پایان غم‌انگیز ستاره به شکل قطره اشک !!

برداشت هنری از سیستم HD265435 در حدود 30 میلیون سال آینده، با کوتوله سفید کوچکتر که باعث ایجاد اعوجاج زیر کوتوله داغ به شکل “قطره اشک” می‌شود. اعتبار: دانشگاه وارویک/مارک گارلیک

ستاره‌شناسان با رصد یک ستاره به شکل قطره اشک، شاهد اتفاق نادر نابودی دو ستاره به شکل مارپیچی شدند.

این پایان محزون به خاطر کوتوله سفید عظیم مجاور آنهاست که باعث تغییر شکل  ستاره به علت گرانش شدید آن می‌باشد که در نهایت کاتالیزوری برای ابرنواختر خواهد بود چون هر دو در ساختن آن نقش خواهند داشت.  تیم بین‌المللی متشکل  از ستاره‌شناسان و اخترفیزیکدانان به رهبری دانشگاه وارویک کشف کرده‌اند که این فقط یکی از تعداد زیادی از منظومه‌های ستاره‌ای است که روزی ستاره مرکزی کوتوله سفید آن، دوباره توسط هسته‌اش احیا می‌شود.

با کمک رصدخانه WM Keck واقع در موناکو هاوایی، ستاره‌شناسان توانستند تأیید کنند که این دو ستاره در مراحل اولیه گسترش مارپیچی قرار دارند که احتمالاً به ابرنواختر نوع Ia ختم می‌شوند. نوعی از ابرنواختر که به ستاره‌شناسان کمک می‌کند تا سرعت جهان را تعیین کنند.

این زوج – یک منظومه ستاره‌ای دوتایی به نام HD265435 – در فاصله تقریبی 1500 سال نوری از ما قرار دارند. ستاره مذکور از یک ستاره کوتوله داغ و یک ستاره کوتوله سفید تشکیل شده است که با پیچش 100 بار در 1 دقیقه  در حال چرخش در فاصله نزدیک یکدیگر هستند. کوتوله‌های سفید ستاره‌های “مرده‌ای” هستند که تمام سوخت خود را سوزانده و در خود فرو ریخته‌اند و این مساله آنها را کوچک اما بسیار متراکم ساخته است.

به طور کلی تصور می‌شود که یک  ابرنواختر نوع Ia هنگامی شکل می‌گیرد که هسته ستاره کوتوله سفید دوباره جان بگیرد و منجر به انفجار هسته‌ای شود. دو سناریو وجود دارد که ممکن است اتفاق بیفتند. در مرحله اول، کوتوله سفید جرم کافی به دست می‌آورد تا به 1.4 برابر جرم خورشید ما برسد که به نام  حد چاندرساخار معروف است. HD265435 در سناریوی دوم جای می‌گیرد که در آن جرم کل سیستم ستاره‌ای نزدیک به چندین ستاره  یا بالاتر از این حد است. تعداد انگشت‌شماری از سیستم‌های ستاره‌ای دیگر کشف شده است که به این آستانه رسیده و منجر به ابرنواختر نوع Ia شده‌اند.

پژوهشگر اصلی، اینگرید پلیسولی، از گروه فیزیک دانشگاه وارویک چنین شرح می‌دهد: “ما دقیقاً نمی‌دانیم که این ابرنواخترها چگونه منفجر می‌شوند، اما می‌دانیم که این اتفاق ناگزیر بایستی رخ دهد، زیرا می‌بینیم که این اتفاق در جاهای دیگر جهان رخ داده است.”

“یک راه این است که  کوتوله سفید جرم کافی  از کوتوله داغ خارج کند، بنابراین در حالی که هر دو در حال چرخش به دور یکدیگر هستند و  نزدیکتر می‌شوند ، ماده شروع به فرار از کوتوله داغ می‌کند و درون کوتوله سفید می‌افتد. راه دیگر این است که چون آنها انرژی خود را به دلیل انتشار امواج گرانشی از دست می‌دهند، تا زمانی که با هم ادغام شوند به یکدیگر نزدیکتر می‌شوند. وقتی کوتوله سفید از هر دو روش جرم کافی بدست آورد تبدیل به ابرنواختر خواهد شد. “

با استفاده از داده‌های ماهواره بررسی سیاره فراخورشیدی ناسا، این تیم قادر به مشاهده قسمت زیرین کوتوله داغ شد. در حالی که آنها کوتوله سفید را تشخیص ندادند از طرفی نیز مشاهده کردند که روشنایی کوتوله داغ با گذشت زمان تغییر می‌کند. این موضوع نشان دهنده این است که یک جرم عظیم در نزدیکی ستاره،  آن را به شکل قطره اشک تغییر می‌دهد.

منجمان رصدخانه پالومار و رصدخانه کک از Echellette Spectrograph and Imager (ESI) برای اندازه‌گیری سرعت شعاعی و سرعت چرخشی از اطلاعات ستاره داغ کوتوله استفاده کردند که به آنها اجازه داد تا به این نتیجه برسند که کوتوله سفید پنهان به اندازه خورشید ما سنگین است، اما  شعاع  آن از شعاع زمین کوچکتر است. علاوه بر  جرم کوتوله داغ  که کمی بیش از 0.6 برابر جرم خورشید ما است، هر دو ستاره جرم موردنیاز برای ایجاد ابرنواختر نوع Ia را دارند.

توماس کوفر، استادیار گروه فیزیک دانشگاه فنی تگزاس گفت: “داده‌های ESI Keck در تعیین بالا بودن  جرم سیستم دوتاییChandrasekhar بسیار مهم است که HD265435 را به یکی از معدود سیستم‌های پیش‌ساز ابرنواختر Ia تبدیل می‌کند”.

از آنجایی که این دو ستاره به اندازه کافی نزدیک هم شده‌اند تا بتوانند مارپیچ را شکل دهند، کوتوله سفید در حدود 70 میلیون سال ناگزیر ابرنواختر خواهد شد. مدل‌های نظری تولید شده به طور خاص برای این مطالعه نیز پیش‌بینی می‌کنند که  کوتوله داغ قبل از ادغام منقبض می‌شود تا به یک ستاره کوتوله سفید تبدیل شود.

ابرنواخترهای نوع Ia برای کیهان‌شناسی به عنوان “شمع‌های استاندارد” مهم هستند. روشنایی آنها ثابت و از نوع خاصی از نور برخوردار است، این بدان معناست که ستاره‌شناسان می‌توانند میزان درخشندگی آنها را با آنچه در زمین مشاهده می‌کنیم مقایسه کنند و از آنجا که فاصله بینشان زیاد است از درجه دقت خوبی برخوردار هستند. ستاره‌شناسان با مشاهده ابرنواخترها در کهکشانهای دور، اطلاعاتی را که در مورد سرعت حرکت این کهکشان و  فاصله ما از ابرنواختر به دست می‌آورند ترکیب می‌کنند و انبساط جهان را محاسبه می‌کنند.

“هرچه بیشتر از نحوه کار ابرنواخترها مطلع شویم، بهتر می‌توانیم شمعهای استاندارد خود را تمییز دهیم. این داده‌ها، در حال حاضر بسیار مهم است زیرا بین آنچه از این نوع شمع استاندارد دریافت می‌کنیم و آنچه از طریق روش‌های دیگر بدست می‌آوریم اختلاف وجود دارد. “

وی افزود :”هرچه بیشتر از چگونگی شکل گیری ابرنواخترها درک کنیم، بهتر می‌توان پی برد که آیا اختلاف به دلیل فیزیک جدید است که از آن بی‌اطلاع هستیم و آن را در نظر نمی‌گیریم، یا صرفاً به این دلیل که عدم قطعیتها را در آن فاصله‌ها دست کم می‌گیریم. “

“اختلاف دیگری بین میزان ابرنواختر کهکشانی تخمین زده شده، مشاهده شده و نیز  تعداد مولدهای ثبت شده وجود دارد. ما می‌توانیم با مشاهده بسیاری از کهکشانها یا از طریق آنچه از تکامل ستاره می‌دانیم، چند ابرنواختر در کهکشان را ثبت کنیم و این تعداد سازگار با اطلاعات به دست آمده است. اما اگر به دنبال اشیایی برویم که بتوانند به ابرنواختر تبدیل شوند، پژوهش‌های ما کافی نخواهند بود. به نظر می‌رسد هنوز این میزان کافی نیست از آنجایی که به نظر می‌رسد هیچ یک از کانال‌هایی که مشاهده شده‌اند کافی نیستند. “

بودجه این تحقیق توسط Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG، بنیاد تحقیقات آلمان) و شورای تسهیلات علم و فناوری، بخشی از تحقیقات و نوآوری انگلیس تأمین شد.

درباره ESI

طیف‌سنج و تصویرگر اچلت (ESI) یک طیف‌نگار با نور مرئی با میزان وضوح متوسط ​​است که طی هر قرار گرفتن در معرض نور طیف‌های 0.39 تا 1.1 میکرون را ثبت می‌کند. ESI که توسط تیمی به سرپرستی پروفسور جو میلر در رصدخانه لیک ساخته شده است، دارای حالت وضوح پایین بوده و می‌تواند در یک میدان دید قوس 2 8 8 را تصویربرداری کند. ارتقا یک واحدی از میدان انتگرال را ارائه می‌دهد که می‌تواند طیفها را در  قسمت کوچک، 5.7 c 4.0 ثانیه قوس برای مشاهده کننده ارائه دهد. ستاره‌شناسان موارد مختلفی را از مشاهده اثرات کیهانی لنزهای جاذبه ضعیف گرفته تا جستجوی کم‌سوترین ستاره‌های کهکشان ما توسطESI  پیدا کرده‌اند.

درباره رصدخانه W. M. Keck

تلسکوپهای رصدخانه W. M. Keckمطالب علمی خود را از منظر تولیدات روی زمین به بهترین شکل ممکن انجام می‌دهد. دو تلسکوپ نوری / مادون قرمز 10 متری در ارتفاعات موناکو در جزیره هاوایی دارد که  دارای مجموعه‌ای از ابزارهای پیشرفته از جمله تصویرگرها، طیف‌نگاری‌های چند جسم، طیف‌نگارهای با وضوح بالا، طیف‌سنج‌های میدان انتگرال و سیستم‌های اپتیک تطبیقی ​​ستاره راهنمای لیزر در جهان می‌باشد. برخی از داده‌های ارائه شده در این مقاله در رصدخانه کک به دست آمده است که یک سازمان غیرانتفاعی 501 (c) 3 است و به عنوان مشارکت علمی بین انستیتوی فناوری کالیفرنیا ( دانشگاه کالیفرنیا) و اداره ملی هوا و فضا فعالیت می‌کند. رصدخانه با حمایت مالی سخاوتمندانه بنیاد W. M. Keck امکان پذیر شده است.  نویسندگان مایلند نقش فرهنگی و احترام بسیار مهمی را که قله ماوناکیه همیشه در جامعه بومی هاوایی داشته است، تعیین و تأیید کنند. قطعا ما خوش شانسیم که فرصت انجام مشاهدات از این کوه را داریم.

ترجمه آیسان کریملو

منبع:

https://scitechdaily.com/tragic-teardrop-star-reveals-hidden-supernova-doom/