ستاره ای که ناگهان ناپدید شد و یک سیاه چاله جای آن نشست!
به گزارش بازار مقاله، ستاره شناسان در رویدادی نادر و تعجب برانگیز شاهد ناپدید شدن یک ستاره و سپس جایگزینی آن با یک سیاه چاله بشکلی مرموز بودند.
به گزارش بازار مقاله به نقل از ایسنا، ستارگان پرجرم با تقریبا هشت برابر جرم خورشید، در انتهای عمر خود به شکل ابرنواختر منفجر می شوند. انفجارهایی که یک سیاه چاله یا یک ستاره نوترونی را باقی می گذارند و آنقدر پرانرژی هستند که می توانند ماه ها از کل کهکشان های میزبان خود بیشتر بدرخشند.
با این وجود به نظر می آید ستاره شناسان اخیرا ستاره ای عظیم را مشاهده کرده اند که مرحله انفجار را نادیده گرفته و به صورت مستقیم به سیاه چاله تبدیل گشته است.
ستارگان همواره درحال برقراری تعادل بین نیروی بیرونی همجوشی و نیروی گرانش درونی خود هستند. وقتی یک ستاره پرجرم وارد آخرین مراحل تکاملی خود می شود، هیدروژن آن آغاز به تمام شدن می کند و همجوشی آن ضعیف می شود. ازاین رو نیروی بیرونی حاصل از همجوشی آن دیگر نمی تواند با گرانش قدرتمند ستاره روبرو شود و ستاره در خود فرو می ریزد.
نتیجه این اتفاق، یک انفجار ابرنواختری است. یک رویداد فاجعه بار که ستاره را نابود می کند و یک سیاه چاله یا یک ستاره نوترونی را باقی می گذارد.
با این حال گویی گاهی اوقات ستارگان نمی توانند به مرحله ابرنواختر برسند و در عوض مستقیماً به سیاه چاله تبدیل می شوند.
تحقیقات جدید نشان می دهند که چگونه یک ستاره غول پیکر و فاقد هیدروژن در کهکشان آندرومدا(M31) نتوانست بعنوان یک ابرنواختر منفجر شود.
کیشالای دی(Kishalay De) پژوهشگر فوق دکترا در موسسه اخترفیزیک کاولی(Kavli) و بخش تحقیقات فضایی در MIT روی ناپدید شدن این ستاره عظیم در کهکشان M31 و تولد ناگهانی یک سیاهچاله پژوهش می کند.
این نوع ابرنواخترها «ابرنواخترهای فروپاشی هسته» نامیده می شوند که به نام «نوع دوم» هم شناخته می شوند. آنها نسبتا نادر هستند و تقریبا هر صد سال یک مرتبه در کهکشان راه شیری اتفاق می افتند.
دانشمندان به ابرنواخترها علاقه مند هستند، چون که آنها مسئول ایجاد خیلی از عناصر سنگین هستند و امواج ضربه ای آنها می تواند سبب تشکیل ستاره شود. آنها همینطور پرتوهای کیهانی ایجاد می کنند که می توانند به زمین برسد.
این پژوهش جدید نشان داده است که ما امکان دارد آنقدر که فکر می کردیم، ابرنواخترها را درک نکرده باشیم.
ستاره مورد بحث در این پژوهش «M31-2014-DS1» نام دارد. ستاره شناسان در سال 2014 متوجه درخشندگی آن در طیف فروسرخ میانی شدند. به مدت هزار روز درخشندگی آن ثابت بود. سپس برای هزار روز دیگر بین سالهای 2016 و 2019 به شکل ناگهانی محو شد.
با این که این ستاره یک ستاره متغیر است، اما نمی تواند این نوسانات و تغییرات ناگهانی را توضیح دهد. این ستاره در سال 2023 حتی با رصدهای نوری عمیق و فروسرخ نزدیک هم شناسایی نشد.
محققان می گویند این ستاره با جرم اولیه حدود 20 جرم ستاره ای متولد شد و به مرحله نهایی سوزاندن هسته ای خود با حدود 6.7 جرم ستاره ای رسید.
جرم ستاره ای(Stellar mass) عبارتی است که در اخترشناسی برای توصیف جرم یک ستاره از آن استفاده می شود. این اصطلاح با اشاره و در مقایسه با جرم خورشید است که بعنوان نسبتی از جرم خورشید شمارش می شود.
مشاهدات ستاره شناسان نشان داده است که این ستاره بوسیله ی یک پوسته غباری که اخیراً به بیرون پرتاب شده، مطابق با یک انفجار ابرنواختری احاطه شده است، اما هیچ مدرکی دال بر فوران نوری وجود ندارد.
محققان می گویند: محو شدن چشم گیر و پایدار M31-2014-DS1 در چشم انداز متنوعی از ستارگان عظیم و تکامل یافته، رویدادی استثنایی است. کاهش ناگهانی درخشندگی M31-2014-DS1 به توقف سوزاندن هسته ای همراه با یک شوک بعدی اشاره می کند که در غلبه بر مواد درحال سقوط ناکام است.
یک انفجار ابرنواختری آنقدر قوی است که به صورت کامل بر مواد درحال سقوط غلبه می کند.
محققان توضیح می دهند: بدون هیچ مدرکی برای فوران نورانی، مشاهدات از M31-2014-DS1 نشانه هایی از یک ستاره نوترونی شکست خورده را نشان داده است که منجر به فروپاشی هسته ستاره می شود.
چه چیزی می تواند سبب شود که یک ستاره بعنوان یک ابرنواختر نتواند منفجر شود، حتی اگر جرم مناسبی برای انفجار داشته باشد؟
ابرنواخترها رویدادهای پیچیده ای هستند. چگالی درون یک هسته درحال فروپاشی آنقدر زیاد است که الکترون ها مجبور می شوند با پروتون ها ترکیب شوند و نوترون و نوترینو را ایجاد کنند. این فرایند «نوترونیزه شدن» نامیده می شود و انفجار قدرتمندی از نوترینوها را بوجود می آورد که حدود 10 درصد انرژی جرمی سکون ستاره را حمل می کند. این فوران، «شوک نوترینویی» نامیده می شود.
نوترینوها نام خویش را از این حقیقت گرفته اند که از نظر الکتریکی خنثی هستند و به ندرت با ماده معمولی تعامل دارند. در هر ثانیه حدود 400 میلیارد نوترینو از خورشید ما از هر فرد روی زمین عبور می کند.
اما در یک هسته ستاره ای متراکم، چگالی نوترینوها به حدی زیاد است که بعضی از آنها انرژی خویش را به مواد ستاره ای اطراف می ریزند. این امر، ماده را گرم می کند که موج ضربه ای بوجود می آورد.
شوک نوترینو همیشه متوقف می شود، اما گاهی اوقات باردیگر احیا می شود. هنگامی که باردیگر احیا می شود، یک انفجار را به حرکت در می آورد و لایه بیرونی ابرنواختر را بیرون می اندازد. اگر باردیگر احیا نشود، موج ضربه ای از کار می افتد و ستاره فرو می ریزد و یک سیاه چاله را تشکیل می دهد.
داستان اینست که در ستاره M31-2014-DS1 شوک نوترینو احیا نشد.
محققان توانستند مقدار مواد پرتاب شده توسط ستاره را محاسبه کنند و بسیار کمتر از آن چیزی بود که یک ابرنواختر به بیرون پرتاب می کرد.
این یعنی اغلب مواد ستاره ای (معادل 5 جرم خورشیدی) به درون هسته فرو می روند و از حداکثر جرم یک ستاره نوترونی فراتر می روند و سیاه چاله را می سازند.
در نتیجه حدود 98 درصد از جرم این ستاره فروریخته و سیاه چاله ای با جرم حدود 6.5 خورشید ایجاد کرد.
ستاره M31-2014-DS1 تنها ابرنواختر شکست خورده یا ناموفقی نیست که اخترشناسان یافته اند. تشخیص آنها دشوار است، چونکه مشخصه آنها چیزی است که اتفاق نمی افتد، نه آن چه اتفاق می افتد.
از دست دادن یک ابرنواختر دشوار می باشد، چونکه بسیار درخشان است و به صورت ناگهانی در آسمان ظاهر می شود. ستاره شناسان باستانی هم حتی چندین مورد از آنها را ثبت کرده اند.
ستاره شناسان در سال 2009 تنها ابرنواختر شکست خورده دیگر را که تابحال کشف شده است، شناسایی نمودند که یک ستاره سرخ غول پیکر در کهکشان NGC 6946 معروف به N6946-BH1 بود که حدود 25 جرم خورشیدی جرم داشت.
این ستاره بعد از ناپدید شدن از دیدها، فقط درخشش فروسرخ ضعیفی از خود به جای گذاشت. در سال 2009 درخشندگی آن به یک میلیون درخشندگی خورشیدی افزایش پیدا کرد، اما تا سال 2015 در طیف نور مرئی ناپدید شد.
یک بررسی با «تلسکوپ بزرگ دوچشمی» 27 کهکشان مجاور آنرا زیر نظر گرفت و به دنبال ستاره های عظیم ناپدید شده افتاد. نتایج نشان داده است که مابین 20 تا 30 درصد از ستارگان پرجرم می توانند بعنوان ابرنواخترهای شکست خورده به زندگی خود پایان دهند. با این وجود ستارگان M31-2014-DS1 و N6946-BH1 تنها مشاهدات تایید شده از این دسته هستند.
منبع: marketdoc.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب