علت ناپایداری “ابط‌الجوزا” چیست؟

0
937

بیگ بنگ: کم‌نور شدنِ یک ستاره را نمی‌توان بعنوان نشانه‌ای از انفجار قریب‌الوقوع تلقی کرد. مطالعات ِ جدید نشان می‌دهد که به احتمال زیاد، «ابط‌الجوزا» رو به مرگ نرفته، بلکه غبار اطرافش مانع از رسیدن نور آن شده است.

Betelgeuse Before and After Dimming
تصاویری از ستاره ابط‌الجوزا که در ماه‌های ژانویه و دسامبر 2019 گرفته شده است. کم‌نور شدنِ قابل توجه ابط‌الجوزا در این تصاویر مشهود است. اعتبار: رصدخانه جنوبی اروپا

به گزارش بیگ بنگ، در اواخر سال گذشته، خبری منتشر شد مبنی بر اینکه ستاره ابط‌الجوزا به سرعت در حال کم نور شدن است و سرانجام به 40 درصد درخشندگی عادی خود خواهد رسید. لذا این گمانه‌زنی بر سر زبان‌ها افتاد که این ستارۀ غول‌ سرخ در قالب یک ابرنواختر عظیم منفجر خواهد شد. اما محققان با استناد به نظریه‌های خوش‌بینانه خود، سعی در تبیینِ رفتار این ستاره هستند. دانشمندان در دانشگاه واشنگتن  و رصدخانه لوول بر این باورند که به داده‌های خوبی دست یافته‌اند. ابط‌الجوزا دچار کم‌نوری نشده، زیرا در آستانه انفجار قرار دارد. این ستاره صرفاً غبارآلود است.

«اِمیلی لوسک» استادیار اخترشناسی در دانشگاه واشنگتن در مقاله خود که به همراه «فیلیپ ماسی» اخترشناس در رصدخانه لوول نوشتند، اعلام کردند که تصاویرِ تهیه شده از ابط‌الجوزا در 14 فوریه 2020 این فرصت را به آنها داده تا دمای سطحی متوسط این ستاره را محاسبه کنند. آنان دریافتند که ابط‌ الجوزا خیلی گرمتر از تصورات پیشین است؛ البته با این پیش‌فرض که کم‌نور شدن آن ناشی از کاهش دمای سطح این ستاره باشد. محاسبات جدید از این نظریه پشتیبانی می‌کند که ابط‌الجوزا به احتمال زیاد مقدار ماده از لایه‌های بیرونیِ خود به بیرون درز داده است.

Red Supergiant With Dust
تصویر نور مرئی از «وی‌وای سگ بزرگ» یک ستاره غول سرخ که گردوغبار مانع دیدنِ شفاف آن شده است. این عکس در سال 2005 گرفته شد.

«اِمیلی لوسک» استادیار اخترشناسی در دانشگاه واشنگتن اظهار داشت: «ما همیشه این پدیده را در ستاره‌های غول سرخ غول‌ مشاهده می‌کنیم که بخشی عادی از چرخه زندگی آنهاست. ستاره‌های غول سرخ هر از گاهی موادی را از سطح خود به بیرون پرتاب می‌کنند که در قالب گردوغبار در اطراف ستاره تجمع می‌یابد. با سرد شدن و پراکنده شدنِ این حجم از دانه‌های گردوغبار، قسمتی از نور که به سمت ما می‌آید جذب شده و جلوی دید ما را می‌گیرد.»

Giant Convection Cell Simulation
شبیه‌سازیِ سلول‌های همرفتی بزرگ در یک ستاره سرخ غول‌پیکر

اخترشناسان انتظار دارند که ابط‌الجوزا در طول 100 هزار سال آینده با یک انفجار ابرنواختری به زندگی خود پایان دهد، یعنی زمانی که هستۀ آن دچار فروپاشی شود. اما فرایند کم‌نور شدن ابط‌الجوزا که در ماه اکتبر آغاز شد، لزوماً به معنای وقوع یک ابرنواختر قریب‌الوقوع نبود. بر اساس یکی از نظریه‌ها، گردوغبارِ تازه ایجاد شده، بخشی از نور ابط‌الجوزا را جذب می‌کند. بر طبق یکی دیگر از نظریه‌ها، سلول‌های همرفتیِ درون ابط‌الجوزا مواد داغ را به بخش سطح کشیده است؛ جایی که مواد قبل از رفتن به بخش درونیِ ستاره، سرد می‌شود.

«فیلیپ ماسی» اخترشناس در رصدخانه لوول گفت: «یکی از روش‌های ساده برای تفکیک میان این احتمالات این است که دمای موثر سطح ابط‌الجوزا را محاسبه کنیم. اندازه‌گیری دمای یک ستاره کار ساده‌ای نیست. دانشمندان نمی‌توانند صرفاً دماسنجی را به سمت ِ یک ستاره بگیرند و به عددی مشخص برسند. اما آنها با بررسی طیف نوری که از ستاره منتشر می‌شود، می‌توانند دمای آن را محاسبه کنند. من و امیلی به طور پیوسته دربارۀ ابط‌الجوزا بحث و تبادل نظر می‌کنیم. ما سرانجام هر دو به این توافق رسیدیم که تهیه طیف، بهترین راه ممکن است.»

نورِ حاصل از ستاره‌های درخشان غالباً آنقدر نیرومند است که نمی‌توان طیف جامعی برایش تهیه کرد، اما ماسی از فیلتری استفاده کرد که شدت ِ سیگنال را کاهش می‌داد تا بتواند یک طیف تهیه نماید. او جذب نور توسط مولکول‌های تیتانیوم اکسید را مد نظر قرار داده بود. تیتانیوم اکسید می‌‌تواند در لایه‌های بالایی ستاره‌های بزرگ و نسبتاً سردی مثل ابط‌الجوزا شکل گرفته و در آنجا تجمع پیدا کند. این عنصر طول موج‌های مشخصی از نور را جذب می‌کند. لذا آثاری در طیف ستاره‌های غول سرخ بر جای می‌گذارد که دانشمندان می‌توانند از آن برای تعیین دمای سطح ستاره استفاده کنند.

محاسبات محققان نشان می‌دهد، دمای سطحی متوسط ابط‌الجوزا در 14 فوریه 2020 تقریباً معادل 3.325 درجه سلسیوس بود. این یافته‌ها بر این تردید دامن می‌زند که ابط‌الجوزا در حال کم نور شدن است، زیرا یکی از بزرگترین سلول‌های همرفتی این ستاره، گاز داغ را از بخش درونی به سطح آورده است. ستاره‌های زیادی دارای این سلول‌های همرفتی هستند، مثل خورشید خودمان. آنها به سطح یک دیگ آب جوشان شباهت دارند.

ALMA View the Nearby Star Betelgeuse
تصویری از ستارۀ ابط‌الجوزا که در سال 2017 با آرایه تلسکوپ میلی‌متری بزرگ آتاکاما گرفته شد.

مقایسه با طیف سال 2004 نشان داد که دمای آن به طور قابل توجهی تغییر نکرده است. اخترشناسان ابرهایی از گردوغبار را در اطراف ستاره‌های غول سرخ غول‌ دیگری مشاهده کرده‌اند و مشاهدات بیشتر در آینده می‌تواند خصوصیات مشابهی را در پیرامون ستارۀ ابط‌الجوزا برملا نماید.

ابط‌الجوزا در طی چند هفته گذشته، دوباره شروع به درخشش و پرنور شدن کرده است. اخترشناسان کماکان در حال بررسی و رصد این ستاره هستند تا اطلاعات دقیق‌تری از آن بدست بیاورند. لوسک در پایان گفت: «ستاره‌های غول سرخ، ستاره‌های بسیار پویایی هستند. هرچه بیشتر دربارۀ رفتار عادی آنها، مثل نوسانات دما، گردوغبار و سلول‌های همرفتی، اطلاعات کسب کنیم؛ می‌توانیم درک بهتری از آنها بدست بیاوریم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در Astrophysical Journal Letters منتشر شده و نسخۀ پیش از چاپ در سایت arXiv قرار دارد.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: scitechdaily.com



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.