دزدی که از یک انفجار سهمگین جان به در برد

هفده سال پیش، ابرنواختری به فاصله‌ی ۴۰ میلیون سال نوری زمین در کهکشان ان‌جی‌سی ۷۴۲۴ در صورت فلکی جنوبی درنا رخ داد. اکنون تلسکوپ فضایی هابل برای نخستین بار در میان پَس‌تاب‌های رو به خاموشی آن، همدمِ جان به در برده‌ی ستاره‌ی مرده را دیده و به تصویر کشیده است. این تصویر قانع‌کننده‌ترین گواه از اینست که برخی از ابرنواخترها در سامانه‌های دوستاره‌ای رخ می‌دهند.

اخترشناسان ۱۷ سال پیش بیننده‌ی انفجار ابرنواختر اس‌ان ۲۰۰۱آی‌جی را در فاصله‌ی ۴۰ میلیون سال نوری زمین، در کهکشان ان‌جی‌سی ۷۴۲۴ بودند. کمی بعد در سال ۲۰۰۲، آنها با تلسکوپ وی‌ال‌تی عکسی از آن گرفتند. دو سال بعد با تلسکوپ جمنای جنوبی به سراغ آن رفتند که نشانگر شواهدی از حضور یک همدم نجات‌یافته بود. با کم‌نور شدن ابرنواختر، دانشمندان در سال ۲۰۱۶ با هابل آن را رصد کردند و با یافتن این همدم، از آن عکس گرفتند. مشاهدات هابل بهترین گواه بر این بود که برخی از ابرنواخترها می‌توانند در سامانه‌های دوتایی رخ دهند.

استوارت رایدر از رصدخانه‌ی اخترشناسی استرالیا در سیدنی می‌گوید: «ما می‌دانیم که بیشتر ستارگان بزرگ دوتایی هستند. بسیاری از این دوتایی‌ها با هم برهمکنش کرده و با نزدیک شدن آنها به هم در مدارشان، گازها از یکی به دیگری کشیده می‌شوند.»

همدم این ستاره‌ی ابرنواخترشده هم تنها یک تماشاگر بیگناه در این انفجار نبوده. او تقریبا همه‌ی هیدروژن درون پوشش ستاره‌ی مُرده را فروکشیده بوده- این پوشش منطقه‌ایست که انرژی را از هسته‌ی ستاره به جو آن منتقل می‌کند. میلیون‌ها سال پیش از ابرنواختر شدن آن ستاره، دزدیِ همدمش یک ناپایداری در آن پدید آورده بود و باعث شده بود تا پیش از انفجار، هر از گاهی یک پیله و پوسته‌هایی از گاز هیدروژن پس بزند.

این ابرنواختر که اس‌ان ۲۰۰۱آیجی (SN 2001ig) نام گرفت، ابرنواختری از گونه‌ی IIb "پوشش-جداشده" بود. اینها ابرنواخترهایی نامعمولند زیرا بیشتر هیدروژنشان، ولی نه همه‌ی آن، را تا پیش از انفجار از دست داده‌اند. این گونه ستارگان منفجرشونده نخستین بار در ۱۹۸۷ توسط الکس فیلیپنکو از دانشگاه برکلی کالیفرنیا شناسایی شد.

این که ابرنواختران پوشش-جداشده چگونه پوشش آن بیرونی را از دست می‌دهند هنوز به خوبی شناخته نشده. این پوشش‌ها در آغاز برای تک‌ستارگانی تعریف شده بود که با بادهای بسیار پرسرعتشان پوشش بیرونی خود را پس می‌زنند. مساله اینجا بود که هنگامی که اخترشناسان جستجو برای ستارگانی که ابرنواختر شده‌اند را آغاز کردند، شمار چندانی از آنها را ابرنواخترِ پوشش-جداشده نیافتند.

اوری فاکس از بنیاد دانش تلسکوپ فضایی در بالتیمور می‌گوید: «این بسیار شگفت‌آور بود زیرا اخترشناسان انتظار داشتند این ستارگان درخشان‌ترین و بزرگ‌ترین ستارگان زادارِ ابرنواختر باشند. همچنین شمار کلی ابرنواخترهای پوشش-جداشده بیشتر از پیش‌بینی‌ها بود.» این واقعیت دانشمندان را به ارایه‌ی این نظریه واداشت که بسیاری از ابرنواخترهای پوشش-جداشده در سامانه‌های دوتاییِ کم جرم‌تری بوده‌اند، و بر آن شدند تا این نظریه را ثابت کنند.

ولی یافتن همدمی در یک سامانه‌ی دوتایی پس از انفجار عضو دیگر کار ساده‌ای نیست. نخست این که چنین ستاره‌ی کم نوری باید نسبتا به زمین نزدیک باشد تا هابل بتواند آن را ببیند. اس‌ان ۲۰۰۱آی‌جی و همدمش در این محدوده بودند. درون این بُرد فاصله، ابرنواختر چندانی رخ نمی‌دهد. از این هم مهم‌تر این که اخترشناسان می‌بایست با سنجش‌های بسیار دقیق، جایگاه درست این ابرنواختر را شناساییی کنند.

در سال ۲۰۰۲، کمی پس از انفجار اس‌ان ۲۰۰۱آی‌جی، دانشمندان با بهره از تلسکوپ بسیار بزرگ (وی‌ال‌تی) جایگاه دقیق این ابرنواختر را پیدا کردند. سپس در سال ۲۰۰۴، با کمک رصدخانه‌ی جمنای جنوبی بررسی را پی گرفتند. این رصدها در آغاز نشانگر وجود یک همدمِ نجات یافته بود.

اکنون پس از ۱۲ سال، و به خاموشی رفتن نور ابرنواختر، رایدر و گروهش با در دست داشتن مختصات دقیق توانستند دوباره هابل را رو به آن تنظیم کنند. واگشود (وضوح) بالای هابل و توانمندی فرابنفش آن به دانشمندان کمک کرد تا همدم بازمانده را پیدا کرده و به تصویر بکشند- کاری که تنها از هابل برمی‌آمد.

پیش از انفجار ابرنواختر، مدار این دو ستاره به گرد هم حدود یک سال زمان می‌برد.

هنگامی که ستاره‌ی اصلی منفجر شد، تاثیری بسیار کمتر از آنچه گمان می‌رفت روی همدمش گذاشت. هسته‌ی یک آووکادو (به عنوان هسته‌ی چگال ستاره‌ی همدم) را در یک دسر ژله‌ای (به عنوان پوشش گازی ستاره) در نظر بگیرید. هنگامی که یک موج شوک (موج ضربه) به آنها می‌رسد، ژله احتمالا به طور موقت کش می‌آید و تکان می‌خورد، ولی هسته‌ی آووکادو دست نخورده می‌ماند.

در سال ۲۰۱۴، فاکس و گروهش به کمک هابل همدم یک ابرنواختر گونه‌ی IIb دیگر را هم شناسایی کردند، اس‌ان ۱۹۹۳جی؛ ولی طیفش را به دست آوردند، نه این که عکسش را بگیرند. مورد اس‌ان ۲۰۰۱آی‌جی نخستین موردیست که یک همدم بازمانده به تصویر کشیده می‌شود. فیلیپنکو می‌گوید: «ما سرانجام توانستیم این دزد ستاره‌ای را به دام بیندازیم، و گمانمان درباره‌ی این که چیزی باید آنجا باشد را تایید کنیم.»

چه بسا نیمی از همه‌ی ابرنواخترهای پوشش-جداشده همدم‌هایی دارند- نیم دیگر، پوشش خود را در اثر بادهای ستاره‌ای از دست داده‌اند نه توسط یک همدم. هدف پایانی رایدر و گروهش تعیین دقیق اینست که چه تعداد از ابرنواخترهای پوشش-جداشده دارای همدمند.

تلاش بعدی آنها جستجوی ابرنواخترهایی با پوششِ "کاملا" جدا شده است، زیرا ابرنواخترهای اس‌ان ۲۰۰۱آیجی و اس‌ان ۱۹۹۳جی تنها حدود ۹۰ درصد پوشش خود را از دست داده بودند. ابرنواخترهای کاملا پوشش-جداشده چندان برهم‌کنش شوکی و ضربه‌ای به گاز و غبار محیط پیرامونشان وارد نمی‌کنند زیرا لایه‌های بیرونی‌شان دیرزمانی پیش از انفجار از آنها جدا شده بوده. برهم‌کنش شوک هم که در کار نباشد بسیار سریع‌تر ناپدید می‌شوند. بنابراین این دانشمندان برای بررسی همدم‌ها تنها باید دو یا سه سال انتظار بکشند.

آنها امیدوارند در آینده جستجویشان را به کمک تلسکوپ فضایی جیمز وب پی بگیرند.

پژوهشنامه‌ی این دانشمندان در شماره‌ی ۲۸ مارس ۲۰۱۸ نشریه‌ی آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

supernova - galaxy - NGC 7424 - constellation Grus - Crane - NASA - Hubble Space Telescope - double-star system - star - binary - Stuart Ryder - Australian Astronomical Observatory - AAO - Sydney - Australia, - progenitor star - hydrogen - core - SN 2001ig - Type IIb - stripped-envelope supernova - Alex Filippenko - University of California - Berkeley - Ori Fox - Space Telescope Science Institute - Baltimore - Earth - European Southern Observatory - Very Large Telescope - VLT) - Cerro Paranal - Chile - Gemini South Observatory - Cerro Pachón - ultraviolet - avocado pit - gelatin dessert - shock wave - SN 1993J - spectrum - James Webb Space Telescope - Astrophysical Journal

منبع: nasa

خلاصه برگردان: یک ستاره در هت آسمان