نخستین مورد شناسایی لیتیوم در مواد پرتاب شده از یک نواختر

* عنصر شیمیایی لیتیوم برای نخستین بار در موادی که از یک نواختر پرتاب شده شناسایی شد. 

رصدهایی که با بهره از تلسکوپ های رصدخانه ی لاسیای ESO نزدیک سانتیاگو در شیلی روی نواختر "قنطورس ۲۰۱۳" انجام شده به توضیح این راز کمک می کند که چرا به نظر می رسد فراوانی این عنصر در بسیاری از ستارگان جوان بیش از چشمداشت ها است. این یافته ی تازه تکه ای گمشده از جورچین فرگشت شیمیایی کهکشانمان را به ما می دهد، و یک گام بزرگ رو به جلو برای اخترشناسانیست که در تلاش برای شناخت فراوانی عنصرهای شیمیایی گوناگون در ستارگان کهکشان راه شیری‌اند.

تصویری از "تلسکوپ فناوری نوین" رصدخانه ی لاسیای ESO که در ژوییه ی ۲۰۱۵ گرفته شده و  نواختر قنطورس ۲۰۱۳ را همچون ستاره ای درخشان در مرکز تصویر نشان می دهد. این عکس ۱۸ ماه پس از انفجار آغازین نواختر گرفته شده. نواختر قنطورس ۲۰۱۳ نخستین موردیست که در آن عنصر لیتیوم دیده می شود. این تصویر در ابعاد گسترده و در دو اندازه: بزرگ- بزرگ تر. اندازه های دیگر را در این پیوند ببینید

عنصر شیمیایی سبک لیتیوم یکی از چند عنصریست که بر پایه ی نظریه، ۱۳.۸ میلیارد سال پیش در مهبانگ ساخته شد. ولی چیزی که امروزه در ستارگان پیرامونمان دیده می شود اخترشناسان را گیج و آشفته کرده: لیتیوم در ستارگان پیرتر کمتر از چشمداشت هاست [۱]، و لیتیوم برخی از ستارگان جوان تر تا ده برابر بیش از آن هاست [۲].

اخترشناسان از دهه ی ۱۹۷۰ بر این گمان بوده اند که بیشتر لیتیوم اضافی موجود در ستارگان جوان از نواخترها ریشه گرفته. نواختر (nova) انفجاری در ستارگان است که باعث بیرون پاشیدن و پس زدن مواد از ستارگان می شود. این مواد با پخش شدن در فضای میان-ستاره ای، بخشی از ماده ای می شوند که در ساختن ستارگان نسل بعدی به کار می رود. ولی در بررسی های دقیقی که تاکنون روی چندین نواختر انجام شده بود، نتیجه ی روشنی به دست نیامده.

اکنون یک گروه به رهبری لوکا ایتزو (از دانشگاه ساپینزای رم، و ICRANet، پسکارای ایتالیا) با بهره از دستگاه FEROS روی تلسکوپ ۲.۲ متری MPG/ESO در رصدخانه ی لاسیا، و همچنین طیف نگار PUCHEROS روی تلسکوپ ۰.۵ متری ESO در رصدخانه ی دانشگاه اسقفی کاتولیک شیلی در سانتامارینا نزدیک سانتیاگوی شیلی، نواختر "قنطورس ۲۰۱۳" یا "V1369 قنطورس" را بررسی کرده اند. [۳]

این ستاره در دسامبر ۲۰۱۳، در آسمان نیمکره ی جنوبی، صورت فلکی قنطورس، نزدیک ستاره ی درخشان بتا قنطورس منفجر شد و درخشان ترین نواختری بود که تاکنون در سده ی ۲۱ دیده شده- نور آن به آسانی با چشم نامسلح دیده می شد. (خبرش را اینجا خوانده بودید: * ظهور یک ستاره تازه در آسمان نیمکره جنوبی!)

نواختر قنطورس ۲۰۱۳ بر فراز رصدخانه ی لاسیای ESO. اندازه ی بزرگ تر. اندازه های دیگر را در این پیوند ببینید.

داده های بسیار دقیقی که در این بررسی تازه به دست آمد شناسه ی آشکار لیتیومی را نمایان کرد که با سرعت دو میلیون کیلومتر بر ساعت از این نواختر به فضا پرتاب شده بود [۴]. این نخستین بارست که این عنصر در پرتابه های یک سامانه ی نواختری شناسایی می شود.

نویسنده ی همکار، ماسیمو دلاواله (از INAF- رصدخانه ی کاپودیمنته در ناپل، و ICRANet، پسکارای ایتالیا) درباره ی اهمیت این یافته می گوید: «این یک گام ارزشمند رو به جلو است. اگر ما تاریخ فرگشت شیمیایی راه شیری را مانند یک جورچین بزرگ تصویر کنیم، لیتیومِ نواخترها یکی از مهم ترین و گیج کننده ترین تکه های این پازل خواهد بود. افزون بر آن، تا معمای لیتیوم حل نشود، همه ی مدل های مهبانگ را می توان به چالش کشید.»

جرم برآوردی لیتیوم پس زده شده در نواختر قنطورس ۲۰۱۳ ناچیز است (کمتر از یک میلیاردم جرم خورشید)، ولی از آن جایی که در تاریخ کهکشان راه شیری میلیاردها نواختر روی داده، همین اندک هم برای توضیح مقدار فراوان و نامنتظره ی لیتیومی که در کهکشان دیده شده بسنده می کند.

ماسیمو دلاواله و نویسنده ی دیگرِ پژوهش، لوکا پاسکوینی (ESO، گارچینگ آلمان) بیش از یک چهارم سده است که در جستجوی لیتیوم نواختری بوده اند. این یک دستاورد خشنودکننده برای کاوش درازمدت آن هاست. و برای پژوهشگر اصلی، لوکا ایتزو که از آن دو جوان تر است، گونه ی دیگری از هیجان را در بر دارد. وی می گوید: «بسیار هیجان انگیز است که چیزی را یافته ایم که وجودش پیش از تولد من پیش بینی شده بود و بار نخست هم در روز تولدم در سال ۲۰۱۳ دیده شده بود.»

در ویدیوی زیر، بخشی از آسمان پیرامون ستاره های درخشان آلفا و بتای قنطورس بزرگنمایی شده و به نواختر قنطوری ۲۰۱۳ می رسد. برای دریافت ویدیو در نگارش ها و اندازه ی های گوناگون به این پیوند بروید.

-----------------------------------------------

یادداشت ها:

۱] نبودِ لیتیوم در ستارگان پیرتر یک معمای درازمدت است. دستاوردهای این پژوهش در این پیوندها هم منتش شده: eso1428، eso1235 و eso1132.

۲] به بیان دقیق تر، واژه های "جوان تر" و "پیرتر" برای اشاره به چیزی به کار می رود که اخترشناسان ستارگان جمعیت I و جمعیت II می نامند. خورشید ما در رده ی جمعیت I جای می گیرد. این ستارگان دارای مقدار فراوان عنصرهای شسیمیایی سنگین تر هستند و قرص کهکشان راه شیری را می سازند. ستارگان جمعیت II پیرتر هستند، با فراوانی اندک عنصرهای سنگین، و در کوژی مرکزی و هاله ی کهکشان و خوشه های ستاره ای کروی پیدا می شوند. ستارگان رده ی "جوان ترِ" جمعیت I می توانند چند میلیارد سال سن داشته باشند!

۳] این تلسکوپ های به نسبت کوچک و مجهز به طیف نگارهای مناسب، ابزارهایی پرقدرت برای این گونه جستجو هستند. حتی امروزه که تلسکوپ های بی‌اندازه بزرگی ساخته شده، تلسکوپ های کوچک تر با کارکردهای ویژه می توانند بسیار ارزشمند باشند.

۴] این سرعت بالا از نواختر به سوی زمین به معنای آنست که طول موج خط جذبی درون طیف آن که مربوط به لیتیوم است به میزان چشمگیری دچار آبیگرایی (انتقال به آبی) شده و به انتهای آبیِ طیف گراییده است.

واژه نامه:

element - lithium - nova - Nova Centauri 2013 - ESO - La Silla Observatory - Chile - star - galaxy - chemical evolution - Milky Way - Big Bang - Luca Izzo - Sapienza University of Rome - ICRANet - Italy - FEROS - MPG/ESO - PUCHEROS - spectrograph - Pontificia Universidad Catolica de Chile - V1369 Centauri - Beta Centauri - naked eye - Massimo Della Valle - INAF - Osservatorio Astronomico di Capodimonte - jigsaw - Sun - Luca Pasquini - Garching - Population I - Population II - disc - Bulge - Halo - globular star cluster - Earth - wavelength - absorption - spectrum

منبع: رصدخانه ی جنوبی اروپا (ESO)

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان