پالس‌های نامنظم یک ستاره خصوصیاتش را فاش ساخت

اخترشناسان دسته‌ای از ستاره‌ها را مورد شناسایی قرار داده‌اند که فرکانس‌های نامنظمی از خود در سراسر کهکشان منتشر می‌کنند. محققان با استفاده از تلسکوپ فضاییِ تِس ناسا سرانجام موفق به یافتن ریتمی در نوع پالس‌های ستاره‌های جوان و عجیبی موسوم به ستاره‌های متغیر اسکوتی«Scuti» شدند.

image e Delta Scuti Star

این ستاره‌ها به حدی سریع می‌چرخند که الگوهای پالسی‌شان به هم می‌خورد و چیزی مثل هرج‌ومرج ایجاد می‌کنند. حالا محققان از این هرج‌ومرج به یک نظم دست یافته‌اند. آنان یک سری حالت‌های پالسی منظم در ۶۰ ستاره دلتا اسکوتی با جرم‌های متوسط پیدا کرده‌اند. جرم این ستاره‌ها بین ۱.۵ تا ۲.۵ برابر جرم خورشید تخمین زده شده است.

«تیم بدینگ» اخترشناس از دانشگاه سیدنی استرالیا گفت: «ستاره‌های دلتا اسکوتی به شیوۀ جالبی پالس می‌کنند، اما الگوی این پالس‌ها با درک فعلی ما فاصلۀ زیادی دارند. برای اینکه یک مثال با موسیقی بزنیم، این مورد را در نظر داشته باشید که ستاره‌های زیادی با سیم‌های ساده پالس می‌کنند، اما ستاره‌های دلتا اسکوتی پیچیده‌اند و برخی از نُت‌هایشان آشفته به نظر می‌آید. تلسکوپ فضایی تِس نشان داد که این در مورد همه ستاره‌ها صدق نمی‌کند.»

پالس کردنِ ستاره‌ها پدیده عجیبی نیست. ستاره‌های زیادی (شاید حتی همۀ آنها) با الگوهای منظم و ریتم‌دار نوسان می‌کنند؛ امواج آکوستیکی که درون این ستاره‌ها به این سو و آن سو حرکت می‌کنند، عامل ایجاد این الگوها هستند. تصور بر این است که این امواج در اثر فرایند همرفتی و میدان مغناطیسیِ ستاره به وجود می‌آیند؛ این دو عامل باعث انبساط و انقباض ستاره می‌شوند؛ مثل ضربان قلب. این امواج در قالب نوسان‌های ضعیف در نوری که از ستاره منتشر می‌شود، قابل شناسایی است. همان طوری که از زلزله‌ برای بررسی بخش‌های درونی زمین استفاده می‌شود، نوسان ستاره‌ها نیز نشان می‌دهد که چه اتفاقی درون آنها می‌افتد.

بدین ترتیب می‌توان از این نوسان‌ها برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص سن، ترکیب و دمای ستاره‌ها استفاده کرد. این حوزه اخترزلزله‌شناسی نامیده می‌شود. برای جمع‌آوری اطلاعات اخترزلزله‌شناسی، باید مدتی طولانی به رویت ستاره‌ها پرداخت و اطلاعات جامعی در خصوص نوسانات نوری‌شان به دست آورد. از آنجایی که تلسکوپ فضایی تِس دقیقاً برای مشاهده طیف بزرگی از ستاره‌ها ساخته شده تا نوسان‌های نوری‌شان شناسایی گردد، به نوعی می‌توان لقب «قهرمان اخترزلزله‌شناسی» را به آن داد. افزون بر قابلیت تلسکوپ تس برای مشاهده ستاره‌ها در مقیاس بزرگ و جستجوی سیاره‌های فراخورشیدی، این تلسکوپ هزاران ستاره دلتا اسکوتی را نیز رصد کرده است.

در همین مشاهدات اخیر، محققان چیز فوق‌العاده‌ای را شناسایی کردند؛ یعنی زیرمجموعه‌ای از ستاره‌های دلتا اسکوتی که به نظر می‌رسید دارای الگوهای پالس منظمی باشند. کِپلر هم موفق شده بود حدود ۳۰۰ ستاره دلتا اسکوتی را در بازه زمانی چهار ساله مشاهده نماید. بنابراین، محققان آن داده‌ها را به دامنه جستجوی خود اضافه کردند. محققان با استفاده از نرم‌افزار مخصوصی که طراحی کرده‌اند، به تجزیه و تحلیل ۹۲۰۰۰ منحنی نور پرداختند. ماحصل این تحلیل، شناساییِ ۶۰ ستاره با پالس منظم و فرکانس بالا بود.

اخترشناس «دانیل هوبر» از دانشگاه هاوایی گفت: «داده‌های تلسکوپ فضایی تِس ناسا تعداد زیادی از این ستاره‌ها را در اقدامی بی‌سابقه مورد شناسایی قرار داد. حالا ما محققان به تصویر روشنی دست یافته‌ایم. در حقیقت، ما توانستیم ساختارهای منظمی را شناسایی کنیم که به نُت‌های یک موسیقی شباهت دارد و ملودی زیبا و گوش‌نوازی را به وجود می‌آورد.»

تحلیل جامعِ ویژگی‌های این زیرمجموعه از ستاره‌های دلتا اسکوتی که به صورت منظم و تکرارشونده پالس می‌کنند، نکات خوبی را در اختیار محققان گذاشته است.  اخترشناس «دنیل هولدزورث» از دانشگاه لانکشیر مرکزی در انگلیس بیان کرد: «می‌توان از اطلاعات مربوط به فضابندی منظم در دیگر ستاره‌های دلتا اسکوتی بعنوان ابزاری برای تشخیص سن استفاده کرد. تعیین سنّ یک ستاره یا گروهی از ستاره‌ها زمانی دشوار می‌شود که نتایج با ضریب دو با یکدیگر فرق داشته باشند. با این وجود، اخترزلزله‌شناسی این قدرت را دارد که سن دقیق ستاره‌ها را تعیین کرده و این فرصت را برای گسترش درک ما از کهکشان راه شیری فراهم کند.»

داده‌های به دست آمده باعث شده تا گمانه‌زنی‌ها دربارۀ سن واقعی یک ستاره دلتا اسکوتی به نام «HD 31901» افزایش یابد. محققان در دو محاسبه قبلی‌شان دو سن کاملاً مختلف برای این ستاره تعیین کرده‌ بودند: حدود ۱ میلیارد سال، بر اساس یک ستاره غول سرخ؛ و ۱۳۰ میلیون سال بر اساس چرخش سایر ستاره‌ها درون سامانه. داده‌های اخترزلزله‌شناسی در خصوص «HD 31901» نشان می‌دهد که این ستاره قدمتی حدود ۱۵۰ میلیون سال دارد.

اخترشناس «سایمون مورفی» از دانشگاه سیدنی استرالیا گفت: «این دستاورد بزرگی محسوب می‌شود. ما اکنون یک دورۀ منظم از پالس‌ها را در اختیار داریم و می‌توانیم آنها را با مدل‌ها مقایسه کرده و به درک ِ خوبی برسیم. این کار به ما اجازه می‌دهد این ستاره‌ها را با استفاده از علم اخترزلزله‌شناسی مورد اندازه‌گیری قرار دهیم. در آینده، درک‌مان از “ستاره‌های دلتا اسکوتی” ارتقاء خواهد یافت.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله معتبر Nature منتشر شده است.

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

دیدگاهتان را بنویسید