ستارگان غول سرخ به دلیل داشتن گاز زیاد به رقص می‌پردازند!!

 

 

نور تولید شده به اطراف می‌چرخند و به سختی می‌توان آن‌ها را تعیین کرد.

 

برداشت هنری از سیارات فراخورشیدی که به دور یک ابر غول سرخ می‌چرخند. نور درخشان  از یک ستاره دور با اندازه مشابه می‌آید. (اعتبار تصویر: Shutterstock)

 

دانشمندان در نهایت می‌توانند توضیح دهند که چرا برخی از ستاره‌های پرجرم به نظر می‌رسد در آسمان می‌رقصند، حتی اگر واقعاً در حال حرکت نباشند: ستارگان دارای قسمتهای حبابدار غیرعادی هستند که باعث می‌شود سطوح آنها تاب بخورد و بنابراین میزان نوری که از خود ساطع می کنند تغییر می‌کند.

ستاره‌های رقصنده به عنوان ابرغول‌های قرمز شناخته می‌شوند، اجرام ستاره‌ای پرجرمی که با نزدیک شدن به پایان عمرشان متورم و سرد شده‌اند. جرم این ستارگان تقریباً هشت برابر خورشید است و می‌تواند 700 برابر خورشید قطر داشته باشد که معادل رسیدن سطح خورشید به فراتر از مدار مریخ است (عطارد، زهره، زمین و سرخ را می‌بلعد. . با این حال، علیرغم جثه عظیم آنها، مکان‌یابی دقیق این غولها به آرامی می‌تواند بسیار چالش‌برانگیز باشد.

اخترشناسان معمولاً می‌توانند مکان تقریباً دقیق یک ستاره را با شناسایی مرکز عکس آن یا نقطه مرکز نوری تعیین کنند که از آن ساطع می‌کند که معمولاً کاملاً با مرکز گرانشی آن همخوانی دارد. در بیشتر ستارگان، مراکز عکس موقعیت های ثابتی را اشغال می‌کنند. اما در ابرغول‌های قرمز، به نظر می‌رسد که این نقطه در سراسر ستاره می‌چرخد و در طول زمان کمی از یک سمت به سمت دیگر حرکت می‌کند. این حرکت مشخص کردن کانون‌های ستارگان را دشوار می‌کند که آدرس دقیق کیهانی ستاره‌ها را ارائه می‌کنند و مانند مراکز عکس تکان‌دهنده حرکت نمی‌کنند.

 

در مطالعه جدید، محققان ابرغولهای قرمز رقصنده را با ستاره‌های کوچکتر دنباله اصلی یا ستارگان در بخشهای پایدار زندگی خود مقایسه کردند. دانشمندان با استفاده از داده‌های رصدخانه فضایی گایا آژانس فضایی اروپا به ستاره‌های خوشه ستاره‌ای برساووش منطقه‌ای با غلظت بالایی از ستارگان، به‌ویژه ابرغول‌های قرمز نگاه کردند که در فاصله 7500 سال نوری از منظومه شمسی قرار دارند،.

رولف کودریتزکی، اخترشناس دانشگاه هاوایی و مدیر مؤسسه اختر ذرات و بیوفیزیک مونیخ در آلمان می‌گوید: «ما دریافتیم که عدم قطعیت موقعیت ابرغولهای سرخ بسیار بیشتر از سایر ستارگان است.

برای پی بردن به اینکه چرا این ستارگان تا این حد لرزان هستند، تیم نقشه‌های شدت سطوح ابرغول‌های قرمز را ایجاد کرد، اندازه‌گیری تشعشعات را محاسبه کرد و از شبیه‌سازی‌های هیدرودینامیکی برای نشان دادن تغییرات در پوسته سه‌بعدی ستاره‌ها استفاده کرد.

نقشه‌ها نشان می‌دهند که سطوح ابرغول‌های قرمز بسیار پویا هستند، با ساختارهای گازی توده‌ای که با گذشت زمان از بین می‌روند و انفجارهای شدیدتری از انرژی را نسبت به سایر مناطق سطحی منتشر می‌کنند. این ساختارهای زودگذر و در عین حال با شدت بالا، درخشانتر از بقیه سطح ستاره می‌تابند که باعث جابه‌جایی مرکز عکس می‌شود. اگر یک ساختار درخشان در سمت چپ یک ابرغول سرخ شعله‌ور شود، مرکز عکس نیز به سمت چپ تغییر می‌کند.

یکی از نقشه‌های سطحی که در طول مطالعه انجام شد. این ویدئو نشان می‌دهد که چگونه سطح در طول ماهها و سالها تغییر می‌کند. نواحی نارنجی روشن و زرد نسبت به نواحی قرمز و سیاه با شدت کم، شدت بیشتری دارند و نور بیشتری تولید می کنند.

یکی از نقشه‌های سطحی که در طول مطالعه انجام شد. این ویدئو نشان می‌دهد که چگونه سطح در طول ماه‌ها و سال‌ها تغییر می‌کند. نواحی نارنجی روشن و زرد نسبت به نواحی قرمز و سیاه با شدت کم، شدت بیشتری دارند و نور بیشتری تولید می‌کنند. (اعتبار تصویر: A. Chiavassa و همکاران 2022)

 

اندازه عظیم ابرغول های قرمز می‌تواند توضیح دهد که چرا ممکن است این اتفاق بیفتد. پوسته بیرونی بیشتر ستارگان از هزاران سلول همرفتی مجاور تشکیل شده است – محفظه های درازی از گاز چرخان، عمدتاً هیدروژن و هلیوم، که گاز داغتر را از درون ستاره به سطح بیرونی آن می‌چرخد، جایی که سرد می‌شود و تا حدودی شبیه حبابها به پایین فرو می‌رود.

اما از آنجایی که ابرغول های قرمز بسیار پرجرم هستند، گرانش در سطح آنها بسیار ضعیفتر از هسته آنها است. سلولهای همرفتی آنها بسیار بزرگتر از سایر ستارگان هستند و بین 20 تا 30 درصد شعاع قابل توجه یک ابرغول سرخ یا بین 40 تا 60 درصد قطر آن را اشغال می‌کنند. طبق این مطالعه، سلول‌های همرفتی بزرگ‌تر می‌توانند گاز بیشتری را به سطح ستاره منتقل کنند که این همان چیزی است که ساختارهای بسیار درخشانی را ایجاد می‌کند که مسئول تغییر مراکز عکس هستند.

داده‌های این تیم نشان می‌دهد که این ساختارهای سطحی می‌توانند از نظر اندازه متفاوت باشند، که تعیین می‌کند چقدر به اطراف بچسبند. آندریا چیاواسا، نویسنده اصلی مطالعه، ستاره شناس آزمایشگاه لاگرانژ در نیس، فرانسه و موسسه اخترفیزیک ماکس پلانک، “بزرگترین ساختارها در مقیاسهای زمانی ماه ها یا حتی سالها تکامل می‌یابند، در حالی که ساختارهای کوچکتر در طول چند هفته تکامل می‌یابند.” او افزود که این بدان معناست که مکان مرکز عکس ستاره‌ها دائماً در نوسان است.

این ویدئو نشان می‌دهد که چگونه مرکز نور یک ابرغول سرخ در طول زمان به اطراف حرکت می‌کند و به نظر می‌رسد که در فضا می‌چرخد. (اعتبار تصویر: A. Chiavassa و همکاران 2022)

 

ستاره‌شناسان گمان می‌کنند که ابرغول‌های سرخ نقش مهمی در تکامل کهکشانها دارند. اجسام عظیم ستاره‌ای مقادیر زیادی گاز و عناصر سنگین را بیرون می‌ریزند که در تولد ستارگان جدید و سیارات فراخورشیدی مهم هستند. ساختارهای سطحی درخشان و عظیم ابرغولها احتمالاً در پرتاب این مواد حیاتی نقش دارند و مطالعات آتی در مورد تکان خوردن ستارگان می‌تواند به حل دقیق چگونگی وقوع آن کمک کند.

سلما دی مینک، یکی از نویسندگان این مطالعه و مدیر MPIA در این بیانیه گفت: «الگوی رقص ابرغول های قرمز در آسمان می‌تواند به ما اطلاعات بیشتری درباره پاکتهای در حال جوشش آنها بدهد. ما قادر خواهیم بود اطلاعات مهمی در مورد دینامیک ستارگان استخراج کنیم و فرآیندهای فیزیکی را بهتر درک کنیم که باعث همرفت شدید در این ستارگان می‌شوند.

 

Red supergiant stars ‘dance’ because they have too much gas

By Harry Baker

https://www.space.com/dancing-red-supergiant-stars

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *