مشاهده یک "کیلونواختر" با درخششی آن چنان شدید که دانشمندان از توضیحش درمانده‌اند

* احتمال می‌رود دانشمندان درخشش خیره‌کننده‌ی برخورد دو ستاره‌ی نوترونی را که به پیدایش یک ستاره‌ی مغناطیسی شگفت‌انگیز انجامیده دیده باشند.

نخستین نشانه‌ی این رویداد سهمگین یک برق پرتو گاما بود که در روز ۲۲ می در داده‌های تلسکوپی پدیدار شد و اخترشناسان را بر آن داشت تا بهترین دستگاه‌های خود را گرد آورند. این واکنشی مهم بود: دانشمندان بر این باورند که انفجارهای پرتو گاما به طور معمول از برخوردهای ستارگان نوترونی سرچشمه می‌گیرند، از همین رو مشتاقند تا هر چه ممکن است شمار بیشتری از این آتشبازی‌ها را ببینند.

این تصویر پرتوی یک کیلونواختررا در بخش بالا، سمت چپ کهکشان میزبانش نشان می‌دهد که در پی ادغام دو ستاره‌ی نوترونی پدید آمده (با پیکان سرخ نشان داده شده)

ولی با انجام رصدها، پژوهشگران پی بردند که چیزی شگفت‌انگیز دارد رخ می‌دهد: میزان پرتوهای فروسرخ در این درخشش بسیار بیشتر از چیزی بود که پیش‌بینی می‌شد، ۱۰ برابر بیشتر.

به گمان دانشمندانِ درگیر در این پژوهش، این ناهمخوانی می‌تواند بدین معنا باشد که این برخورد به آفرینش چیزی نامنتظره انجامیده است.

ون-فای فونگ، اخترشناس دانشگاه نورث‌وسترن در ایلینوی و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: ‌«مشاهدات با توضیح‌های مرسوم برای فوران‌های پرتو-گامای کوتاه-دوره (زودگذر) سازگاری ندارند. تا جایی که درباره‌ی پرتوهای رادیویی و ایکس از این انفجارها می‌دانیم، این درخششِ تازه با آنها نمی‌خواند.»

اخترشناسان از دستگاه‌های گوناگونی برای بررسی این رویداد بهره گرفتند، از جمله رصدخانه‌ی سویفت ناسا در فضا، آرایه‌ی بسیار بزرگ در نیومکزیکو، و رصدخانه‌ی کک در هاوایی. ولی این تلسکوپ فضایی هابل بود که پرتوی فروسرخِ بی‌اندازه درخشانِ آن را دید، چیزی که به دانشمندان خبر از رویدادی نامعمول و شگفت‌انگیز می‌داد.

ادو برگر، اخترشناس مرکز اخترشناسی که توسط دانشگاه هاروارد و بنیاد اسمیتونین اداره می‌شود می‌گوید: «رصدهای هابل برای جستجوی تابش فروسرخی که از شکل‌گیری عنصرهای سنگین -مانند طلا، پلاتین، و اورانیوم- در رویداد برخورد ستارگان نوترونی گسیلیده می‌شود برنامه‌ریزی شده.» ستارگان نوترونی پسماندهای فراچگالِ انفجارهای ستاره‌ای هستند و پس‌تاب درخشانی که از برخورد دو نمونه از چنین اجرامی گسیلیده می‌شود "کیلونواختر" نامیده می‌شود.

برگر می‌گوید: «شگفت این که، ما پرتوی فروسرخی بسیار درخشان‌تر از هر آنچه انتظار داشتیم را یافتیم، که نشان‌دهنده‌ی دروندادِ انرژی اضافه‌ای از مگنتاری‌ست که از ادغام دو ستاره‌ی نوترونی پدید آمده. این واقعیت که ما این تابش فروسرخ را می‌بینیم، و بسیار هم درخشان است، نشان می‌دهد که فوران‌های پرتو-گامای زودگذر در حقیقت از برخوردهای ستارگان نوترونی پدید می‌آیند، ولی شگفت این که پیامد این برخورد شاید یک سیاهچاله نباشد، بلکه به احتمال بسیار یک مگنتار باشد.»

مگنتارها شگفتی‌های کیهانی‌اند، رده‌ی نامعمولی از ستارگان نوترونیِ ابرمغناطیسی. ولی دانشمندان مدت‌هاست در پی اینند که بدانند مگنتارها چگونه به این اندازه مغناطیسی می‌شوند، از همین رو مشاهده‌ی یک رویداد احتمالیِ پیدایشِ آنها ارزش ویژه‌ای برایشان دارد.

فونگ می‌گوید: «ما می‌دانیم که مگنتارها وجود دارند زیرا آنها را در کهکشان خودمان می‌بینیم. ما فکر می‌کنیم بیشتر آنها در مرگ‌های انفجاری ستارگان بزرگ پدید آمده‌اند، رویدادهایی که این ستارگان نوترونی به شدت مغناطیسی را به جا می‌گذارند. ولی این امکان هست که درصد اندکی از آنها در رویدادهای ادغام ستارگان نوترونی ساخته می‌شوند. پیش از این هرگز شواهدی از چنین چیزی ندیده بودیم، چه برسد در نور فروسرخ، که این کشف را ویژه کرده.»

روند شکل‌گیری یک کیلونواختر مگنتار با درخششی که اوجش که به ۱۰۰۰ برابر یک نواخترِ معمولی می‌رسد: ۱) دو ستاره‌ی نوترونی که به گرد م می‌چرخند، مارپیچ‌وار به هم نزدیک و نزدیک‌ترمی‌شوند. ۲) با هم برخورد کرده و ادغام می‌شوند و انفجاری پدید می آورند که در نیم-ثانیه، انرژی‌ای بیشتر از انرژی‌ای که خورشید در زندگی ۱۰ میلیارد ساله‌اش تولید می‌کند آزاد می‌سازد. ۳) ادغام یک ستاره‌ی نوترونیِ به مراتب پرجرم‌تر، به نام مگنتار یا مغنااختر، با میدان مغناطیسی بی‌اندازه نیرومند را می‌آفریند. ۴)  مگنتار انرژی را در موادِ پرتاب شده ته‌نشین می‌کند و باعث می‌شود به گونه‌ای باورنکردنی در طیف فروسرخ بدرخشند.

و این بار، پژوهشگران توانسته‌اند گامی آنقدر آغازین از این انفجار را ببینند که بشود روند کم‌نور شدنِ تابش فروسرخ از اوج را با همه‌ی شکوهش ثبت کنند.

فونگ می‌گوید: «شگفت این که هابل توانست تنها سه روز پس از انفجار، آن را به تصویر بکشد.»«نیاز به یک رصد دیگر بود تا ثابت شود که این انفجار یک همتای کم‌نور شونده دارد، نه یک چشمه‌ی ثابت. ۱۶ روز و ۵۵ روز بعد که هابل دوباره نگاه کرد، پی بردیم که نه تنها چشمه‌ی کم‌نور شونده را دیده‌ایم، بلکه چیزی بسیار نامعمول را هم یافته‌ایم.»

جزییات این پژوهش برای انتشار در شماره‌ی ۱۲ نوامبر آستروفیزیکال جورنال آماده شده و نگارش پیش‌چاپ آن هم در تارنمای arXiv در دسترس است.

--------------------------------------------
تلگرام، توییتر، و اینستاگرام یک ستاره در هفت آسمان:
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
instagram.com/1star.7sky

واژه‌نامه:
neutron star - magnetic star - gamma-ray - infrared - short gamma-ray burst - Wen-fai Fong - Northwestern University - Illinois - radio - X-rays - NASA - Swift Observatory - Very Large Array - New Mexico - Keck Observatory - Hawaii - Hubble Space Telescope - elemen - gold - platinum - uranium - Edo Berger - Center for Astronomy - Harvard University - Smithsonian Institution - kilonova - magnetar - black hole - galaxy - The Astrophysical Journal - arXiv

منبع: اسپیس دات کام
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان