علمی، پژوهشی و فناوری

کشف شگفت‌انگیز «هابل» درباره ستاره‌ای که ۴۰ سال پیش منفجر شد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری؛ اگر می‌توانستیم از بالا به ساختار مارپیچی باشکوه کهکشان راه شیری نگاه کنیم و میلیون‌ها سال را در ثانیه‌ها جای دهیم، انفجارهای کوتاهی از نور را می‌دیدیم که مانند فلاش‌های چندین دوربین در یک استادیوم از بین می‌روند.

به نقل از وب‌سایت رسمی تلسکوپ فضایی هابل، این انفجارها «نواختر»(Novae) نام دارند که طی آن یک ستاره سوخته کوتوله سفید، گاز همراه غول سرخ‌رنگ متورم در حال گردش را می‌بلعد. یکی از عجیب‌ترین نمونه‌های این رویداد در سال ۱۹۷۵ رخ داد و در آن زمان یک نواختر به نام «HM Sagittae» تا ۲۵۰ برابر روشن‌تر شد. اگرچه HM Sagittae هرگز مانند سایر نواخترها محو نشد اما روشنایی خود را برای چندین دهه حفظ کرده است. جدیدترین مشاهدات هابل نشان می‌دهند که این منظومه گرم‌تر شده اما به طور متناقضی کمی محو شده است.

ستاره‌شناسان از داده‌های جدید تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ «رصدخانه استراتوسفری ستاره‌شناسی فروسرخ» یا «سوفیا»(SOFIA) و همچنین داده‌های آرشیوشده ماموریت‌های دیگر، برای بازبینی یکی از عجیب‌ترین منظومه‌های ستاره‌ای دوتایی در کهکشان راه شیری استفاده کرده‌اند. این کار ۴۰ سال پس از انفجار آن به صورت یک نواختر درخشان و دارای عمر طولانی انجام گرفته است. نواختر یک ستاره‌ است که به طور ناگهانی درخشندگی خود را به شدت افزایش می‌دهد و سپس معمولا در عرض چند ماه یا چند سال به تاریکی سابق خود بازمی‌گردد و محو می‌شود.

بین آوریل و سپتامبر ۱۹۷۵، منظومه دوتاییHM Sagittae  تا ۲۵۰ برابر روشن‌تر شد. موضوع غیرعادی‌تر این بود که مانند همتایان خود به سرعت محو نشده و درخشندگی خود را برای دهه‌ها حفظ کرده است. مشاهدات اخیر نشان می‌دهند که گرمای منظومه افزایش یافته اما کمی هم محو شده است.

نواختر HM Sagittae نوع خاصی از ستاره‌های هم‌زیست است که در آن یک کوتوله سفید و یک ستاره همراه غول‌پیکر پف‌کرده و غبارآلود در یک مدار غیرعادی به دور یکدیگر قرار دارند و کوتوله سفید، گازی را که از ستاره غول‌پیکر جاری می‌شود می‌بلعد. این گاز یک قرص داغ و شعله‌ور را در اطراف کوتوله سفید تشکیل می‌دهد که به طور غیر قابل پیش‌بینی می‌تواند تحت یک انفجار گرماهسته‌ای قرار بگیرد زیرا ریزش هیدروژن از ستاره غول‌پیکر روی سطح متراکم‌تر می‌شود تا زمانی که به نقطه اوج برسد. این آتش‌بازی بین ستاره‌های همراه با ارائه اطلاعاتی درباره فیزیک و پویایی تکامل ستاره‌ها در منظومه‌های دوتایی، ستاره‌شناسان را مجذوب خود می‌کند.

«راوی سانکریت»(Ravi Sankrit) از «مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی»(STScI) در بالتیمور گفت: HM Sagittae در سال ۱۹۷۵ از یک ستاره غیر قابل توصیف به چیزی تبدیل شد که همه ستاره‌شناسان به آن نگاه می‌کردند و در نقطه‌ای از این موج، فعالیت‌ها کند شدند.

در سال ۲۰۲۱، «استیون گلدمن»(Steven Goldman) از مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی به همراه سانکریت و همکارانش از تجهیزات تلسکوپ فضایی هابل و سوفیا استفاده کردند تا ببینند طی ۳۰ سال گذشته چه چیزی درباره HM Sagittae در طول موج‌های نور از فروسرخ تا فرابنفش تغییر کرده است.

داده‌های فرابنفش سال ۲۰۲۱ هابل، یک خط انتشار قوی از منیزیم بسیار یونیزه‌شده را نشان داد که در طیف‌های منتشرشده پیشین از سال ۱۹۹۰ وجود نداشت. حضور این خط انتشار نشان می‌دهد که دمای تخمینی کوتوله سفید و قرص برافزایشی، از کمتر از ۴۰۰ هزار درجه فارنهایت در سال ۱۹۸۹ به بیش از ۴۵۰ هزار درجه فارنهایت در حال حاضر رسیده است. خط منیزیم بسیار یونیزه‌شده، یکی از موارد متعددی است که در طیف فرابنفش مشاهده شده است. این موارد به همراه یکدیگر تجزیه و تحلیل انرژی منظومه و چگونگی تغییر آن را در سه دهه اخیر نشان می‌دهند.

با داده‌های تلسکوپ سوفیا که در سال ۲۰۲۲ بازنشسته شد، پژوهشگران توانستند آب، گاز و گرد و غبار جریان‌یافته را در داخل و اطراف منظومه تشخیص دهند. داده‌های طیف فروسرخ نشان می‌دهند ستاره غول‌پیکر که مقادیر زیادی غبار تولید می‌کند، تنها در عرض چند سال پس از انفجار به رفتار عادی خود بازگشته اما در سال‌های اخیر کم‌نور شده است. این یک معمای دیگر است که باید توضیح داده شود.

ستاره‌شناسان با تلسکوپ سوفیا توانستند آب را با سرعت حدود ۱۸ مایل در ثانیه ببینند که به گمان آنها سرعت قرص برافزایشی سوزان در اطراف کوتوله سفید است. محدوده پل گازی که ستاره غول‌پیکر را به کوتوله سفید متصل می‌کند، در حال حاضر باید حدود دو میلیارد مایل باشد.

این گروه پژوهشی با «انجمن رصدگران ستاره متغیر آمریکا»(AAVSO) نیز کار کرده‌اند تا با ستاره‌شناسان آماتور از سراسر جهان همکاری داشته باشند که نگاه تلسکوپ را روی HM Sge حفظ می‌کنند. نظارت مداوم آنها تغییراتی را نشان می‌دهد که از ۴۰ سال پیش تاکنون مشاهده نشده‌اند.

گلدمن گفت: ستاره‌های هم‌زیست مانند HM Sge در کهکشان ما نادر هستند و مشاهده یک انفجار شبیه نواختر حتی نادرتر است. این رویداد منحصربه‌فرد دهه‌هاست که یک گنجینه برای اخترفیزیک‌دانان به شمار می‌رود.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal» به چاپ رسید.