علمی، پژوهشی و فناوری

تکامل اجرام آسمانی؛ کشف پیشگامانه ستارگان باینری استریپ

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : یافته‌های جدید وجود ستاره‌های داغ هلیوم را تأیید می‌کند که مدت‌ها تصور می‌شد در قلب ابرنواخترهای فقیر از هیدروژن و ادغام ستاره‌های نوترونی قرار دارند .

ستاره شناسان دانشگاه تورنتو جمعیتی از ستارگان پرجرم را کشف کرده اند که توسط همراهانشان در سیستم های دوتایی پوشش هیدروژنی خود را از بین برده اند. این یافته‌ها که در 14 دسامبر در مجله Science منتشر شد ، ستاره‌های هلیوم داغی را که گمان می‌رود منشأ ادغام ابرنواخترهای هسته‌ای فقیر از هیدروژن و ادغام ستاره‌های نوترونی باشند، روشن می‌کند.

نظریه در مقابل واقعیت در تکامل ستاره ای

برای بیش از یک دهه، دانشمندان این نظریه را مطرح کرده‌اند که تقریباً از هر سه ستاره پرجرم، پوشش هیدروژنی خود در سیستم‌های دوتایی حذف می‌شود. با این حال، تا کنون، تنها یک نامزد احتمالی شناسایی شده بود.

ماریا دروت، استادیار دپارتمان نجوم و اخترفیزیک دیوید ای. 

مفاهیم برای تحقیقات آینده

دروت می‌گوید : «اگر معلوم شد که این ستارگان نادر هستند، پس کل چارچوب نظری ما برای همه این پدیده‌های مختلف، با پیامدهایی برای ابرنواخترها ، امواج گرانشی و نور کهکشان‌های دوردست اشتباه است . "این یافته نشان می دهد که این ستاره ها واقعا وجود دارند."

دروت می‌گوید: «در آینده، ما می‌توانیم فیزیک بسیار دقیق‌تری را با این ستاره‌ها انجام دهیم. به عنوان مثال، پیش‌بینی تعداد ادغام ستاره‌های نوترونی که باید ببینیم به ویژگی‌های این ستارگان بستگی دارد، مانند اینکه چه مقدار ماده در بادهای ستاره‌ای از آنها خارج می‌شود. اکنون، برای اولین بار، می‌توانیم آن را اندازه‌گیری کنیم، در حالی که مردم قبلاً آن را برون‌یابی کرده‌اند.»

 بررسی‌های انجام‌شده توسط تلسکوپ Swift-UVOT ناسا، دقیق‌ترین بررسی‌های کلی که تاکنون در نور فرابنفش از ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک، نزدیک‌ترین کهکشان‌های بزرگ به ما گرفته شده است، ارائه می‌کند. محققان از این مجموعه داده فرابنفش برای شناسایی سیستم های نامزدی که برای این مقاله هدف قرار داده اند استفاده می کنند. اعتبار: NASA/Swift/S. ایملر (گودارد) و ام سیگل (ایالت پن)

ستاره های باینری سلب شده و پدیده های کیهانی

ستارگان دوتایی جدا شده قبلاً برای توضیح اینکه چرا یک سوم ابرنواخترهای فروپاشی هسته حاوی هیدروژن بسیار کمتری نسبت به انفجار معمولی یک ستاره ابرغول سرخ هستند، برانگیخته شده بودند. دروت و همکارانش پیشنهاد می کنند که این ستاره های تازه کشف شده در نهایت به عنوان ابرنواخترهای فقیر از هیدروژن منفجر می شوند. همچنین تصور می‌شود که این منظومه‌های ستاره‌ای برای تشکیل ادغام‌های ستاره‌های نوترونی، مانند آن‌هایی که امواج گرانشی را که توسط آزمایش LIGO از زمین شناسایی شده‌اند، منتشر می‌کنند، ضروری هستند .

در واقع، محققان بر این باورند که تعداد کمی از اجرام در نمونه فعلی آنها ستارگانی با ستاره های نوترونی یا سیاهچاله ها هستند . این اجرام بلافاصله قبل از تبدیل شدن به یک ستاره نوترونی دوگانه یا ستاره نوترونی به اضافه سیستم های سیاه چاله ای که در نهایت می توانند ادغام شوند، در مرحله قرار دارند.

 نویسنده اصلی ماریا دروت (دانشگاه تورنتو) با تلسکوپ ماژلان در رصدخانه لاس کامپاناس. اعتبار: تام هولوین/ماریا دروت

مشارکت های ستاره ای و تکامل

بسیاری از ستارگان بخشی از یک رقص کیهانی با یک شریک هستند که در یک سیستم دوتایی به دور یکدیگر می چرخند. بتانی لودویگ، دانشجوی دکترا در گروه نجوم و اخترفیزیک دیوید ای. این مقاله کار ما این روابط جذاب را روشن می کند و جهانی را آشکار می کند که بسیار بیشتر از آنچه قبلا تصور می کردیم به هم مرتبط و فعال است.

لودویگ می‌گوید: «همانطور که انسان‌ها موجوداتی اجتماعی هستند، ستارگان، به‌ویژه ستارگان بزرگ، به ندرت تنها هستند.

همانطور که ستارگان تکامل می‌یابند و منبسط می‌شوند تا به غول‌های قرمز تبدیل شوند، هیدروژن در لبه‌های بیرونی یکی می‌تواند توسط کشش گرانشی همراه خود از بین برود و یک هسته بسیار داغ هلیوم را در معرض دید قرار دهد. این فرآیند می تواند ده ها هزار یا حتی صدها هزار سال طول بکشد.

 نویسندگان مطالعه بتانی لودویگ، آنا اوگرادی، ماریا دروت و ایلوا گوتبرگ در حال رصد تلسکوپ ماژلان در رصدخانه لاس کامپاناس در شیلی، جایی که داده‌های این تحقیق را جمع‌آوری کردند. اعتبار: Y. Götberg

چالش‌هایی در تشخیص ستاره‌های برهنه شده

یافتن ستارگان باریک دشوار است زیرا بسیاری از نوری که ساطع می‌کنند خارج از طیف نور مرئی است و می‌تواند توسط غبار موجود در کیهان مسدود شود یا توسط ستاره‌های همراهشان بیش از حد تابیده شود.

دروت و همکارانش جستجوی خود را در سال 2016 آغاز کردند. دروت پس از مطالعه بر روی ابرنواخترهای فقیر از هیدروژن در طول دوره دکتری خود، در طی دوره فوق دکتری ناسا هابل در رصدخانه مؤسسه کارنگی، به دنبال یافتن ستارگان برهنه شده ای شد که تصور می شد در قلب آنها قرار دارند. علم . او در یک کنفرانس با نویسنده همکار ایلوا گوتبرگ، که اکنون استادیار موسسه علم و فناوری اتریش (ISTA) است، ملاقات کرد، که اخیراً مدل‌های نظری جدیدی از شکل ظاهری این ستاره‌ها ساخته بود.

دروت، گوتبرگ و همکارانشان یک بررسی جدید برای بررسی قسمت فرابنفش طیفی که ستارگان بسیار داغ بیشتر نور خود را ساطع می کنند، طراحی کردند. در حالی که اشعه ماوراء بنفش با چشم غیرمسلح نامرئی است، با ابزار و تلسکوپ های تخصصی قابل تشخیص است.

محققان با استفاده از داده‌های تلسکوپ فرابنفش/اپتیکال سوئیفت، روشنایی میلیون‌ها ستاره در ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک، دو تا از نزدیک‌ترین کهکشان‌ها به زمین را جمع‌آوری کردند. لودویگ اولین کاتالوگ UV میدان وسیع ابرهای ماژلانی را ایجاد کرد و از نورسنجی UV برای شناسایی سیستم‌هایی با گسیل‌های UV غیرعادی استفاده کرد که نشان‌دهنده حضور احتمالی ستاره‌ای است.

آنها یک مطالعه آزمایشی روی 25 جرم انجام دادند و طیف‌سنجی نوری را با تلسکوپ ماژلان در رصدخانه لاس کامپاناس بین سال‌های 2018 تا 2022 انجام دادند. آنها از این مشاهدات برای نشان دادن اینکه ستارگان داغ، کوچک، فقیر از هیدروژن و در سیستم‌های دوتایی بودند استفاده کردند. مطابق با پیش بینی های مدل آنها.

تحقیق در حال انجام و دسترسی به داده ها

در حال حاضر، محققان به مطالعه ستارگان شناسایی شده در این مقاله ادامه می دهند و جستجوی خود را برای یافتن موارد بیشتر گسترش می دهند. آنها با برنامه های تایید شده در تلسکوپ فضایی هابل ، تلسکوپ پرتو ایکس چاندرا، تلسکوپ ماژلان و تلسکوپ انگلیسی-استرالیایی، هم در کهکشان های نزدیک و هم در کهکشان راه شیری خودمان نگاه می کنند . به عنوان بخشی از این نشریه، تمام مدل‌های نظری و داده‌های مورد استفاده برای شناسایی این ستارگان به صورت عمومی و در دسترس سایر دانشمندان قرار گرفته است.