هابل دریافته که کاهش نور اسرارآمیز ابط‌الجوزا به دلیل یک برون‌ریزی سهمگین بوده

 رصدهای تازه‌ی ابط‌الجوزا (شبان‌شانه، آلفا شکارچی) نشان داده که دوره‌های نامنتظره و چشمگیرِ کم‌نور شدن این ستاره در اواخر ۲۰۱۹ و اوایل ۲۰۲۰ با بیشترین احتمال، به دلیل پس‌زدگی و سرد شدنِ گازهای چگال و داغ بوده، و نیز این که این ستاره گویا دارد وارد یک دوره‌ی کم‌نوریِ دیگر می‌شود، آن هم یک سال زودتر از چیزی که باید.

این برداشت هنری با بهره از تصویری که اواخر ۲۰۱۹، تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه‌ی جنوبی اروپا از ابط‌الجوزا گرفته بود پدید آمده

تلسکوپ فضایی هابل میان ماه‌های اکتبر و نوامبر ۲۰۱۹  به رصد مواد چگال و داغی پرداخت که داشتند با سرعت ۳۲۲۰۰۰ کیلومتر بر ساعت از جو گسترده‌ی ابطالجوزا بیرون میزدند. ماه بعد، چندین تلسکوپ زمینی روندِ کاهشی را در درخشش نیمکره‌ی جنوبی ابطالجوزا دیدند، انگار که چیزی داشت جلوی نور این بخشِ ستاره را میگرفت.

تا فوریه‌ی ۲۰۲۰، این ستاره بیش از دو سوم روشنایی‌اش را از دست داده بود، اُفتِ نوری که حتی با چشم نامسلح هم دیده می‌شد و همهمه‌هایی را در میان همگان به پا کرد که شاید این ستاره می‌خواهد ابرنواختر شود. رصدهای طیفی پیوسته‌ی نور فرابنفش با هابل یک جدول زمانی را برای پژوهشگران فراهم کرد، مانند خرده‌نان‌هایی که ردی به گذشته در زمان را نشان می‌دهدند تا به سرچشمه‌ی این کاهش رازگونه‌ی نور برسند.

آندریا دوپری، از مدیران مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «ما پیش از این به کمک هابل سلول‌های همرفتی داغی  را در سطح ابط‌الجوزا دیده بودیم و در پاییز ۲۰۱۹ پی بردیم که مقدار هنگفتی گاز داغ چگال دارد از جو گسترده‌ی این ستاره بیرون می‌زند. ما فکر می‌کنیم این گاز تا میلیون‌ها کیلومتر از ستاره که دور رفته سرد شده و غباری را پدید آورده بوده که بخش جنوبی ستاره را در عکس‌های ژانویه و فوریه پوشانده بود.»

وی می‌افزاید: «این مواد دو تا چهار برابر درخشان‌تر از نور طبیعی ستاره بودند. و سپس، یک ماه بعد بخش جنوبی ابط‌الجوزا آشکارا تیره شد و ستاره کم‌نورتر شد. به گمان ما احتمالا یک ابر تیره از همان برون‌ریزی‌هایی که هابل دیده بود پدید آمده بوده. تنها هابل است که چنین گواهی (مدرکی) را که به کم‌نوری انجامیده بوده به ما می‌دهد.»

و ابط‌الجوزا یک شگفتی دیگر هم برای دانشمندان رو کرد: رصدهای هابل نشان داد که پلاسمای دیده شده بر خلاف چیزی که مدل‌های ستاره‌ای نشان می‌دهند از قطب‌های چرخش ستاره بیرون نزده بود. دوپری می‌گوید: «مشاهدات هابل نشان می‌دهد که  مواد می‌توانند از هر بخشی از سطح ستاره بیرون بزنند.» وی می‌افزاید این فعالیت اخیر در ابط‌الجوزا برای این ستاره طبیعی نبود.

این نمای چهارتکه دگرگونی سریعِ احتمالیِ بخش جنوبی ستاره‌ی ابط‌الجوزا  و کم‌نور شدن ناگهانی آن تا چند ماه در واخر ۲۰۱۹ و اوایل ۲۰۲۰ را نشالن می‌دهد. از چپ به راست: بیرون زدن و دور شدن یک توده‌ی پلاسمای داغ و درخشان از سطح ستاره و گسترش سریع رو به بیرون، سرد شدن  و ساختن ابری غول‌پیکر از غبار سرد و مات، و سرانجام پوشانده شدن نور یک چهارم ستاره از دید زمین توسط این ابر. تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر (۴.۳ مگ)

به گفته‌ی دوپری، نرخ دسترفت مواد از ابط‌الجوزا ۳۰ میلیون بار بیشتر از خورشیدست، ولی در این فعالیت تازه، موادی که تنها از نیمکره‌ی جنوبی آن بیرون زد حدود دو برابر نرخ معمول بود.

وی می‌گوید: «همه‌ی ستارگان موادی را به محیط میان‌ستارهای پس می‌زنند، و ما نمی‌دانیم این دسترفت چگونه است. آیا بادی یکنواخت است که همیشه می‌وزد؟ یا هر از گاهی در دوره‌های بی‌نظم می‌وزد؟ چه بسا در رویدادی مانند آنچه در ابط‌الجوزا دیده‌ایم؟ می‌دانیم که ستارگان درخشانِ داغ‌تر هم مواد از دست می‌دهند و این مواد  به سرعت به غبار تبدیل می‌شود و باعث می‌گردد ستاره را بسیار کم‌نورتر ببینیم. ولی چنین چیزی در بیش از یک و نیم سده‌ی گذشته برای ابط‌الجوزا رخ نداده بود. بسیار بی‌همتا بود.»

دانشمندان در رصدهای تکمیلی با "رصدخانه‌ی فعالیت ستاره‌ای" (استلا، STELLA) تغییرات سرعت سطح ستاره به هنگام بالا و پایین رفتن در چرخه‌ی تپش آن را اندازه گرفتند؛ این اُفت و خیز یک اثر موجی پدید می‌آورد که شاید برون‌ریزی پلاسما از درون جو ستاره را به پیش رانده باشد.

کلاوس جی. اشتراسمایر، مدیر میدان‌های مغناطیسی کیهانی در بنیاد اخترفیزیک لایبنیتس پوتسدام (ای‌آی‌پی) و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «ما دیدیم که همه‌ی خطوط درآشامی (جذبی) در طیف به سمت آبی گراییدند و فهمیدیم که ستاره دارد گسترده میشود.»«روند کاهش نور که آغاز شد، آبیگرایی کوچک و کوچک‌تر شد و هنگامی که ستاره به کم‌نورترین حد رسیده بود عملا وارونه شد و به سرخی گرایید. بنابراین می‌دانیم که این کاهش نور می‌بایست به گونه‌ای مربوط به گسترش و ترنجشِ (انقباضِ) نورسپهر ستاره بوده باشد، ولی خودش به تنهایی نمی‌توانسته چنین کاهش بزرگی در نور ستاره پدید بیاورد.»

با پیش رفتن ستاره به سوی آسمانِ روز و بیرون رفتن از دید هابل و استلا، پژوهشگران برای زیر نظر گرفتن درخشش این ابرغول به سراغ "رصدخانه‌ی خورشیدی روابط زمین" ناسا (استریو) رفتند.

این تصویر به کمک تلسکوپ فضایی هابل از ستاره‌ی ابط‌الجوزا گرفته شده و نخستین تصویر مستقیم از ستاره‌ای به جز خورشید است. این تصویر هابل یک جو غول‌پیکر فرابنفش با یک تفتگاه (لکه‌ی داغ) اسرارآمیز را در سطح این ستاره نشان می‌دهد. این لکه‌ی داغ غول‌پیکر که صدها برابرِ قطر خورشید است دستکم ۲۰۰۰ درجه‌ی کلوین داغ‌تر از [دیگر جاهای] سطح ستاره است.

ولی رصدهای تابستان یک شگفتی تکان‌دهنده را نمایان کرد: کاهش نورِ نامنتظره‌ی دیگر. از اواخر ژوئن تا اوایل اوت ۲۰۲۰، استریو ابط‌الجوزا را در پنج روز جداگانه رصد کرد و درخشش آن نسبت به دیگر ستارگان را اندازه گرفت.

دوپری می‌گوید: «رصدهای ما از ابط‌الجوزا با استریو تایید می‌کنند که این ستاره دوباره دارد کم‌نور می‌شود. ابط‌الجوزا به طور معمول دارای چرخه‌ی درخششی حدود ۴۲۰ روزه است، و از آنجایی که کمینه‌ی پیشین در فوریه‌ی ۲۰۲۰ رخ داده بوده، پس این کاهش نورِ تازه بیش از یک سال زودتر از راه رسیده.» دوپری می‌خواهد سال دیگر که این ستاره به بیشینه می‌رسد آن را برای دیدبانیِ برون‌ریزی‌های نامنتظره دوباره با استریو رصد کند.»

علاقه‌ی شدید به ابط‌‌الجوزا پارسال و هنگامی شعله‌ور شد که این ستاره روند کم‌نور شدنش را متوقف نکرد و روز به روز کم‌نورتر شد، رفتاری که برخی اخترشناسان نشانه‌ای از نزدیک شدن این ستاره‌ی پیر به انفجار ابرنواختری دانستند. ابط‌الجوزا به عنوان یک ستاره‌ی متغیر در هر چرخه گسترده و فشرده، کم‌نور و پرنور می‌شود.

دوپری می‌گوید: «ابط‌الجوزا یکی از ستارگان درخشان کهکشان‌مان است که به پایان زندگی‌اش که به احتمال بسیار انفجاری ابرنواختری‌ست نزدیک شده. در فوریه‌ی ۲۰۲۰ که بسیار کم‌نور شد، در کم‌نورترین وضعیتی بود که از زمان آغاز سنجش‌ها در ۱۵۰ سال پیش به آن رسیده بود. این اُفت نور برای هر کسی که به صورت فلکی شکارچی نگاه می‌کرد آشکار بود؛ چیز شگفت‌انگیزی بود، ابط‌الجوزا تقریبا داشت ناپدید می‌شد.»

«فاصله‌ی ابط‌الجوزا از زمین ۷۲۵ سال نوری‌ست، بنابراین نوری -و اُفت نوری- که اکنون از آن می‌بینیم مال سال ۱۳۰۰ میلادی است. هیچ کس نمی‌داند رفتار یک ستاره در هفته‌های پیش از انفجارش چگونه است، و پیش‌بینی‌هایی شومی می‌گفتند ابط‌الجوزا آماده‌ی یک ابرنواختر است. با این همه شانس این هست که انفجارِ آن در زمان زندگی ما رخ ندهد، ولی خوب کسی چه می‌داند؟»

گزارش کامل یافته‌های هابل و استلا در آستروفیزیکال جورنال منتشر شده. گزارش‌های استریو را هم می‌توانید در شماره‌ی ۲۸ ژوییه‌ی ۲۰۲۰ آسترونومرز تلگرام بخوانید.

-------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:
Betelgeuse - star - Hubble Space Telescope - supernova - ultraviolet - spectroscopic - convection cell - Andrea Dupree - Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics - plasma - rotational pole - Sun - STELLAr Activity Observatory - STELLA - pulsation cycle - absorption line - spectrum - Klaus G. Strassmeier - magnetic field - Leibniz-Institut fur Astrophysik Potsdam - AIP - redshift - photosphere - NASA - Solar TErrestrial RElations Observatory - STEREO - supergiant - variable - galaxy - constellation Orion - Astrophysical Journal - Astronomer's Telegram

منبع: phys.org
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان