يعيد علماء الفلك النظر في تكوين السدم الكوكبية

كانت السدم الكوكبية معروفة للعلم منذ أكثر من 200 عام، وكانت تُعتبر منذ فترة طويلة أجسامًا بسيطة نسبيًا، وهي عبارة عن أغلفة غازية متوسعة يفرزها نجم يحتضر في وقت متأخر من تطوره. وبالعودة إلى القرن العشرين، أصبح من الواضح أن مثل هذه السدم تنشأ عندما يتخلص جسم يشبه الشمس، أثناء مروره بمرحلة العملاق الأحمر، من طبقاته الخارجية، تاركًا وراءه نواة ساخنة تؤين الغاز المحيط به. وصف النموذج الكلاسيكي هذه العملية بأنها تفاعل بين الرياح النجمية البطيئة في مرحلة مبكرة وريح أسرع في مرحلة لاحقة. هذا ما يشكل القشرة المضيئة. ومع ذلك، تظهر دراسة مراجعة جديدة أن هذه الصورة “البسيطة” لم تعد صحيحة. ساعدت بيانات الرصد التي تم الحصول عليها باستخدام التلسكوبات الفضائية ومقاييس التداخل الراديوي في الكشف عن أن معظم السدم لها بنية معقدة ثلاثية الأبعاد. يمكن أن تكون ثنائية القطب – مع “فصين” متقابلين من قذف المادة، ومتعددة الأقطاب – مع عدة اتجاهات للقذف، ولها أيضًا حلقات ولوالب ونفاثات وحتى “عقد” من المادة.

علاوة على ذلك، فإن العديد من هذه الهياكل تظهر قبل وقت طويل من ظهور السديم، حتى في مرحلة ما يسمى بالسديم الكوكبي الأولي. يشرح علماء الفلك ذلك بالقول إن عملية تكوين السديم هي أكثر ديناميكية. فبدلاً من إطلاق مادة واحدة، تحدث سلسلة من الحلقات، موجهة أحيانًا في اتجاهات مختلفة. يمكن للتدفقات السريعة للغاز أن تخترق القذائف المقذوفة مسبقًا، مما يخلق أشكالًا معقدة. وفي بعض الحالات، يتم ملاحظة نفاثات موجهة بشكل ضيق تصل سرعتها إلى مئات الكيلومترات في الثانية، بالإضافة إلى حلقات منتظمة، مما قد يشير إلى انفجارات دورية لنشاط النجوم. ووفقا للباحثين، يمكن للأنظمة النجمية المزدوجة أن تفسر هذا التعقيد. اتضح أن جزءًا كبيرًا من النجوم المركزية للسدم الكوكبية لها رفاق. تفاعل الجاذبية الخاص بهم، بدوره، قادر على تشكيل الأقراص واللوالب والقذف الموجه للمادة. علاوة على ذلك، في بعض الأحيان يمكننا التحدث عن الأنظمة الثلاثية، مما يزيد من تعقيد الديناميكيات.

يتم إنشاء دسيسة إضافية من خلال حقيقة أن الجزء الأكبر من المادة في السدم لا يقع في الغاز المضيء، ولكن في السحب الجزيئية الباردة والغبار، وهو أمر أكثر صعوبة في مراقبته. يمكن لهذه المكونات أن تلعب دورًا حاسمًا في تكوين الهيكل، على سبيل المثال من خلال إنشاء “أحزمة” كثيفة توجه تدفقات الغاز وشكل “الساعة الرملية” المميز. يمكنك قراءة النص الكامل للعمل العلمي على خادم ما قبل الطباعة بجامعة كورنيل. وهكذا، على الرغم من عقود من البحث، لا تزال العديد من الأسئلة حول السدم الكوكبية مفتوحة: لا يزال العلماء لا يعرفون سبب ظهور الهياكل متعددة الأقطاب، وما الذي يؤدي إلى انبعاث المادة بشكل دوري، وكيف تتشكل الجزيئات العضوية المعقدة في هذه البيئات المتخلخلة. حتى تعريف السديم الكوكبي مطروح للنقاش، حيث يمكن أن تبدو الأجسام المختلفة متشابهة جدًا. وتتحول هذه الهياكل من “الخاتمة الجميلة” لحياة النجوم إلى مختبرات فيزيائية فلكية حقيقية، حيث تتشابك الهيدروديناميكية والكيمياء والجاذبية. وستساعد دراستهم على فهم مصير الشمس في المستقبل، وكذلك معرفة المزيد عن تكوين الهياكل المعقدة والعناصر الكيميائية في الكون.