تیم بین‌المللی از ستاره‌شناسان دو منظومه ستاره‌ای دوتایی نادر را کشف کردند!!

تصویر اصلی از دیسک پیش‌سیاره‌ای توسط ساهل روثر و همکاران با ستاره‌های دوتایی اضافه شده توسط پون و همکاران. اعتبار: Poon, Zhu, Zanazzi, U of T; Sahl Rowther, et al, Warwick University

یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان تنها نمونه دوم و سوم یک نوع نادر از منظومه ستاره‌ای را شناسایی کرده‌اند که شامل دو ستاره مرکزی است که به دور یکدیگر می چرخند که توسط یک صفحه قابل توجه گاز و غبار احاطه شده است.

دکتر مایکل پون دانشجوی دانشکده هنر و علوم، دیوید ا. می‌گوید: «اگر سیاره‌ای در یکی از این منظومه‌ها وجود داشت، مانند سیاره تاتوئین جنگ ستارگان بود.

“شما دو خورشید را در آسمان می‌بینید که به دور یکدیگر می‌چرخند. علاوه بر این، یک قرص در اطراف ستاره‌ها وجود دارد. حلقه‌های زحل را ، اما بسیار بسیار بزرگ‌تر – با ستاره‌ها در وسطتصور کنید”.

چنین دیسک‌هایی به عنوان دیسک‌های پیش سیاره‌ای شناخته می‌شوند، زیرا در نهایت به خانواده‌های سیاراتی مانند منظومه شمسی تبدیل می‌شوند. سیستم‌های تازه کشف‌شده نادر هستند، زیرا دیسک‌های آن‌ها در زاویه‌ای نسبت به مدار ستاره‌های مرکزی‌شان قرار دارند.

جی. زنازی، دانشجوی فوق دکترا در موسسه کانادایی اخترفیزیک نظری دانشکده (CITA). سیارات از آنها متولد شده‌اند، بنابراین وجود دیسک‌هایی در اطراف ستارگان دوتایی نشان می‌دهد که احتمالاً سیارات بیشتری را در مدارهای دوتایی پیدا خواهیم کرد.

آنها همچنین به ما کمک خواهند کرد تا بفهمیم که آیا حیات می‌تواند در سیاره‌ای وجود داشته باشد که به دور یک ستاره دوتایی در یک زاویه می‌چرخد، زیرا این جهتگیری چگونه بر دما و سایر شرایط تأثیر می‌گذارد.

کشف اجسام جدید، به نام های Bernhard-1 و Bernhard-2، در مقاله‌ای که در 4 ژوئیه در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد، توضیح داده شده است.

نویسنده اصلی، وی ژو از دانشگاه تسینگ‌هوا، پکن، که قبلاً در مقطع فوق‌دکتری موسسه کانادایی اخترفیزیک نظری دانشکده هنر و علوم (CITA) بود. Zanazzi و Poon از نویسندگان مشترک U of T هستند.

Bernhard-1 و Bernhard-2 آنقدر دور هستند که ما نمی توانیم دو ستاره مرکزی آنها را جداگانه ببینیم (چنین جفت ستارگانی به عنوان ستاره‌های دوتایی شناخته می‌شوند). در عوض، ما فقط یک نقطه نوری را می بینیم و روشنایی کل دوتایی را اندازه می‌گیریم.

محققان این اجرام جدید را با تجزیه و تحلیل تغییرات پیچیده و متمایز در روشنایی ناشی از هندسه غیرمعمول آنها شناسایی کردند. نموداری از این تغییرات در طول زمان به عنوان منحنی نور نامیده می‌شود و منحنی‌های نور سیستم‌های جدید با اولین سیستمی که تا به حال کشف شده است مطابقت دارد – شیئی که به عنوان Kearns Herbst 15D (KH 15D) شناخته می‌شود.

منحنی های نور Bernhard-1 و Bernhard-2 تا کسری از اوج روشنایی خود – اولی به مدت 112 روز در هر 192 روز. دومی به مدت 20 روز هر 62 روز فرو می روند. این شیب ها نشانه این است که یکی از ستارگان در هر دوتایی در حال حرکت در پشت صفحه است که از زمین دیده می‌شود. هنگامی که ستاره دوباره ظاهر می شود، روشنایی سیستم به حالت عادی باز می گردد.

همچنین، هنگامی که نویسندگان مشترک مشاهدات اخیر را با داده‌های آرشیوی مربوط به دهه‌ها قبل مقایسه کردند، دریافتند که هر دو شی از نظر روشنایی در دوره‌های بسیار طولانی‌تری متفاوت بودند. تجزیه و تحلیل قبلی KH 15D توسط Poon، Zhu و Zanazzi، همراه با کار سایر محققان، به این نتیجه رسید که این الگوی طولانی مدت نشان داد که قرص و ستارگان با یکدیگر زاویه دارند.

از آنجایی که ستارگان دوتایی و دیسک‌های پیش سیاره‌ای آن‌ها از یک ابر عظیم و در حال چرخش متراکم می‌شوند، دیسک معمولاً در همان صفحه‌ای قرار می‌گیرد که مدار ستارگان قرار دارد – درست همانطور که مدار اکثر سیارات و قمرهای منظومه شمسی ما روی آن قرار دارد. دو اسکیت باز را تصور کنید که دست در دست هم گرفته اند، در حالی که سایر اسکیت بازان دور یکدیگر می چرخند. همه در یک صفحه از سطح یخ اسکیت می کنند.

اما KH 15D، Bernhard-1 و Bernhard-2 از این نظر نادر هستند که قرصهای اطراف آنها در زاویه ای نسبت به صفحات ستارگان در حال گردش قرار دارند. به دلیل این شیب، دیسکها مانند یک فرفره چرخان می‌چرخند، حرکتی که به آن پیشروی گفته می‌شود، وقتی بین ما و ستارگان حرکت می‌کنند و باعث می‌شود نور ستاره‌های مرکزی کم‌رنگ شود. برای KH 15D، این چرخه کم نور می‌تواند بین 60 تا 6000 سال طول بکشد.

دو نوع تغییر در روشنایی با هم ترکیب می‌شوند تا منحنی نور مشخصی را در اشیاء شبیه KH 15D ایجاد کنند.

کشف Bernhard-1 و Bernhard-2 زمانی انجام شد که کلاوس برنهارد، ستاره‌شناس آماتور و عضو Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne، داده‌های تاسیسات گذرا Zwicky را تجزیه و تحلیل کرد. ابزار ZTF هر دو روز یکبار کل آسمان شمالی را بررسی می‌کند و داده‌هایی را برای اجرام بی‌شماری در بازه‌های زمانی طولانی ارائه می‌کند.

برنهارد با بررسی داده‌ها، نامزدهای مشابه KH 15D را کشف کرد. او سپس یافته‌های خود را با پون، زانازی و ژو به اشتراک گذاشت.

اکنون که محققان دو مورد دیگر از این اجرام آسمانی کمیاب را یافته‌اند، خوشبین هستند که اکتشافات بیشتری در پی خواهد داشت.

زناززی درباره ماموریت فضایی که از زمان پرتاب آن در سال 2013 تاکنون یک بیلیون ستاره را در کهکشان راه شیری رصد کرده است، می‌گوید: «در همین ماه، گایا جدیدترین داده‌های خود را منتشر کرد و اکنون که این مدل را برای این اجرام داریم، ما امیدواریم بتوانیم از آن برای یافتن اشیاء بیشتری برای افزودن به لیست استفاده کنیم.”

پون می‌گوید: «ما همچنین امیدواریم ناظران بیشتری به برنهارد-1 و برنهارد-2 برای دوره‌های طولانی‌تری نگاه کنند. “خوشبختیم که KH 15D در زمان خاصی مشاهده شده است که جهت‌گیری آن باعث می‌شود نور ستارگان مرکزی کم شود. ما مطمئن هستیم که Bernhard-1 و Bernhard-2 نیز در این جهت‌گیری مطلوب وجود دارند، بنابراین داشتن موارد بیشتر مشاهدات درک ما را از این اشیاء نادر افزایش می دهد.”

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

International team of astronomers discovers two rare binary star systems

by Chris Sasaki, University of Toronto JULY 12, 2022

https://phys.org/news/2022-07-international-team-astronomers-rare-binary.html