گِردترین جرمی که تاکنون در کیهان یافته شده

* اخترشناسان توانسته‌اند پیکره‌ی یک ستاره‌ی تپنده [ستاره‌ی متغیر] در فاصله‌ی ۵۰۰۰ سال نوری از زمین را با دقتی بی‌سابقه اندازه بگیرند. آنان دریافته‌اند که این ستاره بیش از همه‌ی اجرامی که تاکنون در طبیعت دیده شده‌ به یک کره‌ی کامل نزدیک است.

ستاره‌ی کپلر-۱۱۱۴۵۱۲۳ گردترین جسم طبیعی است که تاکنون در کیهان اندازه‌گیری شده.

ستارگان کره‌ی کامل نیستند، سازوکارهای مکانیکی بسیاری می‌تواند شکل آنها را تغییر دهد. یکی از این سازوکارها چرخش است: هرچه ستاره‌ای سریع‌تر بچرخد، به دلیل نیروی گریز از مرکز پَخت‌تر می‌شود [در دو قطب پهن شده و در استوا شکم می‌دهد]. از آنجایی که ستارگان دوردست در آسمان تنها به شکل نقطه‌هایی دیده می‌شوند، سنجش شکل آنها کاری دشوار بوده.

اکنون یک گروه از پژوهشگران به رهبری پرفسور لورن گیزون از بنیاد ماکس پلانک برای پژوهش سامانه‌ی خورشیدی (MPS) و دانشگاه گوتینگن آلمان توانسته‌اند پختی یک ستاره‌ی کُند-چرخان را اندازه‌بگیرند. این گروه در پژوهشنامه‌ای که در شماره‌ی ۱۶ نوامبر ۲۰۱۶ نشریه‌ی ساینس اَدوَنسز منتشر شده، برای نخستین بار به کمک اخترلرزه‌شناسی، پختی یک ستاره را با دقتی بی‌اندازه تعیین کرده‌اند؛ اخترلرزه‌شناسی دانشیست که به نوسان‌های ستارگان می‌پردازد.

این شگرد برای ستاره‌ای که ۵۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد به کار رفته و نشان داده که تفاوت اندازه‌ی شعاع استوایی و شعاع قطبی آن تنها ۳ کیلومتر است- این رقم نسبت به شعاع میانگین ۱.۵ میلیون کیلومتری ستاره، به گونه‌ای خیره‌کننده کوچک است.

همه‌ی ستارگان می‌چرخند و بنابراین همه‌ی آنها در اثر نیروی گریز از مرکز پخت شده‌اند: هر چه سریع‌تر، پختی بیشتر. خورشید ما هر ۲۷ روز یک بار به گرد محورش می‌چرخد و شعاع استوایی‌اش ۱۰ کیلومتر بزرگ‌تر از شعاع قطبی‌اش است. برای زمین [با دوره‌ی چرخش یک روزه]، این اختلاف ۲۱ کیلومتر است. گیزون و همکارانش یک ستاره‌ی کُند-چرخان به نام کپلر-۱۱۱۴۵۱۲۳ را برای سنجش برگزیدند. بزرگی این ستاره‌ی داغ و درخشان بیش از دو برابر خورشید است و سه برابر کندتر از آن می‌چرخد.

دلیل گزینش این ستاره برای بررسی این بود که دارای نوسان‌های سینوسی محض است. بزرگ و کوچک شدنِ (انبساط و انقباض) این ستاره به شکل نوسان‌های سینوسی در نور آن دیده می‌شود. تلسکوپ فضایی کپلر ناسا به مدت چهار سال به طور پیوسته نوسان‌های این ستاره را زیر نظر داشت.

پرفسور لورن گیزون، مدیر بنیاد پژوهش سامانه‌ی
خورشیدی ماکس پلانک در گوتینگن آلمان

پژوهشگران برای بررسی خود بسامد حالت‌هایی از نوسان که به عرض‌های پایین حسمند بودند را با بسامد حالت‌هایی از نوسان که به عرض‌های بالاتر حسمند بودند مقایسه کردند. این همسنجی با دقت ۱ کیلومترنشان داد که تفاوت میان شعاع استوایی و شعاع قطبی ستاره تنها ۳ کیلومتر است. گیزون می‌گوید: «بدین ترتیب کپلر-۱۱۱۴۵۱۲۳ گِردترین جرم طبیعی است که تاکنون شناخته شده، حتی از خورشید هم گردتر.»

شگفت این که پختی این ستاره حتی از مقداری که پیامد نرخ چرخشش است هم کمتر است. یکی دیگر از سازوکارهایی که بر پختی یک ستاره اثر می‌گذارند میدان مغناطیسی است. به گمان این پژوهشگران، وجود یک میدان مغناطیسی در عرض‌های پایین باعث شده این ستاره کروی‌تر شود. درست همان‌گونه که از هورلرزه‌شناسی (لرزه‌شناسی خورشید) می‌توان برای بررسی میدان مغناطیسی خورشید بهره گرفت، اخترلرزه‌شناسی هم می‌تواند برای بررسی میدان مغناطیسی ستارگان دوردست به کار رود. مشاهده‌ی مستقیم میدان‌های مغناطیسی ستارگان دوردست، به ویژه میدان‌های ضعیف، بی‌اندازه دشوار است.

ستاره‌ی کپلر-۱۱۱۴۵۱۲۳ تنها ستاره‌ای نیست که نوسان‌های مناسب دارد و درخشش آن به دقت اندازه گرفته شده. گیزون می‌گوید: «ما تصمیم داریم این شگرد را برای دیگر ستارگانی که تلسکوپ کپلر دیده و فضاپیماهای تِس و PLATO در آینده خواهند دید هم به کار بریم. دیدن این که چرخش‌های سریع‌تر و یک میدان مغناطیسی نیرومند می‌تواند پیکر یک ستاره را تغییر دهد بسیار هیجان‌انگیز است. اکنون یکی از زمینه‌های نظری مهم در اخترفیزیک برای ما دیدارپذیر شده.»

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

به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

pulsating star - sphere - centrifugal force - star - Prof. Dr. Laurent Gizon - Max Planck Institute for Solar System Research - MPS - University of Göttingen - oblateness - Science Advances - asteroseismology - Earth - equatorial radius - polar radius - Sun - equator - pole - Kepler 11145123 - sinusoidal oscillation - NASA - Kepler - latitude - frequency - oblate - rotation rate - magnetic field - helioseismology - TESS - PLATO - astrophysics - Germany

منبع: بنیاد ماکس پلاک برای پژوهش سامانه‌ی خورشیدی (MPS)

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان