رصد اولین ستاره دوقلو با مرگ ترقه ای!
شاه بلاگ: ستاره شناسان نخستین ستاره دوگانه را شناسایی کرده اند که یک پایان اصطلاحا ترقه ای را تجربه کرده اند و در نهایت به سمت رقم زدن رویداد نادر دیگری به نام انفجار گران نواختری می روند.
به گزارش شاه بلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، بااینکه ستارگان کلان جرم به طور معمول با انفجارهای تماشایی می میرند، اما تعداد انگشت شماری از آنها مانند ترقه ها و فشفشه ها به عمر خود پایان می دهند.
حالا ستاره شناسان بقایای یکی از این ترقه ها را در یک ستاره نوترونی موسوم به SGR ۰۷۵۵-۲۹۳۳ در فاصله ۱۱ هزار و ۴۰۰ سال نوری از زمین در صورت فلکی کَشتی دمُ(Puppis) جنوبی شناسایی کرده اند.
در پژوهش های جدید، دانشمندان می گویند که این ستاره در اوایل زندگی خود مقادیر غیرعادی زیادی از جرم را به همراه خود منتقل کرده، بطوریکه مواد کافی برای مرگ انفجاری در آن باقی نمانده است. در عوض، به یک ابرنواختر ضعیف ختم شده که یک رویداد کیهانی نادر است که باقیمانده ای بسیار متراکم به نام ستاره نوترونی را در پی خود بجای می گذارد.
آندره نیکلاس چن، ستاره شناس مرکز تحقیقاتی NOIRLab بنیاد ملی علوم و یکی از نویسندگان این مطالعه جدید در اطلاعیه ای اظهار داشت: این سامانه دوتایی قابل توجه اساساً یک سامانه ی یک در ۱۰ میلیاردی است.
ستاره نوترونی و همراه نزدیک به آن که ستاره ای است که پژوهشگران همین طور پیش بینی می کنند که روزی فروپاشیده و به یک ستاره نوترونی تبدیل گردد، نخستین نمونه واضح از یک سامانه ستاره ای را نشان می دهند که در نهایت سبب ایجاد یک گران نواختر یا کیلونوا می شوند که یک انفجار کیهانی است که طی آن دو ستاره نوترونی ادغام می شوند.
گران نواختر(Kilonova) یا ابرنواختر فرآیندِ R یا کیلونوا یک رویداد ستاره شناسی گذرا است که در سامانه های دوتایی فشرده رخ می دهد و در آن یک ستاره نوترونی با یک سیاه چاله یا یک ستاره نوترونی دیگر ممتزج می شود. در انفجار گران نواختر، پرتوهای کوتاه گاما و تابش های الکترومغناطیسی قوی که به جهت واپاشی هسته ای هسته های سنگینِ پروسه R تولید شده اند، مشاهده می شود که بطور همسان گرد بعد از پروسه برخورد ساطع می شوند.
اصطلاح گران نواختر در سال ۲۰۱۰ برای توصیف اوج درخشندگی به اندازه حدود ۱۰۰۰ برابر یک نواختر ارائه شد. در اکتبر ۲۰۱۸، ستاره شناسان گزارش دادند که GRB ۱۵۰۱۰۱B (یک رویداد انفجار پرتوی گاما که در سال ۲۰۱۵ کشف شده است) ممکنست قرین تاریخی GW۱۷۰۸۱۷(یک رویداد موج گرانشی که در سال ۲۰۱۷ شناسایی شده است) باشد که با ادغام دو ستاره نوترونی مرتبط می باشد. شباهت های بین این دو رویداد، از نظر اشعه گاما، انتشار نوری و اشعه ایکس و همین طور ماهیت کهکشان های میزبان مرتبط، قابل توجه در نظر گرفته می شود و این شباهت قابل توجه نشان میدهد که دو رویداد جداگانه و مستقل ممکنست هر دو نتیجه ادغام ستاره های نوترونی باشند.
بااینکه یک کیلونوا برای نخستین بار در سال ۲۰۱۷ کشف شد، اما ستاره شناسان به لطف رصد نور و امواج گرانشی، تنها نتایج این رویداد را ثبت کردند. حالا در این تحقیقات جدید، این نخستین باری است که دانشمندان یک سامانه ستاره ای دوتایی را شناسایی کرده اند که می دانند به انفجار کیلونووا ختم می شود.
علاوه بر این، ستاره شناسان قبلاً فکر می کردند که تنها یک یا دو چنین سامانه ای در کهکشان های مارپیچی مانند کهکشان راه شیری خودمان وجود دارد. حالا پژوهشگران این مطالعه جدید، این تخمین را به ۱۰ سامانه افزایش داده اند و خاطرنشان کردند که این مشاهدات به آنها کمک می نماید تا تاریخ، تکامل و مرگ های غیرعادی آرام ستارگان در چنین سامانه ای را بهتر درک کنند.
چن می گوید: مدتی است که اخترشناسان در مورد شرایط دقیقی که در نهایت می تواند به یک کیلونوا منجر شود، گمانه زنی می کنند. این نتایج جدید نشان میدهد که حداقل در بعضی موارد، دو ستاره نوترونی خواهر و برادر، زمانی که یکی از آنها بدون انفجار ابرنواختر کلاسیک بوجود آمد، می توانند با هم ادغام شوند.
این ستاره رصد شده، کلان جرم است و هر ۶۰ روز یک دفعه به دور ستاره نوترونی همراه خود می چرخد و CPD-۲۹ ۲۱۷۶ نام دارد. دانشمندانی که در تازه ترین تحقیقات شرکت داشته اند، این ستاره خواهر و برادر را برای درک شکل گیری سامانه های ستاره ای به عنوان آنچه ممکنست در آینده آشکار شود، مورد مطالعه قرار دادند.
این فقط یک سامانه دوگانه ساده نیست
یک سامانه یا منظومه دوگانه(Binary system) منظومه ای متشکل از دو جرم آسمانی است که به اندازه ای به یکدیگر نزدیک هستند که برهمکنش گرانشی آنها موجب می شود که پیرامون یک گرانیگاه مشترک بگردند. در تعریف دقیق تر، منظومه دوگانه ی این گرانیگاه باید بیرون از هر دو جرم قرار داشته باشد تا در قالب منظومه سیاره-قمر یا منظومه سیاره ای دسته بندی نشود.
معمول ترین حالت های منظومه های دوگانه شامل ستاره های دوگانه و سیارک های دوگانه می شود، اما سیاره ها، سیاهچاله ها، ستاره های نوترونی، کوتوله های قهوه ای، سیاهچاله ها و کهکشان ها نیز می توانند منظومه های دوگانه ایجاد کنند.
ستاره دوگانه نیز یک سامانه ستاره ای است که در آن دو ستاره به دور مرکز سنگین سراسری مشترک میان خود گردش می کنند. سامانه های دارای بیش از دو ستاره را سامانه های چند ستاره ای می نامند. به ستاره دیگر، ستاره ندیم یا ستاره همدم یا همراه نیز گفته می شود.
بررسی های جدید نشان می دهند که درصد زیادی از ستارگان قسمتی از یک سامانه حداقل دو ستاره ای هستند. ستارگان دوتایی در اخترفیزیک بسیار مهم هستند، برای اینکه خاصیت های مدار آنها جرم و چگالی آن ستارگان را برای اخترشناسان مشخص می کند. جرم خیلی از ستارگان تکی نیز از روی برون یابی جرم ستارگان دوتایی بدست می آید.
ستاره های دوتایی گاهی می توانند بین یکدیگر جرم تبادل کنند و تکامل یابند.
کلاریسا پاوائو، دانشجوی مقطع کارشناسی در دانشگاه Embry-Riddle در آریزونا این سامانه را در حین بررسی داده های ضبط شده توسط رصدخانه Cerro Tololo در شیلی پیدا کرد.
بگفته اخترشناسان، این یک یافته کلیدی بود که به پژوهشگران کمک کرد به این نتیجه برسند که ستاره نوترونی اولیه به شکل انفجار ترقه ای به انتها راه خود رسیده است.
به طور معمول وقتی یکی از ستارگان یک سامانه دوگانه بوسیله هیدروژن خود می سوزد و به انتها مرحله توالی اصلی خود نزدیک می شود، آغاز به انتقال جرم به ستاره همراه خود می کند و انفجارِ پایانی اغلب، ستارگان همراه را از سامانه ها خارج می کند و به مدارهای بسیار بیضی شکل می اندازد.
اما به نظر نمی رسید که در این سامانه جذاب چنین اتفاقی افتاده باشد. برای درک بهتر آنچه ممکنست در آخر عمر SGR ۰۷۵۵-۲۹۳۳ اتفاق بیفتد، اخترشناسان هزاران مدل را بررسی کردند که منظومه های ستاره ای دوگانه را شبیه آنچه که آنها مطالعه می کردند، توصیف کردند و فقط دو مورد را پیدا کردند که مطابقت داشتند.
این گروه سپس تاریخچه ستاره را ردیابی کردند و به این نتیجه رسیدند که در بیشتر موارد مانند هر ستاره کلان جرم دیگری که سوختش تمام می شود، رفتار می کند و در اواخر عمر خود آغاز به انتقال جرم به همراه خود کرده و به یک ستاره کم جرم با هسته هلیومی تبدیل گشته است.
نوئل ریچاردسون، سرپرست این مطالعه می گوید: با این وجود، در این فرایند، ستاره آن قدر جرم از دست داده که ابرنواخترِ پایان عمرش حتی انرژی کافی برای لگد زدن به مدار همراه خودرا نداشته است.
بدین سبب بر طبق این مطالعه، این ستاره ی درحال مرگ انرژی کافی برای بیرون راندن همراه خودرا از سامانه نداشته و بنا بر این است که این دو ستاره همچنان مدارهای فشرده و نزدیک به هم دارند.
این تحقیق جدید علاوه بر کسب اطلاعات بیشتر در مورد رویدادهای کیلونووا، به اخترشناسان کمک می نماید تا منشاء تعدادی از سنگین ترین عناصر در جهان ما را بهتر درک کنند.
این ابرنواختر آرام تنها چند میلیون سال پیش رخ داده است و ستاره شناسان انتظار دارند که منظومه CPD-۲۹ ۲۱۷۶ حداقل یک میلیون سال دیگر به همین شکل باقی بماند. مدلهای آنها نشان میدهد که دقیقاً مانند ستاره نوترونی اولیه، ستاره خواهر آن نیز ابرنواختر آرامی را تجربه خواهدنمود و در نهایت به یک ستاره نوترونی تبدیل می شود.
پژوهشگران پیش بینی می کنند که میلیونها سال بعد این دو ستاره نوترونی در یک رقص کیهانی به آرامی به سمت یکدیگر حرکت می کنند و در نهایت در یک انفجار گران نواختر با هم برخورد می کنند.
ریچاردسون می گوید، چنین انفجارهایی به عنوان منبع مقادیر زیادی از عناصر سنگین مانند پلاتین، زنون، اورانیوم و طلا شناخته می شوند که به جهان پرتاب می شوند.
اخترشناسان مدت ها گمان می کردند که فلزات سنگین آزاد شده در چنین رویدادهایی در محیط بین ستاره ای معلق بودند تا آن زمان که به سیارک ها تبدیل شدند و این سیارک ها سپس زمین را هنگام شکل گیری بمباران کردند و فلزات گرانبهایی را که امروز می بینیم را به زمین هدیه دادند.
رویداد گران نواختری که در سال ۲۰۱۷ مشاهده شد، به تنهایی حداقل ۱۰۰ برابر فلزات سنگین گرانبهایی را که در زمین موجود است را پدید آورد، بدین سبب بنظر می رسد که یک ابرنواختر شکست خورده در نهایت یک ضرر برای جهان محسوب نمی شود.
این تحقیق بتازگی در مجله نیچر(Nature) انتشار یافته است.
منبع: شاه بلاگ
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب