دیده شدن شراره نیرومند در یک کوتوله سفید برای نخستین بار

* دانشمندان دانشگاه آکسفورد برای نخستین بار شراره‌هایی از گاز را مشاهده کرده‌اند که با سرعت باورنکردنی از یک سامانه‌ی دوتایی کوتوله‌ی سفید بیرون می‌زند. دیدن چنین فعالیتی برای نخستین بار، نشان می‌دهد که شناخت کنونی ما از رفتار و عادت‌های ستارگان و توانایی‌های آنها هنوز کاستی دارد.

در فوریه‌ی ۲۰۱۶، نواختر کوتوله‌ی اس‌اس ماکیان برون‌ریزی‌های نامعمولی انجام داد که تا بیش از سه هفته ادامه داشت و شراره‌های رادیویی در آنها دیده می‌شد. ولی فریبنده‌ترین رفتار در زمانی نزدیک به پایان برون‌ریزی‌ها رخ داد: یک شراره‌ی غول‌پیکر، پرسرعت، و درخشان با اوج چگالی شار نزدیک به ۲۰ میلیون یانسکی (mJy) که تا ۱۵ دقیقه دیده می‌شد. این نخستین بار است که چنین شراره‌ای در اس‌اس ماکیان دیده می‌شود. شراره‌های تند به عنوان تغییر نور شدید، تند، و ناگهانی تعریف می‌شوند.

شراره‌های تند (rapid flares) که دگرگونی‌هایی بی‌اندازه نیرومند و سریع در روشنایی یک ستاره هستند زمانی رخ می‌دهند که ستاره به طور ناگهانی مقدار بسیار هنگفتی انرژی آزاد کند. چنین رفتاری -البته با انرژی کمتر- در خورشید خودمان هم دیده شده که در آن، در یک بازه‌ی زمانی کوتاه انرژی مغناطیسی آزاد شده و شراره‌های خورشیدی پدید می‌آید. این فعالیت نامعمول که در طول موج‌های رادیویی در اس‌اس-ماکیان (SS Cyg) که یکی از درخشان‌ترین ستارگان متغیر در صورت فلکی ماکیان است دیده شده، دانش کنونی ما از برافزایش گاز و تولید شراره در این ستارگان را به چالش می‌کشد.

نواخترهای کوتوله -اجرامی مانند اس‌اس-ماکیان که در آنها یک ستاره‌ی معمولی خورشیدسان به گرد یک کوتوله‌ی سفید می‌چرخد- به دلیل رفتار فورانی تکرارشونده و سطح پایینشان (یک برون‌ریزی) به خوبی شناخته شده‌اند، ولی هرگز دیده نشده بود رفتاری در اندازه‌ی شراره‌های تند از خود نشان دهند.

برون‌ریزی‌ها پیش از این در کوتوله‌های سفید، ستارگان نوترونی و حتی سیاهچاله‌های غول‌پیکر درون کهکشان‌های گوناگون دیده شده بودند. این اجرام به طور عمده با نیروی گرانش، گازهای ستاره‌ی همدمشان را به سوی خود کشیده و از راه برافزایش می‌مکند. این ستارگان هر از گاهی بخشی از این گاز را به شکل فواره‌هایی به بیرون پرتاب می‌کنند، یعنی آن را به شکل یک تک-باریکه‌ی مخروطی‌شکلی بیرون می‌ریزند.

در فوریه‌ی ۲۰۱۶ که رفتار اس‌اس ماکیان برای نخستین بار دیده شد، به عنوان یک برون‌ریزی نامعمول در نظر گرفته شد، ولی بررسی‌های تلسکوپی بعدی پرده از وجود شراره‌های تند و شگفت‌انگیز آن برداشت. فریبنده‌ترین و نامنتظره‌ترین رفتار در طول موج‌های رادیویی و در پایان برون‌ریزی دیده شد، زمانی که یک شراره‌ی "غول‌پیکر" رخ داد. این شراره که کمتر از ۱۵ دقیقه زمان برد، دارای انرژی‌ای بیش از یک میلیون برابر نیرومندترین شراره‌های خورشید بود (اوج چگالی شار آن نزدیک به ۲۰ میلیون یانسکی (mJy) بود). سطح داده‌های رادیوییِ دریافت شده از این شراره برای سامانه‌های نواختر کوتوله بی‌سابقه بود و با داده‌های رادیویی که از یک فواره انتظار می‌رفت همخوانی داشت.

دکتر کونال مولی، پژوهشگر اخترفیزیک در دانشگاه آکسفورد و رهبر این پژوهش می‌گوید: «بسیاری از چشمگیرترین پژوهش‌های اخترفیزیکی بر پایه‌ی بررسی اس‌اس ماکیان بوده. آخرین آنها -دیده شدن یک شراره‌ی رادیویی سریع و درخشان در پایان یک برون‌ریزی- بسیار نامعمول است و نشان می‌دهد که چه بسا فیزیک ناشناخته‌ای در آن نقش داشته باشد. چشمداشت ما دیدن شراره‌های آهسته‌ی مربوط به ناپایداری ستاره بود ولی به جایش فعالیت‌های تند و سریع و مخروطی‌شکلی دیدیم که در آن، انرژی هنگفتی در بازه‌ی زمانی تنها ده دقیقه آزاد شد. چنین چیزی را هرگز در یک سامانه‌ی نواختر کوتوله ندیده بودیم.»

«در آینده، نظریه‌پردازان باید به کمک رصدگران به جستجوی پاسخی برای این شراره‌های تند درون اس‌اس ماکیان بپردازند تا شناخت کاملی از فرآیند برافزایش گاز و پس‌زنی گاز در سامانه‌های کوتوله‌ی سفید- به ویژه نواخترهای کوتوله به دست آورند؛ پژوهش‌های همانندی هم باید بر روی سامانه‌های اخترفیزیکی دیگر انجام شود.»

اس‌اس ماکیان در بیش از صد سالی که از یافته شدنش می‌گذرد مورد پژوهش‌های گسترده‌ی اخترشناسان بوده. این ستاره همچنان به فراهم آوردن بینش‌های تازه درباره‌ی فرآیندهای فیزیکی مربوط به سامانه‌های دوتایی کوتوله‌ی سفیدی ادامه می‌دهد، از جمله همین فرآیندهایی که توسط گروه دکتر مولی شناسایی شده.

دکتر مولی و گروهش در آکسفورد اکنون سرگرم بررسی‌های بیشتر بوده و می‌خواهند بدنه‌ای از رویدادهای قطعی درباره‌ی رفتارهای نواخترهای کوتوله بسازند و تعیین کنند که آیا این سامانه‌ها به راستی توانایی پدید آوردن فواره‌های نیرومند را دارند یا نه.

گزارش این پژوهش در این پیوند در دسترس است.

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

تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

https://telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

white dwarf - binary star system - Oxford University - flare - star - Sun - solar flare - radio wavelength - SS Cyg - variable star - constellation of Cygnus - accretion - outburst - neutron star - black hole - galaxy - rapid flare - dwarf nova system - Dr. Kunal Mooley - mJy

منبع: sciencedaily

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان