کوتوله‌ی سفید با سریع‌ترین چرخش کشف شد

ديجي کالامگ/ کوتوله‌ي سفيد يکي از عجيب‌ترين اجرام در کيهان است. اين اجرام هسته‌هاي باقي‌مانده از ستاره‌هاي خورشيد-مانند هستند که بر پايه‌ي قوانين فيزيک کوانتوم تريليون‌ها سال عمر مي‌کنند.
 اما به‌تازگي ستاره‌شناسان يکي از عجيب‌ترين کوتوله‌هاي سفيد را کشف کرده‌اند. ستاره‌اي مرده که هر ثانيه ۲ بار دور خود مي‌چرخد و سريع‌ترين چرخش را در ميان اين نوع از ستارگان دارد.

متغيرهاي عظيم
هنگامي که ستارگاني مانند خورشيد مي‌ميرند، لايه‌هاي بيروني جو خود را در فضا رها مي‌کنند و پس از آرام شدن اين فوران‌ها، فقط يک هسته‌ي داغ و کوچک از کربن و اکسيژن باقي مي‌ماند. اندازه‌ي اين کره‌ي داغ از سياره‌ي زمين بزرگتر نيست و سوخت آن توسط هم‌جوشي هسته‌اي ستارگان عادي تأمين نمي‌شود، بلکه توسط نيروهاي عجيب کوانتومي تأمين مي‌گردد که تحت عنوان «فشار تَبَهگِني» يا «فشار واگِني» (Degeneracy Pressure) شناخته مي‌شود.

---

بازار

---

بيشتر ستاره‌ها تنها زندگي نمي‌کنند و همدم‌هايي دارند. اين همدم‌ها زماني که ستاره با مرگ خود به کوتوله‌ي سفيد تبديل مي‌شود، مي‌توانند به آرامي به حيات خود ادامه دهند. با گذشت زمان اين همدم مي‌تواند مراحل پاياني عمر خود را آغاز کند و به اندازه‌اي به کوتوله‌ي سفيد نزديک شود که تخريب آن آغاز گردد.

زماني که اين اتفاق مي‌افتد، مواد اين ستاره‌ي همدم مي‌تواند به سمت کوتوله‌ي سفيد کشيده شود و يک لايه‌ي عظيم هيدروژن در اطراف بدنه‌ي کربن-اکسيژن شکل مي‌گيرد. در اين شرايط و با موجود بودن زمان و ماده‌ي کافي مي‌تواند يک فاجعه رخ دهد؛ يک ضربه‌ي ناگهاني از هم‌جوشي هسته‌اي که بر اثر فشارهاي شديد در جو پديد مي‌آيد. اين ميزان انرژي ناگهاني به صورت يک انفجار تابشي آزاد مي‌شود که از فاصله‌هاي بسيار زياد قابل مشاهده است.
اين رخداد، پيش از اين «نواختر» ناميده مي‌شد اما اين روزها اخترشناسان عبارت «ستارگان متغير انفجاري» را ترجيح مي‌دهند. زيرا مجموعه‌ي گسترده‌تري از پديده‌ها را دربر مي‌گيرد.

ميدان نيروي مغناطيسي
به‌تازگي گروهي از ستاره‌شناسان يک ستاره‌ي متغير انفجاري را مشاهده کرده‌اند که با نام CTCV J2056-3014، يا به طور خلاصه J2056 شناخته مي‌شود. اين کوتوله‌ي سفيد که سريع‌ترين چرخش را در ميان اين نوع از ستارگان دارد، يک سامانه‌ي دوتايي با ۸۵۰ سال نوري فاصله از زمين است و به‌عنوان يک ستاره‌ي دوتايي انفجاري «قطبي متوسط» شناخته مي‌شود. براي درک اين مفهوم بايد به ميدان‌هاي مغناطيسي نگاه کنيم.

کوتوله‌هاي سفيد هماننند بيشتر اجرام کيهان پر از ذرات باردار هستند. اين اجرام کوچک هستند و با سرعت زيادي مي‌چرخند که در نتيجه‌ي چرخش ذرات باردار، ميدان‌هاي مغناطيسي ايجاد مي‌کنند. اين ميدان‌هاي مغناطيسي بسيار فراتر از سطح کوتوله‌ي سفيد مي‌رود و بر چگونگي جذب مواد ستاره‌ي همدم به سطح کوتوله‌ي سفيد اثر مي‌گذارند.

اگر ميدان مغناطيسي کوتوله‌ي سفيد ضعيف باشد، هيدروژن حاصل از ستاره‌ي همدم در يک قرص زيبا و منظم (قرص برافزايشي) اطراف کوتوله‌ي سفيد شکل مي‌گيرد و به طور پيوسته آن را تغذيه مي‌کند. اما اگر ميدان مغناطيسي قوي باشد، گازهاي ستاره‌ي همدم به صورت رگه‌هايي اطراف کوتوله‌ي سفيد را دربر مي‌گيرد و در قطب‌ها به هم برخورد مي‌کنند که مانند شفق‌هاي قطبي بسيار قوي خواهد بود.

 
اگر ميدان‌هاي مغناطيسي نه خيلي ضعيف و نه خيلي قوي باشند، تحت عنوان «قطبي متوسط» شناخته مي‌شوند، واژه‌ي «قطبي» به ساختار ميدان مغناطيسي اشاره دارد که در اينجا به اندازه‌ي کافي قوي نيست تا مانع از شکل‌گيري قرص برافزايشي شود و از سوي ديگر به اندازه‌اي قوي هست که ساختار گاز را در نزديکي کوتوله‌ي سفيد بر هم بزند. اين کار مانع از جريان منظم و يکنواخت گاز شده و باعث مي‌شود که کوتوله‌ي سفيد به طور نامنظم و غيرقابل پيش‌بيني بچرخد و زبانه بکشد

عجيب‌ترين پديده
آن‌چه درباره‌ي J2056 عجيب است اين است که يک سامانه‌ي قطبي متوسط است و بنابراين ستاره‌ي همدم مي‌تواند اطراف آن يک قرص برافزايشي تشکيل دهد اما در انتقال آن به سطح کوتوله‌ي سفيد مشکل دارد. به گفته‌ي پژوهشگران، اين کوتوله‌ي سفيد هر سال تنها قادر است به اندازه‌ي جو زمين را به خود جذب کند که با توجه به اين سامانه اصلا مقدار زيادي نيست.

علاوه بر اين، J2056 پرتوهاي ايکس زيادي نيز تابش نمي‌کند که باز هم براي چنين سامانه‌اي غيرعادي است.
همچنين J2056 در حال چرخش با سرعت بالايي است که آن را به سريع‌ترين کوتوله‌ي سفيد شناخته شده تبديل کرده است. اين کوتوله‌ي سفيد در هر ۲۹ ثانيه يک دور مي‌چرخد.

علت چنين سرعتي مي‌تواند به ساختار ميدان مغناطيسي مربوط باشد. از سويي قادر است مواد همدم را با سرعت زياد بر روي سطح جذب کند و مانند يک چرخ‌وفلک ستاره‌اي سرعت آن را افزايش دهد. از سوي ديگر به اندازه‌اي قوي نيست که بتواند چرخش را از طريق برهم‌کنش الکترومغناطيسي با قرص برافزايشي پيرامون خود کاهش دهد.

هنوز رابطه‌ي بين کم بودن پرتوهاي ايکس اين کوتوله‌ي سفيد و سرعت چرخش بسيار بالاي ستاره‌ي همدم آن (که در هر ۱٫۷۶ ساعت يک دور مي‌چرخد) توضيح داده نشده است.
J2056 مي‌تواند يک طبقه‌بندي کاملا تازه از ستاره‌هاي متغير انفجاري را شکل دهد و يا اينکه به طور کامل منحصر به فرد باشد. در هر صورت، درک چگونگي فعاليت آن، مي‌تواند به ما کمک کند تا درک بهتري از شيوه‌ي فعاليت ميدان مغناطيسي در اطراف کوتوله‌هاي سفيد داشته باشيم که اين موضوع براي فهميدن چگونگي زندگي و مرگ آن‌ها مهم است.

اين پژوهش براي انتشار در «ژورنال اخترفيزيکي» (The Astrophysical Journal) پذيرفته شده است.

به پيج اينستاگرامي «آخرين خبر» بپيونديد
instagram.com/akharinkhabar