درخشش ۱۶۰۰ برابری در یک منظومه خون‌آشام

* بررسی تازه‌ای که روی بایگانی داده‌های فضاپیمای کپلر ناسا انجام شده پرده از یک اَبَر-برون‌ریزی نامعمول در یک نواختر کوتوله که تاکنون ناشناخته بود برداشته. این سامانه در کمتر از یک روز تا ۱۶۰۰ برابر درخشان‌تر شد و سپس به آهستگی رو به تاریکی رفت.

برداشت هنری از سامانه‌ی نویافته‌ی نواختر کوتوله که در آن، یک کوتوله‌ی سفید دارد مواد پیکر‌ه‌ی همدمش که یک کوتوله‌ی قهوه‌ای است را می‌مکد. مواد در یک قرص برافزایشی انباشته می‌شوند تا به یک نقطه‌ی اوج می‌رسند و باعث افزایشی ناگهانی در درخشش می‌شوند. دانشمندان با بررسی داده‌های کپلر یک افزایش شدتِ آعسته و ناشناخته را که پیش‌تر دیده نشده بود دیدند که به دنبالش، یک ابر-برون‌ریزی رخ داد و روشنایی سامانه را تا ۱۶۰۰ برابر بالا برد. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر (۵ مگ)

این سامانه دو عضو دارد: یک کوتوله‌ی سفید و یک کوتوله‌ی قهوه‌ای به جرم یک دهم آن. کوتوله‌ی سفید هسته‌ی به جا مانده از یک ستاره‌ی خورشیدسانِ پیر است و جرمی نزدیک به جرم خورشید را در کره‌ای به اندازه‌ی زمین جا داده. کوتوله‌ی قهوه‌ای جرمی میان ۱۰ تا ۸۰ برابر مشتری دارد و کوچک‌تر از آنست که همجوشی هسته‌ای در آن انجام شود.

این کوتوله‌ی قهوه‌ای هر ۸۳ دقیقه یک بار کوتوله‌ی سفید را دور می‌زند و فاصله‌اش از آن ۴۰۰ هزار کیلومتر است -تقریبا هم‌اندازه‌ی فاصله‌ی زمین و ماه. آنها به اندازه‌ای به هم نزدیکند که کوتوله‌ی سفید با گرانش نیرومندش مواد را از کوتوله‌ی قهوه‌ای جدا کرده و مانند یک خون‌آشام شیره‌ی جانش را می‌مکد. این مواد جداشده که مارپیچ‌وار به سوی کوتوله‌ی سفید می‌روند یک قرص برافزایشی پیرامون آن ساخته‌اند.

این از شانس محض بود که به هنگام ابر-برون‌ریزیِ این سامانه و درخشان شدنِ ۱۰۰۰ برابری‌اش، کپلر داشت درست همانجا را نگاه می‌کرد. در حقیقت کپلر تنها دستگاهی بود که می‌توانست آن را ببیند زیرا در آن هنگام از دید تلسکوپ‌های روی زمین، آن سامانه بیش از اندازه به خورشید نزدیک بود. آهنگ سریعِ تصویربرداری کپلر که هر ۳۰ ثانیه داده گرد می‌آورد برای ثبت همه‌ی جزییات این برون‌ریزی امری کلیدی بود.

این داده‌ها در بایگانی کپلر پنهان مانده بود تا این که گروهی به رهبری رایان ریدن-هاپر از بنیاد علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور مریلند و دانشگاه ملی استرالیا در کانبرا آن را شناسایی کرد. او می‌گوید: «ما به طور ویژه در جستجوی یک ابر-برون‌ریزی نبودیم. ما در پی هر گونه پدیده‌ی گذرایی بودیم.»

کپلر کل رویداد را ثبت کرد: افزایشی آهسته در درخشش و در پی آن، یک شدت گرفتن سریع. درخشش ناگهانی در نظریه‌ها پیش‌بینی شده بود ولی آغاز شدنِ آهسته‌ی آن یک راز بود. نظریه‌های استاندارد برای فیزیکِ قرص‌های برافزایشی این پدیده را که سپس در ابر-برون‌ریزیِ دو نواختر کوتوله‌ی دیگر هم دیده شد پیش‌بینی نمی‌کنند.

ریدن-هارپر می‌گوید: «این سامانه‌های نواختر کوتوله دهه‌هاست که بررسی می‌شوند، بنابراین دیدن چیزی تازه در آنها بسیار پرسش‌برانگیز است. ما قرص‌های برافزایشی را همه جا می‌بینیم، از ستارگان نوزاد گرفته تا ابرسیاهچاله‌ها، از همین رو شناخت آنها اهمیت بسیاری دارد.»

بر پایه‌ی نظریه‌ها، یک ابر-برون‌ریزی زمانی به پا می شود که قرص برافزایشی به یک نقطه‌ی اوج می‌رسد. این قرص با برافزایش مواد، بزرگ و بزرگ‌تر می‌شود تا جایی که لبه‌های بیرونی آن وارد یک بازآوایی (رزنانس) گرانشی با کوتوله‌ی قهوه‌ای می‌شوند [کوتوله‌ی قهوه‌ای در مدار کوتوله‌ی سفید در گردش است]. این می‌تواند به یک ناپایداری گرمایی دامن بزند و باعث شود دمای قرص بیش از اندازه بالا برود. در حقیقت رصدها نشان دادند که دمای قرص از حدود ۵۳۰۰-۲۷۰۰ درجه‌ی سانتیگراد در حالت معمولی به دمای ۱۱۷۰۰-۹۷۰۰ درجه در زمانِ اوجِ ابر-برون‌ریزی رسید.

این گونه از سامانه‌های نواختر کوتوله به نسبت کمیابند و تنها حدود ۱۰۰ نمونه از آنها شناسایی شده. میان برون‌ریزی‌های هر یک از آنها می‌تواند سال‌ها یا دهه ها فاصله بیفتد، از همین رو دیدن یکی از آـنها در عمل کار دشواریست.

آرمین رست، یکی از نویسندگان این پژوهش از بنیاد علمی تلسکوپ فضایی می‌گوید: «دیدن این جرم امید ما را برای دیدن رویدادهای از این هم کمیاب‌تر که در داده‌های کپلر پنهان شده‌اند بالا می‌برد.»

این گروه می‌خواهند برای یافتن پدیده‌های گذرای دیگر به واکاوی داده‌های کپلر ادامه دهند و همچنین به سراغ داده‌های یک فراسیاره‌یاب دیگر، یعنی ماهواره‌ی پیمایش فراسیاره‌های گذرنده‌ی ناسا (تس) هم بروند.

پیتر گارناویچ از دنشگاه نوتردام ایندیانا می‌گوید: «رصدهای پیوسته‌ی کپلر/کی۲، و اکنون هم تس از این سامانه‌های ستاره‌ایِ پویا (دینامیک) به ما اجازه می‌دهد تا آغازین‌ترین ساعت‌های برون‌ریزی، یک دامنه‌ی زمانی که دستیابی به آن با رصدخانه‌های زمینی تقریبا ناشدنی است را بررسی کنیم.»

یافته‌های این دانشمندان در ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر شده است.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

NASA - Kepler spacecraft - outburst - dwarf nova - star system - white dwarf - brown dwarf - core - Sun - Earth - Jupiter - nuclear fusion - Moon - accretion disk - Ryan Ridden-Harper - Space Telescope Science Institute - STScI - Baltimore - Maryland - Australian National University - Canberra - Australia - supermassive black hole - resonance - Armin Rest - exoplanet - Transiting Exoplanet Survey Satellite - TESS - K2 - Peter Garnavich - University of Notre Dame - Indiana - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان