یک کوتوله‌ی سفید عجیب در آستانه‌ی تحولی شگفت‌آور کشف شد

ديجي کالا

بروزرسانی 1400/04/14 - 20:01

یک کوتوله‌ی سفید عجیب در آستانه‌ی تحولی شگفت‌آور کشف شد

ديجي کالا/دانشمندان يک کوتوله‌ي سفيد عجيب را کشف کرده‌اند که با اندازه‌اي کوچک‌تر از ماه و جرمي بيشتر از خورشيد در حال تبديل به نوع ديگري از بقاياي ستاره‌اي است و مي‌تواند درک ما از تکامل ستاره‌ها را دگرگون کند.

اين زامبي کيهاني، هسته‌ي يک ستاره‌ي مرده، يا يک کوتوله‌ي سفيد، تقريبا به اندازه‌ي ماه زمين است و با وجود شعاع کم در حدود ۴۳۰۰ کيلومتر، جرمي ۱٫۳۵ برابر خورشيد دارد که نشان از چگالي بسيار زياد آن است.

اين کوتوله‌ي سفيد با نام ZTF J190132.9+145808.7 در فاصله‌ي ۱۳۰ سال نوري از زمين قرار گرفته و چرخشي بسيار سريع دارد به‌طوري که هر ۶٫۹ دقيقه يک دور کامل را طي مي‌کند. عجيب‌تر آنکه ميدان مغناطيسي اين ستاره تا ۱ ميليارد برابر ميدان مغناطيسي زمين و ۹۰۰ برابر قوي‌تر از ميدان مغناطيسي خورشيد است.

دانشمندان معتقدند که اين ستاره‌ي چگال و درخشان در حال کوچک شدن است. روندي که مي‌تواند نشان‌دهنده‌ي در آستانه‌ي انفجار بودن ستاره يا تبديل آن به نوع بسيار متفاوتي از بقاياي ستاره‌اي، يعني ستاره‌ي نوتروني باشد.

«ايلاريا کايازو» (Ilaria Caiazzo) يکي از پژوهشگران نظري دانشگاه فناوري کاليفرنيا و نويسنده‌ي اصلي مقاله‌ي تازه گفت: «اين جرم بسيار عجيب توجه ما را جلب کرد زيرا به اندازه‌ي کافي براي انفجار به‌عنوان يک ابرنواختر پرجرم نيست و بنابراين بايد بررسي کنيم که يک کوتوله‌ي سفيد واقعا چقدر مي‌تواند پرجرم باشد.»

کوتوله‌هاي سفيد زماني تشکيل مي‌شوند که سوخت همجوشي هسته‌اي در ستاره‌هايي با جرم يک دهم تا ۸ برابر خورشيد، پايان مي‌يابد. در اين هنگام ستاره لايه‌هاي بيروني خود را مانند پوسته‌اي به بيرون مي‌راند و يک هسته‌ي فشرده، چگال و داغ سفيد بر جاي مي‌ماند که با گذشت زمان به آرامي خنک مي‌شود.

طبق يک مطالعه که در سال ۲۰۰۱ در نشريه‌ي Publications of the Astronomical Society of the Pacific به چاپ رسيده است، ۹۷ درصد از ستارگان کهکشان راه شيري به کوتوله‌ي سفيد تبديل خواهند شد.

پايان سرد و تاريک جهان
از سويي ستارگان نوتروني نوع ديگري از اجساد ستاره‌اي هستند و هنگامي شکل مي‌گيرند که ستاره‌هاي داراي بيش از ۸ برابر جرم خورشيد با انفجار ابرنواختري به زندگي خود پايان مي‌دهند. اين ستاره‌ها بسيار چگال‌تر از کوتوله‌هاي سفيد هستند و ميدان‌هاي مغناطيسي قدرتمندي دارند که قادر به ايجاد واکنش ميان پروتون‌ها و الکترون‌ها و تشکيل يک گوي کاملا نوتروني با ۱۰ تا ۲۵ برابر جرم خورشيد هستند.

معمولا فرآيندهايي که اين دو نوع بقاياي ستاره‌اي را ايجاد مي‌کنند، بسيار مشخص هستند؛ در حالت اول لايه‌هاي بيروني از بين مي‌روند و در حالت دوم انفجارهاي عظيمي روي مي‌دهد، اما اين کوتوله‌ي سفيد متفاوت است. پژوهشگران فکر مي‌کنند که ممکن است اين ستاره که بسيار کوچک شده است، در حال تبديل به يک ستاره‌ي نوتروني باشد هرچند جرم آن با دانسته‌هاي قبلي تطابق ندارد و مي‌تواند يک روند کاملا تازه از شکل‌گيري ستاره‌هاي نوتروني را آشکار سازد.

کايازو گفت: «اين کاملا يک حدس است اما کوتوله‌ي سفيد ممکن است به اندازه‌ي کافي پرجرم باشد تا به يک ستاره‌ي نوتروني تبديل شود. اين ستاره به اندازه‌اي چگال است که الکترون‌ها توسط پروتون‌هاي هسته جذب مي‌شوند و نوترون‌ها را تشکيل مي‌دهند. تمام اين الکترون‌ها در برابر نيروي گرانش از ستاره بيرون رانده مي‌شوند اما هنگامي که الکترون‌ها و پروتون‌ها نوترون‌ها را تشکيل مي‌دهند، اين فشار از بين مي‌رود و در برخي شرايط هسته‌ي ستاره در خود فرو مي‌ريزد.

پژوهشگران بر اين باورند که جرم زياد اين کوتوله‌ي سفيد مي‌تواند نتيجه‌ي ادغام فرانکشتاين-مانند (کنار هم قرارگيري بقاياي چند جرم و تشکيل جرمي بزرگ‌تر) دو کوتوله‌ي سفيد کوچک‌تر باشد. احتمالا پس از پايان يافتن يک سيستم ستاره‌اي دوتايي، متشکل از دو ستاره که پيرامون هم در حال چرخش بوده‌اند، دو کوتوله‌ي سفيد باقي مانده است که توسط گرانش به هم نزديک شده‌اند. سپس برخورد اين دو جرم باعث ايجاد انفجار عظيم ابرنواختري از نوع يکم-اي (Ia) شده و يک کوتوله‌ي سفيد بسيار چگال بر جاي گذاشته است.

به گفته‌ي کايازو، هنوز پرسش‌هاي زيادي درباره‌ي اين شيوه‌ي تکامل ستاره‌اي وجود دارد از جمله اينکه ميزان ادغام کوتوله‌هاي سفيد در کهکشان چقدر است و آيا اين ميزان براي توضيح ابرنواخترهاي نوع Ia کافي است؟ يا چگونه يک ميدان مغناطيسي در اين رويدادهاي عظيم ايجاد مي‌شود و چرا چنين تنوعي در شدت ميدان مغناطيسي کوتوله‌هاي سفيد وجود دارد؟ اين‌ها پرسش‌هايي است که يافتن شمار بيشتري از از کوتوله‌هاي سفيد که چنين روندي را طي کرده‌اند، به پاسخ آن‌ها کمک خواهد کرد.

منبع: Live Science