي نشرتها مجلة ’ساينس‘ الأمريكية العلميّة: “توصلت الدراسة إلى نتائج غير متوقعة، فهي تتحدّى عمليات المحاكاة العددية الحالية التي تؤكد أن مثل هذه النجوم لا يجب أن تتمكن من الحفاظ على دورانٍ تفاضلي بهذا الحجم الكبير”.

وبدوره، قال كاتبالي سرينيفاسان، باحث أساسي في مركز علوم الفضاء في جامعة نيويورك أبوظبي: “إن فهم مبدأ الدوران التفاضلي – أي دراسة اختلاف سرعة الدوران الزاويّة لأحد أجزاء النجوم مقارنة ببقية أجزائه – ينطوي على أهمية كبيرة، ليس فقط للتوصل لمعرفة أوسع حول آليات عمل النجم فحسب، بل وكذلك لاكتساب رؤى أعمق حول طبيعة وتأثير الحقول المغناطيسية التي تولدها”.

ومن المعروف أن حقول الشمس المغناطيسية تسبب عواصف شمسية هائلة تؤدي من وقت لآخر للتشويش على الأقمار الصناعية التي تدور في الفضاء، كما تتسبب في توقف شبكات الكهرباء في الأرض عن العمل.

ويُجمع العلماء على أن دوران الشمس يلعب دوراً حاسماً في توليد المجال المغناطيسي الشمسي، ولكن التفاصيل الدقيقة في هذا السياق لا تزال غامضة، رغم أن كوكب الشمس قد خضع للدراسة المفصلة والرصد الدقيق طوال السنين الماضية.

وأضاف سرينيفاسان: “إن التعرّف أكثر على آليّة حركة النجوم الدورانية، وتوليد الحقول المغناطيسية الخاصة بها سيساعدنا بلا شك على اكتساب مزيد من الرؤى المتعمّقة حول مبدأ الدينامو الشمسي، وهي العملية الفيزيائية التي تؤدي لتوليد الحقل المغناطيسي الشمسي.

وتأتي الدراسة الجديدة حول استكشاف الدوران التفاضلي للنجوم الشبيهة بالشمس بالتوازي مع الدعم المٌقدّم من معهد جامعة نيويورك أبوظبي إلى مركز علوم الفضاء في الجامعة لغاية عام 2023.

حقائق إضافية

دراسة تذبذب النجوم (الأستيروسيسمولوجي)

هي الدراسة التي تتيح للعلماء تحديد كيفية دوران النجم بدقة عن طريق قياس ترددات الموجات الصوتية داخل النجم. كما يتم الاعتماد على علم الزلازل الشمسية (الهليوسيسمولوجي) لتحقيق نفس الغرض.

الدوران التفاضلي

تختلف سرعات الدوران الزاوية للشمس والنجوم من منطقة لأخرى تبعاً للاختلاف في دوائر العرض، وذلك نظراً لطبيعتها الغازية (حيث تدور في الوسط بسرعة أكبر مقارنة بمنطقة القطبين). على النقيض من ذلك، تحكم كرة السلة التي تلتف حول نفسها قوانين الحركة الدورانيّة للأجسام الصلبة؛ فهي تدور بنفس السرعة الزاوية في جميع مناطقها من أعلاها لأسفلها.

حول جامعة نيويورك أبوظبي

تضم جامعة نيويورك أبوظبي أول حرم جامعي شامل للآداب والعلوم الإنسانية في الشرق الأوسط تتم إدارتها من الخارج من قبل جامعة بحثية أمريكية مرموقة. وتدمج الجامعة باقة مختارة من مناهج علوم الآداب والعلوم الإنسانية والهندسية والعلمية مع مركز عالمي مرموق للبعثات والبحوث الجامعية لتتيح لطلابها القدرة على تحقيق النجاح في عالم اليوم الذي يزداد ترابطاً، إلى جانب فرص التعاون والتطور لمواجهة التحديات التي تواجهها الإنسانية. وتستقطب الجامعة الطلبة المتفوقين من 115 دولة مختلفة والذين يتحدثون أكثر من 115 لغة. وتشكل جامعات نيويورك في كل من نيويورك وأبوظبي وشنغهاي المحور الأساس لجامعة عالمية فريدة من نوعها، تتيح لهيئة التدريس والطلاب على حد سواء الفرصة لتجربة بيئات تعلم متنوعة ومعرفة المزيد حول الثقافات الأخرى في واحدة أو أكثر من المؤسسات الأكاديمية التابعة لجامعة نيويورك في ست قارات.