حضور ستارهای بسیار دور از اقامتگاههای معمول ستارهزایی!!
یک ستاره پرجرم در هاله کهکشان ما وجود دارد که بسیار دور از اقامتگاههای معمول ستارهزایی است. چگونه به آنجا رسید؟
HD 93521 ستاره نوع O HD 93521 در هاله کهکشان راه شیری، دور از صفحه کهکشانی ستارهساز قرار دارد.
قرص کرپ مانند کهکشانی ما با 100000 سال نوری عرض و 1000 سال نوری ضخامت، جایی است که تقریباً تمام ستارگان راه شیری در آن شکل میگیرند. بنابراین ستارهشناسان زمانی گیج شدند که سالها پیش، ستارهای پرجرم را در فاصله 3000 سال نوری بالای صفحه کهکشانی خارج از صفحه از یافتند. این ستاره خیلی جوانتر از آن بود که پس از تولدش از دیسک خارج شود. اما این ایده که چنین ستارهای میتوانست اخیراً در هالهای فاقد گاز شکل گرفته باشد، عقل را به چالش میکشد.
اکنون داگلاس گیس (دانشگاه ایالتی جورجیا) و همکارانش یک پیشینه احتمالی برای این سرگردان ستارهای پیشنهاد کردهاند که HD 93521 نامیده میشود. در حال حاضر این ستاره آبی از نوع O با جرم 17 برابر خورشید است، اما شاید همیشه اینطور نبوده است. وی پیشنهاد میدهد این ستاره ممکن است زمانی یک جفت نزدیک از ستارههای کم جرم بوده که بعداً با هم ادغام شدند. اخترشناسان این سناریو را در مجله نجومی اول فوریه ارائه میکنند.
ستارهشناسان ستارههای دیگری را میشناسند که احتمالاً از قرص کهکشانی ما فرار کردهاند. ابرنواختر یک ستاره در حال مرگ میتواند همراه ستاره ای خود را به بیرون پرتاب کند. همینطور برخورد نزدیک با سایر خواهر و برادرها در خوشهای که ستارهها به وجود آمدهاند.
اما ستارگان پرجرم به سرعت میسوزند و جوان میمیرند، و حجم بالای HD 93521 نشان میدهد که مدت زیادی نبوده است که از دیسک فرار کرده است. ایان هاوارث و اندی رید (هر دو در دانشگاه کالج لندن) اولین کسانی بودند که (در سال 1993) متوجه شدند که ستاره به سادگی وقت ندارد تا این اندازه دور سفر کند.
اکنون، تیم گیس این محاسبات را با استفاده از اندازهگیریهای جدید ماهواره گایا آژانس فضایی اروپا از فاصله ستاره و حرکات آن دوباره انجام دادهاند. (به ویژه، اندازهگیریهای گایا منجر به بازنگری قابل توجهی در فاصله ستاره از خورشید، از ۷۰۰۰ سال نوری به تنها ۴۰۰۰ سال نوری از ما شد).
اخترشناسان به همان نتیجهای میرسند که هاوارث و رید، البته با اعداد اصلاح شده: این ستاره حدود 5 میلیون سال سن دارد، اما در مسیر فعلیاش 39 میلیون سال طول میکشد تا از قرص به سمت بالا حرکت کند.
اما با در دست داشتن دادههای گایا، تیم گیس میتواند یک قدم فراتر برود و مسیر ستاره را به 5 میلیون سال قبل ردیابی کند تا به دنبال نشانههایی از خواهر و برادر ستارهای یا بقایای سحابی از خوشه تولد آن باشد. به جای زادگاه در هاله، ستاره باید از دیسک آمده باشد. پس سوال این است که چگونه چیزی پیدا نمیکنند.
ادغام در یک سیستم ستارهای پرتاب شده یکی از توضیحهای ممکن است. ستارهها میتوانند به صورت جفتهای کنارهم تشکیل شوند که در نهایت یکی میشوند و هنگامی که آنها این کار را انجام میدهند، برخورد درون آنها را تحریک میکند و هیدروژن تازه را به هسته ستاره ادغام شده میآورد و ساعت تکاملی را تنظیم مجدد میکند. به عبارت دیگر، در حالی که به نظر میرسد HD 93521 5 میلیون سال قدمت داشته باشد، این “سن” ممکن است فقط زمان برخورد را نشان دهد.
ادغام میتواند چرخش سریع ستاره را نیز توضیح دهد. اگر چه این ستاره 7.4 برابر دور خورشید در خط استوای خود است، در مقایسه با دوره استوایی 24.5 روزه خورشید، تنها در 21 ساعت به دور آن می چرخد. در واقع، آنقدر سریع میچرخد که چرخش ستاره را به شکل توپ راگبی تغییر شکل میدهد.
مدل چرخشی HD 93521 چرخش سریع ستاره HD 93521 شکل آن را تغییر شکل میدهد، همانطور که در این مدل کامپیوتری نشان داده شده است. D. Gies et al. / Astronomical Journal
سناریوی ادغام مستلزم تعادل نسبتاً ظریفی است: ستارگان کمجرم نسبت به ستارگان پرجرمتر بیشتر عمر میکنند، بنابراین ستارگان مولد باید به اندازه کافی کم جرم باشند و بنابراین به اندازه کافی عمر طولانی داشته باشند تا سفر 39 میلیون ساله را از دیسک توضیح دهند. با این حال، در همان زمان، دو ستاره کوچکتر باید مواد کافی بین خود داشته باشند تا جرم فعلی ستاره، تمام 17 خورشید و سپس مقداری را محاسبه کنند، زیرا در حال حاضر جرم خود را از دست میدهد و احتمالاً مقداری را نیز در طی فرآیند ادغام از دست داده است. گیس خاطرنشان میکند که جرم فعلی ستاره به خوبی شناخته شده نیست، بنابراین طیف گستردهای از سناریوهای ادغام مناسب است.
هاوارث میگوید: «نویسندگان از اخترسنجی جدید گایا EDR3 برای حل ابهامات و عدم قطعیتهای طولانیمدت در ماهیت HD 93521 و در نتیجه روشن کردن موضوعات گستردهتری درباره منشأ ستارگان پرجرم در عرض جغرافیایی استفاده کردهاند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
A STAR WHERE IT SHOULDN’T BE
BY: MONICA YOUNG FEBRUARY 4, 2022
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/a-star-where-it-shouldnt-be/