ستارگانی با زندگی انگلی

پیشرفت هایی که از حدود دهه ی ۱۹۵۰ آغاز شده بود به پیدایش تصویری آشکار و پذیرفته شده از شیوه ی تولد، زندگی و مرگ تک ستارگان انجامید. [اکنون می دانیم که] با افزایش سن این ستارگان، رنگ، نور، و اندازه ی آن ها دستخوش تغییراتی با الگوی پیش بینی پذیر می شود، الگویی که حتی زمان مرگ این ستارگان را نیز می توان بر پایه ی آن پیش بینی کرد: همه ی ستارگان خورشیدسان در پایان زندگی به یک غول سرخ، سپس یک سحابی سیاره نما، و در پایان یک کوتوله ی سفید تبدیل خواهند شد.

ولی نیمی از ستارگان "دوتایی" هستند: جفت های ستاره ای که به گرد یکدیگر می چرخند. نیمی از ستارگان دوتایی هم آنقدر به هم نزدیکند که برهم کنش های گرانشی میانشان تاثیر چشمگیری بر روند زندگی و مرگشان می گذارد. اکنون دانشمندان به رهبری رابرت متیو، استاد اخترشناسی در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، و دانشجوی پیشینش ناتالی گازنل یکی از توضیح های احتمالی برای یک گروه استثنایی را تایید کرده اند: هرزه های آبی یا blue stragglers.

[در نوشته های پیشین این وبلاگ، این نام به "سرکش های آبی" ترجمه شده بود]

تولد یک هرزه آبی- * چپ: یک ستاره ی معمولی در یک سامانه ی دوتایی با گرانش خود مواد پیکر همدم پیرش که پف کرده، یک غول سرخ شده و صدها برابر اندازه ی آغازینش شده را می کِشد. * راست: با گذشت چند صد میلیون سال، ستاره ی غول سرخ سوخت هسته ایش به پایان رسیده و با رُمبش در خود به یک کوتوله ی سفید تبدیل شده که به شدت در طول موج های فرابنفش می درخشد. ستاره ی همدم با انبوه هیدروژنی که از غول سرخ مکیده به ستاره ای بسیار داغ تر، درخشان تر و آبی فام تر تبدیل شده است. تصویر بسیار بزرگ تر

هرزه های آبی جوان تر و درخشان تر از سنشان نشان می دهند- یا بهتر بگوییم، قوانین روشن و شُسته رُفته ی فرگشت ستاره ای را دور زده اند. دانشمندان از زمان یافته شدن هرزه های آبی در ۱۹۵۳ تاکنون در پی یافتن توضیحی برای آن ها بوده اند. آیا دو ستاره به هم کوبیده شده و یک ستاره ی بزرگ را ساخته بودند؟ آیا هرزه های آبی از همدم های خود گاز "می دزدند"؟

در چند سال گذشته، متیو و دانشجویانش بر پایه ی رصدهایی با تلسکوپ WIYN در کیت پیک آریزونا به این نتیجه رسیده اند که در واقع بیش از سه-چهارم هرزه های آبی دارای همدم های ستاره ای هستند.

در پژوهشنامه ای که در آستروفیزیکال جورنال منتشر شده، گازنل و متیو و همکارانشان، همدمِ مداری‌ای که هرزه ی آبی انگل آن شده را شناسایی کرده اند. آنان دریافتند که این قربانی یک غول سرخ بوده که تا مدت ها انگلِ هرزه ی خود را با گاز هیدروژنش تغذیه می کرده تا جایی که سرانجام خودش به یک کوتوله ی سفید تبدیل شده: پسمانده ی پیر، کوچک، درخشان و چگال یک غول سرخ.

این پژوهشگران با بهره از تلسکوپ فضایی هابل "رنگ های" نهایت-فرابنفشی که از هرزه های آبی و همدم هایشان می تابد را بررسی کردند. دوتایی هرزه ی آبی از فاصله ی ۵۵۰۰ سال نوری به شکل یک تک نقطه ی روشن دیده می شود، ولی پژوهشگران با بررسی میزان این نور فرابنفش، نشانه های بی‌تردید یک کوتوله ی سفید را دیدند.

این بررسی به یک رشته نتیجه گیری منطقی انجامید. ستارگانی که بررسی شدند به این دلیل اعضای یک دوتایی شناسایی شده بودند که به گونه ی دوره ای نسبت به زمین دورتر و نزدیک تر می شدند- نشان دهنده ی یک جفت ستاره که به گرد یکدیگر می چرخند. رنگ و شدت نور دیدنی (مریی) آن ها نشانه ی هرزه های آبی بود. آن ها در طیف "فرابنفشِ دور" می درخشیدند، این نشان ویژه ی یک کوتوله ی سفید داغ بود. و در پایان، اگر یک کوتوله ی سفید هنوز داغ و دیدارپذیر باشد، تنها می تواند ۳۰۰ میلیون سال سن داشته باشد. متیو می گوید: «این هرزه های آبی همین "دیروز" تشکیل شده بودند.»

کوتوله های سفید زمانی پدید می آیند که ستارگان خاصی لایه های بیرونی جَوِشان را از دست بدهند. به گفته ی گازنل، این جرم «باید یک جایی برود»«و به سوی همدم می رود که یک ستاره ی معمولی است و به اندازه ی کافی هم نزدیک هست که این جرم را با نیروی گرانش به سوی خود بکشد. بنابراین کوتوله ی سفید با افزودن جرم به همدمش آن را به یک هرزه ی آبی تبدیل می کند و خودش یک کوتوله ی سفید می ماند.»

این پژوهش شناخت ما از یک بخش عمده در فرگشت ستارگان را افزایش می دهد. اگر نیمی از همه ی ستارگان دوتایی باشند، و نیمی از دوتایی ها هم -مانند هرزه های آبی- به اندازه کافی به هم نزدیک باشند که با یکدیگر برهمکنش گرانشی داشته باشند، پس به گفته ی گازنل: «این ستارگان تنها یک بازنگری و دگرگونی در پنداشت های ما نیستند. ما باید این ستارگان که ۲۵ درصد از همه ی ستارگانند را هم به حساب بیاوریم تا بتوانیم روند فرگشت ستارگان را به درستی بشناسیم.»

گازنل که اکنون دانشجوی پسادکترا در دانشگاه تگزاس است می افزاید اگر دانشمندان ندانند هرزه های آبی چگونه ساخته می شوند، برای شناخت چگونگی دگرگونی و مرگ آن ها در جایگاه ضعیفی خواهند بود: «بی شک هنوز یک سوم هرزه های آبی [که همدم ندارند] نیازمند بررسی‌اند. من فکر می کنم اینجا پای برخوردهای ستاره ای نیز در میانست.»

متیو می گوید: «شناخت ما از فرگشت تک-ستارگان (تنها و بی همدم) یکی ازدستاوردهای فکری بزرگ سده ی گذشته بود. ما از یک نقطه ی روشن در آسمان آغاز کردیم و با کمک ابزارهای نوین، پیشرفت های فیزیک در سده ی گذشته، و رایانه ها توانستیم این نقطه های روشن را بگیریم و به روایتی از زندگی ستاره تبدیل کنیم.»

وی می افزاید: «ما فرگشت تک-ستارگانی مانند خورشید را به طور کلی از تولد تا مرگ آن ها به خوبی شناخته ایم. اکنون داریم همین روند شناخت را برای یک چهارم ستارگان که دوتایی نزدیک به همند آغاز می کنیم. پژوهش کنونی به ما اجازه می دهد تا نه تنها درباره ی این نقطه های روشن، بلکه درباره ی فرگشت کهکشان ها، از جمله راه شیری خودمان نیز گفتگو کنیم. این کاری ارزشمند است و به نتیجه رسیدنش از آن هم باارزش تر است.»

واژه نامه:

star - sun - red giant - planetary nebula - white dwarf - binary stars - gravitational interaction - Robert Mathieu - Natalie Gosnel - blue straggler - stellar evolution - companion - WIYN telescope - The Astrophysical Journal - hydrogen - Hubble Space Telescope - ultraviolet - Earth - parasitiz - postdoctoral - galaxy - Milky Way - wavelength

منبع: sciencedaily

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان