بیگ بنگ: اخترشناسان موفق به کشف نوعی ستارۀ کوچک و خیلی داغ شدند که هر چند دقیقه یکبار به درخشش پرداخته و سپس با کاهش نور مواجه می شود؛ البته لایه‌های بیرونی آن تلاش می‌کنند تا تعادل را حفظ کنند. این نوع ستاره‌ها را با عنوان «ستاره‌های تپینده کوتوله داغ» میشناسیم و آنها میتوانند با نوع دیگری از ستاره‌های اسرارآمیز و نادر ارتباط داشته باشند: یعنی ستاره‌های تپنده آبی. خب نکته عجیب درباره این ستاره‌های تپنده چیست؟

به گزارش بیگ بنگ، فیزیکدان «توماس کوپر» از موسسه فیزیک نظری دانشگاه کالیفرنیا- سانتاباربارا اظهار داشت: «بسیاری از ستاره‌ها حالت تپش دارند؛ حتی خورشید هم در مقیاس خیلی کوچکی این فرایند را طی می‌کند. آن دسته از ستاره‌هایی که بالاترین میزان تغییر درخشندگی را تجربه می کنند، معمولا ستاره‌های تپنده شعاعی نام دارند. وقتی اندازۀ ستاره تغییر پیدا می کند، دورۀ افزایش و کاهش ِ درخشندگی اتفاق می افتد.»

اما حتی خورشید ما هم در چرخه یازده ساله خود حالت تپش را تجربه می کند. در این بازه زمانی، فقط 0.1% از درخشندگی آن دچار تغییر می شود که مقدار ناچیزی است؛ لذا نمیتوان آن را در زمرۀ ستاره‌های تپشگر جای داد. درخشش ستاره‌های تپنده میتواند به دلیل تغییرات اندازه و دما تا 10 درصد تغییر کند. چهار ستارۀ جدیدی که اخترشناسان در داده‌های خود شناسایی کردند، در بازه زمانی بین هر 200 تا 475 ثانیه تپش می کنند و میزان درخشش آنها تا 5% دچار تغییر می شود. چنین تغییری در درخشش میتواند ناشی از سامانه‌های دوتایی باشد. محققان متوجه شدند که گویا با دسته جدیدی از ستاره‌های کوتوله B روبرو هستند. این نوع ستاره‌ها ویژگی‌های جالبی دارند. این ستاره‌ها تنها 10 درصدِ وزن خورشید را دارند. اما چگالی بالایی دارند.

این ستاره‌ها به شدت می سوزند و درجه حرارت آنها بین 20000 تا 40000 درجه کلوین تخمین زده می شود. پس آنها از درخشندگی بسیار زیادی برخوردار هستند. تصور بر این است که آنها در امتداد مسیر تکاملی ستاره‌ای شکل گرفته‌اند که هشت برابرِ جرم خورشید را دارد. وقتی هیدروژن این ستاره‌ها به پایان می رسد، شروع به گداخت هلیوم می کنند. ستاره کوتوله B زمانی پدید می آید که لایه‌های هیدروژن بیرونی یک سیاره غول گازی قبل از آغاز گداخت هلیوم به پایان برسد؛ شاید به وسیله یک همدم دوتایی، اما ساز و کارهای دقیقی که در این فرایند دخیل هستند، هنوز نامعلوم است.

لذا با این شرایط، یک ستارۀ آبی چگال، داغ و کوچک در اختیار داریم. برخی از این ستاره‌ها نیز وارد دوره‌های افزایش و کاهش درخشش می شوند. دسته «V361 Hya» حالت نوسان فشار دارند، یعنی تپش آنها در اثر نوسانات فشار درونی در ستاره ایجاد می شود. دسته «V1093 Her» به ستاره‌های تپنده در حالت گرانش گفته می شود و امواج گرانش در آنها نقش مهمی را ایفا می کنند. محققان همچنان در حال بررسی این هستند که چه ساز و کارهایی در نوسان تپنده‌های کوتوله داغ دخیل‌اند، اما اعتقاد دارند شاید عوامل شعاعی ناپایداری که با ساز و کار «iron kappa» تولید می شود، دخیل باشند.

در این شرایط، توده‌ای آهن در ستاره به تولید نوعی لایه انرژی می پردازد که زمینه را برای تپش و نوسان درخشش در ستاره فراهم می کند. همچنین، اتفاقاتی که در هستۀ ستاره‌ها به وقوع می پیوندد، شاید دخیل باشند. ستاره‌های کوتوله B بر طبق تصور محققان، هلیوم را یا در هسته و یا در پوسته پیرامون هسته به حالت گداخت در می آورند. اما برخی دیگر از محققان هم بر این باورند که ستاره‌های تپنده کوتوله داغ، قبل از اینکه هلیوم داغ و چگال باشد، مواد بیرونی‌شان را از دست دادند.

فیزیکدان «ایوان بویر» از دانشگاه سانتاباربارا گفت: «ما توانستیم با تطبیق دادن تپش‌های سریع با مدل‌های نظری که هسته‌های کم جرم و هلیوم نسبتا سرد در آنها لحاظ شده، ماهیت ِ تپش‌ها را دریابیم. ما فهمیدیم که این نوع تپش به تپش ِ ستاره‌های تپنده آبی شباهت دارد؛ نوعی ستاره که در سال 2017 کشف شد. یعنی این دو نوع ستاره شاید با هم ارتباط داشته باشند. گام بعدی برای ما محققان این است که ببینیم چه اتفاقاتی در درون این ستاره‌ها رخ میدهد که نهایتا منجر به تپش می شود. بررسی روند تکامل این ستاره‌ها نیز باید در دستور کار قرار بگیرد.» جزئیات بیشتر این مقاله در The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com