این سیستم ستاره دوتایی دوبل ناپایدار می‌تواند به صورت یک ابرنواختر نوع Ia منفجر شود!!

منظومه‌های چند ستاره‌ای در کهکشان راه شیری بسیار رایج هستند. در حالی که بیشتر این سیستم‌ها سیستم‌های دوتایی متشکل از دو ستاره هستند، سایر سیستم‌ها شامل سه، چهار یا حتی شش ستاره هستند.

این سیستم‌ها تقریباً پایدار هستند، زیرا سیستم‌های ناپایدار تمایل دارند نسبتاً سریع از هم جدا شوند یا ادغام شوند، اما گاهی اوقات می‌توانید نوعی سیستم متاپایدار را دریافت کنید. یکی که به اندازه کافی طول می‌کشد تا ستارگان تکامل پیدا کنند در حالی که در پایان همچنان پایدار هستند. و این می‌تواند پایانی  به شکل یک ابرنواختر باشد.

همه چیز به دینامیک گرانشی برمی‌گردد. در فیزیک نیوتنی، دو جرم در حال گردش جدا از هم همیشه پایدار هستند. تنها مسیرهایی که می‌توانند داشته باشند مدارهای بیضی شکل است. به همین دلیل است که دوتایی‌های ساده رایج‌ترین سیستم‌های چندستاره‌ای هستند.

وقتی سه جرم یا بیشتر داشته باشید، همه چیز پیچیده‌تر می‌شود. آنقدر پیچیده است که راه حل دقیقی برای مشکل سه جرم وجود ندارد (خیلی کمتر از چهار یا بیشتر).

خوشبختانه ما می‌توانیم مدلهای مداری بسیار دقیقی بسازیم. بنابراین در حالی که ما راه حل دقیقی برای چندین منظومه ستاره‌ای نداریم، اگر اندازه‌گیری‌های دقیقی از حرکات ستاره‌ها انجام دهیم، می‌توانیم یک مدل دقیق ایجاد کنیم.

این مدل‌ها به قدری دقیق هستند که می‌توانند پیش‌بینی‌های خوبی را در طول میلیون‌ها سال انجام دهند. این امر ما را به یک سیستم ستاره‌ای جالب به نام HD 74438 هدایت می‌کند که در سال 2017 توسط Gaia-ESO Survey کشف شد و آن چیزی است که به عنوان یک دوتایی دوبل طیف‌سنجی شناخته می‌شود. این بدان معناست که تلسکوپهای گایا به اندازه کافی برای رصد ستاره‌های منفرد قدرتمند نیستند، اما می‌دانیم که آنها به دلیل طیفهای ستاره‌ای خود در آنجا هستند.

همانطور که ستارگان به دور یکدیگر می‌چرخند، طیف داپلر هر ستاره به دلیل حرکت نسبی آنها کمی تغییر می‌کند. بنابراین می‌توانیم حرکت و سرعت آنها را محاسبه کنیم.

حرکات مداری HD 74438. (دانشگاه کانتربری، رصدخانه Mt John)

در مقاله‌ای اخیر در Nature Astronomy، تیمی از مشاهدات طیف‌سنجی زمینی HD 74438 برای تعیین مدارهای چهار ستاره استفاده کردند.

آنها تأیید کردند که ستارگان در پیکربندی 2 + 2 قرار دارند که ستارگان به صورت دوتایی‌های نزدیک به دور یکدیگر جفت می‌شوند که به آرامی به دور یکدیگر می‌چرخند. اما اندازه‌گیری‌های آنها به اندازه‌ای دقیق بود که نشان داد که کشش کمی گرانشی دوتایی بیرونی، دوتایی داخلی را ناپایدار می‌کند.

HD 74438 هنوز خیلی جوان است. این بخشی از یک خوشه باز به نام IC 2391 است که تنها 43 میلیون سال قدمت دارد. ستارگان همگی جرمی مشابه خورشید دارند، بنابراین عمر آنها مشابه است.

با توجه به زمان کافی، ستارگان احتمالاً به صورت کوتوله‌های سفید به زندگی خود پایان می‌دهند و از آنجایی که ناپایداری گرانشی این منظومه اندک است، ستارگان می‌توانند آنقدر عمر کنند که به کوتوله‌های سفید تبدیل شوند. اما مدار آنها همچنان ناپایدار خواهد بود و این امر می‌تواند در نهایت باعث برخورد آنها شود.

اینجاست که همه چیز کمی جالب می‌شود زیرا HD 74438 نمونه کاملی از چگونگی تکامل یک منظومه ستاره‌ای چندگانه برای ادغام کوتوله‌های سفید است.

ادغام کوتوله‌های سفید یکی از راههایی است که ابرنواخترهای نوع Ia را به وجود می‌آورند. این ابرنواخترها نقش اصلی را در اندازه گیری‌های ما از انبساط کیهانی ایفا می کنند. چندین سیستم ستاره‌ای مانند HD 74438 می‌تواند علت اصلی به وجود آمدن ابرنواخترهای نوع Ia باشد.

در حالی که دوتایی‌های دوبل تنها بخش کوچکی از چندین سیستم ستاره‌ای را تشکیل می‌دهند، این مطالعه نشان می‌دهد که آنها اغلب می‌توانند در یک رابطه طولانی مدت ناپایدار باشند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

This Unstable Double Binary Star System Could Implode Into a Type Ia Supernova

BRIAN KOBERLEIN, UNIVERSE TODAY

16 MAY 2022

https://www.sciencealert.com/this-unstable-double-binary-star-system-could-implode-into-a-type-ia-supernova