یافته شدن گونه تازه‌ای از ستارگان دوتایی که دیرزمانی بود پیش‌بینی شده بودند

اخترشناسان ۵۰ سال بود که وجودِ رده‌ی تازه‌ای از ستارگان را پیش‌بینی کرده بودند ولی تاکنون هرگز آنها را در فضا ندیده بودند.

پژوهشگران مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین گونه‌ی تازه‌ای از ستارگان دوتایی را دیده‌اند که وجودشان از دیرباز در نظریه‌ها پیش‌بینی شده بود. این کشف تاییدیست بر چگونگیِ پیدایش و فرگشتِ یک گونه‌ی کمیاب از ستارگان در کیهان.

این رده‌ی تازه از ستارگان که در این شماره‌ی ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی توصیف شده، به دست کریم بدری در مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسونیان و با بهره از تلسکوپ شِین در رصدخانه‌ی لیک، کالیفرنیا و داده‌های شمار دیگری از پیمایش‌های اخترشناسی یافته شد.

بدری می‌گوید: «ما نخستین اثبات فیزیکی را برای جمعیت تازه‌ای "ستارگان دوتایی گذرشی" دیده‌ایم.»«این هیجان‌انگیزست، این یک پیوند یا حلقه‌ی فرگشتی گمشده در مدل‌های پیدایش ستارگان دوتایی است که به دنبالش می‌گشتیم.»

گونه‌ی تازه‌ای از ستارگان
هنگامی که یک ستاره می‌میرد، ۹۷ درصد شانس این هست که به یک کوتوله‌ی سفید تبدیل شود، یک جرم کوچک و چگال که پس از ته کشیدن سوختش، تشرَنجیده (منقبض) و کم‌نور شده.

ولی در مواردی کمیاب، یک ستاره می‌تواند به یک کوتوله‌ی سفیدِ "بی‌اندازه کم‌جرم" (ئی‌ال‌ام، ELM) تبدیل شود. این ستارگان با جرمی کمتر از یک سوم جرم خورشید، چیستانی را مطرح می‌کنند: اگر محاسبه‌های فرگشت ستاره‌ای درست باشد، به نظر می‌رسد همه‌ی کوتوله‌های سفیدِ ئی‌ال‌ام باید سنی بیش از ۱۳.۸ میلیارد سال داشته باشند- پیرتر از خود کیهان و بنابراین، از دید فیزیکی امکان‌ناپذیر.

بدری می‌گوید: «کیهان به آن اندازه پیر نیست که از راه فرگشت طبیعی چنین ستارگانی را بسازد.»

در درازنای سال‌ها، اخترشناسان به این نتیجه ریده‌اند که تنها راه برای پیدایش یک کوتوله‌ی سفیدِ ئی‌ال‌ام کمک گرفتن از یک همدم است. کشش گرانشیِ یک ستاره‌ی همدمِ نزدیک می‌تواند به سرعت (دستکم، در کمتر از ۱۳.۸ میلیارد سال) تا جایی موادِ یک کوتوله‌ی سفید را بمکد که آن کوتوله تبدیل به یک ئی‌ال‌ام شود.

ولی شواهد برای این تصویر خطاناپذیر نیست.

اخترشناسان ستارگان بزرگ و معمولی‌ای مانند خورشید را دیده‌اند که جرمشان توسط کوتوله‌های سفید مکیده شده و به آنها برافزوده می‌شود- چیزی به نام متغیرهای انفجاری. آنها همچنین کوتوله‌های سفیدِ ئی‌ال‌ام را در همدمی با کوتوله‌های سفید معمولی دیده‌اند. ولی گام گذرشیِ فرگشت، یا ترادیسی در این میانه را ندیده بودند: زمانی که ستاره بیشتر جرمش را از دست داده و تقریبا به اندازه‌ی تبدیل شدن به یک کوتوله‌ی سفید ئی‌ال‌ام فشرده شده است.

یک حلقه‌ی گمشده‌ی فرگشت
بدری اغلب اخترشناسی ستاره‌ای را با جانورشناسی سده‌ی ۱۹ مقایسه می‌کند.

وی توضیح می‌دهد: «به درون جنگل می‌روید و جانداری را پیدا می‌کنید. در توصیفش می‌گویید که بزرگی‌اش است، وزنش چقدر است- و سپس به سراغ جانوری دیگر می‌روید.»«همه‌ی این گونه‌های متفاوت از اجرام را می‌بینید و باید بفهمید که چه ربط و پیوندی میانشان است.»

در سال ۲۰۲۰، بدری بر آن شد که در جستجوی ستاره‌ای که دیرزمانی بود از دست دانشمندان می‌گریخت به جنگل بازگردد: کوتوله‌ی سفیدِ پیشا-ئی‌ال‌ام (که همچنین به نام یک "متغیر انفجاری فرگشته" یا تکامل یافته هم شناخته می‌شود).

بدری با بهره از داده‌های تازه‌ی رصدخانه‌ی فضایی گایای سازمان فضایی اروپا و داده‌های تاسیسات اجرام گذرای زوییکی در کلتک، از میان یک میلیارد ستاره ۵۰ نامزد احتمالی شناسایی کرد (شمارِ یک میلیارد ستاره را به ۵۰ نامزد احتمالی کاهش داد).

این اخترشناس بر اهمیت داده‌های همگانی از پیمایش‌های اخترشناختی برای کارش تاکید می‌کند. وی می‌گوید: «اگر پروژه‌هایی مانند تاسیسات اجرام گذرای زوییکی و گایا، که انبوهی از کارهای سدها نفر در پشت صحنه را ارایه می‌کنند نبود، این کار هرگز امکان‌پذیر نمی‌شد.»

بدری سپس کار را با مشاهدات دقیقِ ۲۱ ستاره در این میان پی گرفت.

راهبردِ این گزینش کارآمد بود. وی می‌گوید: «۱۰۰ درصدِ این گزینه‌ها همان اجرامِ "پیشا-ئی‌ال‌ام" بودند که در جستجویشان بودیم.»«آنها پف‌کرده‌تر و ورم‌کرده‌تر از ئی‌ال‌ام‌ها بودند. آنها همچنین تخم مرغی-شکل بودند زیرا کشش گرانشیِ ستاره‌ی دیگر پیکره‌ی کرویِ آنها را به هم ریخته بود.»

«ما پیوند فرگشتی میانِ دو رده از ستارگان دوتایی را یافتیم -رده‌ی متغیرهای انفجاری و رده‌ی کوتوله‌های سفیدِ ئی‌ال‌ام- و شمار مناسبی از آنها را هم پیدا کردیم.»

سیزده تا از این ستارگان دارای نشانه‌هایی از این بودند که هنوز دارند جرم از دست داده و به همدمشان می‌رسانند، ولی هشت تای دیگر به نظر می‌رسید دیگر جرمی از دست نمی‌دهند. هر یک از آنها همچنین داغ‌تر از متغیرهای انفجاری‌ای که پیش‌تر دیده شده بود بودند.

بدری می‌خواهد به بررسی کوتوله‌های سفیدِ پیشا-ئی‌ال‌ام ادامه دهد و شاید ۲۹ ستاره‌ی نامزدِ دیگر را که پیش‌تر یافته بود دنبال کند.

وی مانند انسان‌شناسانِ امروزی که شکاف‌ها را در فرگشت انسان پر می‌کنند، از گونه‌گونی فراوانِ ستارگان که می‌توانند از یک دانش ساده سرچشمه بگیرند شگفت‌زده است.

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

تلگرام، توییتر و فیسبوک یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
facebook.com/1star7sky

واژه‌نامه:

Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian - binary star - star - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - Kareem El-Badry - Shane Telescope - Lick Observatory - California - transitional binary star - evolutionary link - white dwarf - extremely low mass - ELM - Sun - Institute for Theory and Computation - Center for Astrophysics - cataclysmic variable - zoology - organism - pre-ELM white dwarf - evolved cataclysmic variable - Gaia - European Space Agency - Zwicky Transient Facility - Caltech - evolutionary link - anthropologists

منبع: CfA

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان