مجاهر AU

نجم AU Microscopii (AU Mic) هو نجم قزم أحمر فتيّ يقع على بُعد 31.7 سنة ضوئية (9.7 فرسخ فلكي ) ، أي ما يُعادل ثمانية أضعاف بُعد أقرب نجم بعد الشمس . ^{[ 5 ]} يبلغ قدره الظاهري 8.73، ^{[ 2 ]} وهو خافت جدًا بحيث لا يُمكن رؤيته بالعين المجردة. وقد سُمّي بهذا الاسم لأنه يقع في كوكبة المجهر الجنوبية، وهو نجم متغير . ومثل نجم β Pictoris ، يمتلك AU Microscopii قرصًا غباريًا محيطًا به يُعرف بقرص الحطام ، وثلاثة كواكب خارجية على الأقل ، مع احتمال وجود كوكب إضافي. ^{[ 6 ] [ 3 ]}

نجم AU Mic نجم فتيّ يبلغ عمره 22 مليون سنة فقط، أي أقل من 1% من عمر الشمس. ^{[ 7 ]} يُصنّف نجم AU Mic ضمن فئة M1  Ve، ^{[ 2 ]} وهو نجم قزم أحمر ^{[ 8 ]} يبلغ نصف قطره 75% من نصف قطر الشمس . ورغم أن كتلته نصف كتلة الشمس، ^{[ 9 ] [ 10 ]} إلا أنه يُشعّ 9% فقط ^{[ 11 ]} من لمعان الشمس. تنبعث هذه الطاقة من غلافه الجوي الخارجي عند درجة حرارة فعّالة تبلغ 3700 كلفن ، مما يمنحه ذلك التوهج البرتقالي المحمر البارد الذي يميز نجوم النوع M. ^{[ 12 ]} ينتمي نجم AU Microscopii إلى مجموعة β Pictoris المتحركة . ^{[ 13 ] [ 14 ]} وقد يكون نجم AU Microscopii مرتبطًا جاذبيًا بنظام النجوم الثنائي AT Microscopii . ^{[ 15 ]} 

رُصدت النجمة AU Microscopii في جميع أجزاء الطيف الكهرومغناطيسي ، من موجات الراديو إلى الأشعة السينية ، ومن المعروف أنها تُظهر نشاطًا متوهجًا عند جميع هذه الأطوال الموجية. ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} وقد رُصد سلوكها المتوهج لأول مرة عام 1973. ^{[ 21 ] [ 22 ]} ويكمن وراء هذه الانفجارات العشوائية تغير شبه جيبي في سطوعها بدورة تبلغ 4.865 يومًا. ويتغير مقدار هذا التغير ببطء مع مرور الوقت. فقد بلغ تغير سطوعها في النطاق V حوالي 0.3 قدرًا ظاهريًا عام 1971، وبحلول عام 1980 انخفض إلى 0.1 قدرًا ظاهريًا فقط. ^{[ 23 ]}

يتميز قرص الحطام حول نجم AU Microscopii ببنية غير متناظرة وفجوة داخلية خالية من الحطام، مما دفع العديد من علماء الفلك للبحث عن كواكب تدور حوله. وبحلول عام 2007، لم تسفر أي من عمليات البحث عن اكتشاف كواكب. ^{[ 24 ] [ 25 ]} ومع ذلك، في عام 2020، أُعلن عن اكتشاف كوكب بحجم نبتون استنادًا إلى رصد عبوره بواسطة تلسكوب TESS . ^{[ 7 ]} ويتوافق محور دورانه بشكل جيد مع محور دوران النجم الأم، حيث يبلغ الانحراف 5 ⁺¹⁶ _{− 15} درجة. ^{[ 26 ]}

منذ عام 2018، كان يُشتبه في وجود كوكب ثانٍ، يُدعى AU Microscopii c. وقد تأكد وجوده في ديسمبر 2020، بعد أن وثّق مرصد TESS أحداث عبور إضافية. ^{[ 27 ]} كشفت دراسة أُجريت عام 2024 لقياس تأثير روسيتر-ماكلوغلين للكوكب c أن الكوكب ربما يكون غير محاذٍ لمحور دوران النجم، مما يُعطي قيمة غير دقيقة للميل المحوري المُسقط λ _c =67.8° +31.7° −49.0° . ^{[ 28 ]}

تم الاشتباه بوجود كوكب ثالث في النظام منذ عام 2022 بناءً على تغيرات توقيت العبور ، ^{[ 29 ]} وتم تأكيد ذلك في عام 2023، على الرغم من أنه لا يمكن استبعاد عدة فترات مدارية محتملة للكوكب د. تبلغ كتلة هذا الكوكب ما يقارب كتلة الأرض. ^{[ 6 ]} كما وجدت عمليات رصد السرعة الشعاعية أدلة على وجود كوكب رابع خارجي اعتبارًا من عام 2023. ^{[ 3 ]} لم تتمكن عمليات رصد نظام AU Microscopii بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي من تأكيد وجود رفقاء غير معروفين سابقًا. ^{[ 30 ]} كما رصدت عمليات الرصد بواسطة CHEOPS تغيرات قوية في توقيت العبور لنظام AU Mic c، والتي يمكن تفسيرها بوجود الكوكب د في مدار مدته 12.6 يومًا. ووفقًا لهذه الدراسة، وُجد أن كتلة الكوكب د تبلغ حوالي 20% فقط من كتلة الأرض (أو ما يعادل ضعف كتلة المريخ ). ^{[ 31 ]}

قرص الحطام

كشفت عمليات الرصد الشاملة للسماء باستخدام قمر علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء عن انبعاثات خافتة بالأشعة تحت الحمراء من النجم AU Microscopii. ^{[ 35 ] [ 36 ]} ويعود هذا الانبعاث إلى قرص غباري يحيط بالنجم، والذي تم رصده لأول مرة بأطوال موجية ضوئية في عام 2003 بواسطة بول كالاس وزملاؤه باستخدام تلسكوب جامعة هاواي ذي قطر 2.2 متر في مونا كيا ، هاواي. ^{[ 5 ]} يواجه هذا القرص الكبير من الحطام الأرض من حافته بزاوية تقارب 90 درجة، ^{[ 37 ]} ويبلغ نصف قطره 200 وحدة فلكية على الأقل . عند هذه المسافات الشاسعة من النجم، يتجاوز عمر الغبار في القرص عمر النجم AU Microscopii. ^{[ 5 ]} تبلغ نسبة كتلة الغاز إلى الغبار في القرص 6:1 كحد أقصى، وهي أقل بكثير من القيمة البدائية المفترضة عادةً وهي 100:1. ^{[ 38 ]} ولذلك يُشار إلى قرص الحطام بأنه "فقير بالغاز"، حيث أن الغاز البدائي داخل النظام النجمي المحيط قد نضب في معظمه. ^{[ 39 ]} ويُقدّر إجمالي كمية الغبار المرئي في القرص بكتلة قمرية على الأقل، بينما يُستنتج أن الكويكبات الأكبر التي يُنتج منها الغبار لها كتل قمرية لا تقل عن ستة أضعاف. ^{[ 40 ]}

يشير توزيع الطاقة الطيفية لقرص الحطام الخاص بـ AU Microscopii عند أطوال موجية دون المليمتر إلى وجود ثقب داخلي في القرص يمتد إلى 17 وحدة فلكية، ^{[ 41 ]} بينما تُقدّر صور الضوء المتناثر نصف قطر الثقب الداخلي بـ 12 وحدة فلكية. ^{[ 42 ]} ويؤدي دمج توزيع الطاقة الطيفية مع منحنى سطوع السطح إلى تقدير أصغر لنصف قطر الثقب الداخلي، يتراوح بين 1 و10 وحدات فلكية. ^{[ 24 ]} الجزء الداخلي من القرص غير متماثل ويُظهر بنية في نطاق 40 وحدة فلكية الداخلية. ^{[ 43 ]} وقد قورنت البنية الداخلية بتلك المتوقعة في حال تأثر القرص بأجسام أكبر أو خضع لتكوين كواكب حديث. ^{[ 43 ]} سطوع سطح القرص (السطوع لكل وحدة مساحة) في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة${\displaystyle \scriptstyle I}$كدالة للمسافة المتوقعة${\displaystyle \scriptstyle r}$يتبع النجم شكلاً مميزاً. الجزء الداخلي${\displaystyle \scriptstyle r\,<\,15AU}$تبدو كثافة القرص ثابتة تقريبًا، وسطوعه ثابت، أي مسطح إلى حد ما. ^{[ 42 ]} حول ${\displaystyle \scriptstyle r\,\approx \,15AU}$تبدأ الكثافة وسطوع السطح في التناقص: في البداية يتناقصان ببطء بما يتناسب مع المسافة كما${\displaystyle \scriptstyle I\,\propto \,r^{-1.8}}$ثم إلى الخارج${\displaystyle \scriptstyle r\,\approx \,43AU}$، تنخفض الكثافة والسطوع بشكل حاد للغاية، حيث${\displaystyle \scriptstyle I\,\propto \,r^{-4.7}}$[ ^{42 ] هذا} الشكل "المكسور لقانون القوة" يشبه شكل ملف تعريف قرص β Pic.

في أكتوبر/تشرين الأول 2015، أفيد بأن علماء الفلك، باستخدام التلسكوب الكبير جدًا (VLT)، رصدوا ظواهر غير عادية تتحرك للخارج في قرص النجم. وبمقارنة صور VLT مع تلك التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي في عامي 2010 و2011، تبيّن أن هذه البنى الموجية تتحرك مبتعدةً عن النجم بسرعات تصل إلى 10 كيلومترات في الثانية (22000 ميل في الساعة). ويبدو أن الموجات الأبعد عن النجم تتحرك أسرع من تلك القريبة منه، وأن ثلاثًا على الأقل من هذه الظواهر تتحرك بسرعة كافية للإفلات من جاذبية النجم. ^{[ 44 ]} وقد أكدت عمليات الرصد اللاحقة باستخدام جهاز SPHERE على متن التلسكوب الكبير جدًا وجود هذه الظواهر سريعة الحركة، ^{[ 45 ]} كما رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي ظواهر مماثلة داخل القرص باستخدام مرشحين من كاميرا NIRCam؛ ^{[ 30 ]} إلا أن هذه الظواهر لم تُرصد في نطاق الموجات الراديوية باستخدام مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة . ^{[ 46 ] [ 47 ]} وُصفت هذه الظواهر سريعة الحركة بأنها "انهيارات غبارية"، حيث تصطدم جزيئات الغبار بشكل كارثي بالكواكب الصغيرة داخل القرص. ^{[ 48 ] [ 47 ]}

رُصد قرص نجم AU Mic بأطوال موجية مختلفة ، مما أتاح للبشر أنواعًا متعددة من المعلومات حول هذا النظام. الضوء المنبعث من القرص عند الأطوال الموجية المرئية هو ضوء نجمي انعكس (تشتت) عن جزيئات الغبار باتجاه خط رؤية الأرض. تستخدم عمليات الرصد عند هذه الأطوال الموجية بقعة كورونوغرافية لحجب الضوء الساطع القادم مباشرة من النجم. توفر هذه الرصدات صورًا عالية الدقة للقرص. ولأن الضوء الذي يزيد طول موجته عن حجم حبة الغبار يتشتت بشكل ضعيف، فإن مقارنة الصور عند أطوال موجية مختلفة (المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة، على سبيل المثال) تُعطي البشر معلومات حول أحجام حبيبات الغبار في القرص. ^{[ 50 ]}

رصد القرص بالمليمتر من مسح REASONS ^{[ 51 ]}

أُجريت عمليات رصد بصرية باستخدام تلسكوب هابل الفضائي وتلسكوبات كيك . كما رُصد النظام أيضًا في نطاق الأشعة تحت الحمراء والأطوال الموجية دون المليمترية باستخدام تلسكوب جيمس كلارك ماكسويل ، وتلسكوب سبيتزر الفضائي ، وتلسكوب جيمس ويب الفضائي . ينبعث هذا الضوء مباشرةً من حبيبات الغبار نتيجةً لحرارتها الداخلية ( إشعاع الجسم الأسود المُعدَّل ). لا يمكن تمييز القرص عند هذه الأطوال الموجية، لذا فإن هذه الرصدات تُعد قياسات لكمية الضوء القادم من النظام بأكمله. تُعطي عمليات الرصد عند أطوال موجية أطول معلوماتٍ عن جزيئات الغبار ذات الأحجام الأكبر وعلى مسافات أبعد من النجم.

• 
  تصور فني لـ AU Microscopii، حقوق الصورة: ناسا/وكالة الفضاء الأوروبية/جي. بيكون (معهد علوم تلسكوب الفضاء)
• 
  تصور فني لكوكب AU Microscopii وكوكب AU Mic b، الذي يفقد كتلته.

• قائمة الكواكب الخارجية المكتشفة في عام 2020 - AU Microscopii b و c
• قائمة الكواكب الخارجية المكتشفة في عام 2023 - AU Microscopii d

• "AU and AT Microscopii AB" . SolStation. 2004. مؤرشف من الأصل في 11 نوفمبر 2006. تم الاسترجاع في 20 ديسمبر 2006 .