ستاره‌ای که با نفس خود همدم مرده‌اش را به زندگی برگرداند

* رصدخانه‌ی فضایی "اینتگرال" سازمان فضایی اروپا بیننده‌ی رویدادی کمیاب بوده: لحظه‌ای که بادهای وزیده از یک غول سرخ، همدمش که هسته‌ی کُند-چرخان یک ستاره‌ی مرده بود را با درخششی از پرتو X به زندگی برمی‌گرداند.

اینتگرال نخستین بار در ۱۳ اوت ۲۰۱۷ این برق پرتو ایکس را از چشمه‌ای ناشناخته در راستای مرکز کهکشان راه شیری دید. پس از آن، به مدت چند هفته رصدهایی برای یافتن سرچشمه‌ی اصلی رویداد به راه افتاد.

برهمکنش غول سرخ و ستاره‌ی نوترونی- این یک تصویر پویا (گیف) است. برای کامل شدنش شکیبا باشید. اندازه‌ی بزرگ‌تر (۵.۶ مگ)

این رصدها یک ستاره‌ی نوترونی با چرخش کُند و به شدت مغناطیده را نشان داد که گویا تازه تغذیه از مواد همسایه‌ی غول سرخش را آغاز کرده بود.

ستارگانی به جرم کمتر از ۸ برابر خورشید در پایان زندگی به غول‌های سرخ تبدیل می‌شوند. لایه‌های بیرونی آنها پس زده شده و تا میلیون‌ها کیلومتر گسترده می‌شوند، پوسته‌های گاز و غباری‌شان با بادهایی به نسبت کُند که سرعتشان بیش از چند صد کیلومتر بر ثانیه نیست از آنها جدا می‌شود.

ستارگان بزرگ‌تر، با جرم‌هایی تا ۲۵-۳۰ برابر خورشید سوختشان را به سرعت می‌سوزانند و با ابرنواخترهایی تماشایی منفجر می‌شوند؛ چیزی که از آنها به جا می‌ماند می‌تواند یک هسته‌ی ستاره‌ای چرخان با میدان مغناطیسی نیرومند، به نام ستاره‌ی نوترونی باشد. این هسته‌ی ریز می‌تواند جرمی حدود یک و نیم برابر جرم خورشید داشته باشد که همه‌ی آن را در کره‌ای به قطر تنها ۱۰ کیلومتر جا داده و یکی از چگال‌ترین اجرام شناخته شده‌ی کیهانی را ساخته است.

یافتن سامانه‌های دوتایی از این دست چندان نامعمول نیست، ولی این سامانه‌ی نویافته از نژادی کمیاب به نام "دوتایی‌های پرتو X همزی (symbiotic)" است که تاکنون بیش از ۱۰ تای آنها شناخته نشده.

انریکو بوتسو از دانشگاه ژنو و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «اینتگرال لحظه‌ای ویژه و کم‌مانند در تولد یک سامانه‌ی دوتایی کمیاب را دید. غول سرخ بادهایی به اندازه‌ی کافی چگال و کم‌سرعت برای تغذیه‌ی ستاره‌ی نوترونی همدمش آزاد کرد، و باعث شد این ستاره‌ی مرده برای نخستین بار درخششی پرانرژی از خود بگسیلد.»

این زوج بی‌تردید زوج نامعمولیست. بر پایه‌ی داده‌های تلسکوپ‌های فضایی ایکس‌ام‌ام-نیوتن اِسا و نوستار ناسا، این ستاره‌ی نوترونی تقریبا هر دو ساعت یک بار به گرد محورش می‌چرخد- این در مقایسه با دیگر ستارگان نوترونی که در هر ثانیه چند بار می‌چرخند بسیار کُند است. نخستین سنجش‌ها از میدان مغناطیسی این ستاره‌ی نوترونی هم نشان داد که این میدان به گونه‌ی شگفت‌انگیزی نیرومند است.

چرخه‌ی زندگی و فرگشت ستارگان با جرم‌های گوناگون- اندازه‌ی بزرگ‌تر (۲.۱ مگ)

به طور معمول، میدان مغناطیسی نیرومند نشانه‌ی جوان بودن یک ستاره‌ی نوترونی است زیرا به باور دانشمندان میدان مغناطیسی با گذشت زمان ضعیف می‌شود. از سوی دیگر، غول سرخ جرمی بسیار پیرتر است و از همین رو این دو جفت عجیب و غریبی را با هم ساخته‌اند.

انریکو می‌گوید: «این دو جرم گیج‌کننده‌اند. یا باید بگوییم میدان مغناطیسی ستاره‌ی نوترونی اساسا با گذشت زمان تغییری نکرده بوده، یا این که ستاره‌ی نوترونی بعدها در تاریخ این سامانه‌ی دوتایی پدید آمده. اگر ستاره‌ی نوترونی بعدها ساخته شده بوده، پس باید دستاورد رُمبش یک کوتوله‌ی سفید باشد که با فروکشیدن مواد غول سرخ در یک بازه‌ی زمانی بلند به ستاره‌ی نوترونی تبدیل شده، نه این که مانند ستارگان نوترونی معمولی، در پی انفجار ابرنواختریِ یک ستاره‌ی پرجرم کم‌عمر پدید آمده باشد.»

یک ستاره‌ی نوترونی جوان و یک غول سرخ پیر که با هم باشند، در جایی بادهای وزیده شده از این غولِ پف‌کرده به ستاره‌ی نوترونی رسیده و آغاز به ریختن بر سر آن کرده، چرخش آن را کند کرده و پرتو X می‌گسیلد.

اریک کولکرز، دانشمند برنامه‌ی اینتگرال اِسا می‌گوید: «ما در همه‌ی ۱۵ سال رصدمان با اینتگرال این جرم را ندیده بودیم، پس باورمان اینست که آنچه دیده‌ایم آغاز درخشش پرتو X آن بوده. ما به رصدمان برای دیدن دگرگونی‌های آن ادامه می‌دهیم [شاید] تنها یک برون‌ریزی بلندمدت بوده، ولی تاکنون که تغییر چشمگیری در آن ندیده‌ایم.»

گزارش این پژوهش در نشریه‌ی آسترونومی اند آستروفیزیکز منتشر شده.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

ESA - Integral space observatory - red giant - star - core - X-rays - Milky Way - neutron star - supernova - magnetic field - Sun - symbiotic X-ray binary - Enrico Bozzo - University of Geneva - XMM-Newton - NASA - NuSTAR - binary system - white dwarf - Erik Kuulkers

منبع: esa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان