نگاهی گذرا به مرگ آینده‌ی خورشید
اخترشناسان با استفاده از رصدخانه WM Atop Maunakea در هاوایی، کک شاهد چنین صحنه وحشتناکی از آدم خواری کیهانی بودند: یک ستاره مرده، شبیه به خورشید، که بقایای سیاره متلاشی شده خود را می بلعد – بیش از سه میلیارد سال پس از تبدیل شدن به یک کوتوله سفید.
به گزارش افق میهن و به نقل از sciencealert; به گفته اریکا لوبورد، اخترفیزیکدان دانشگاه مونترال در کانادا و نویسنده اصلی مقاله، این انقراض دیرهنگام بسیار شگفت‌انگیز است و درک ما از تکامل سیستم‌های سیاره‌ای را به چالش می‌کشد.
تصویری از آینده خورشید ما
این کشف تصویر وحشتناکی از آنچه ممکن است در آینده دور منظومه شمسی ما اتفاق بیفتد ترسیم می کند – بیش از پنج میلیارد سال بعد، زمانی که خورشید لایه های بیرونی خود را به فضا می ریزد و به یک کوتوله سفید سرد و خاموش تبدیل می شود.
محققان ۱۳ عنصر سنگین را در جو کوتوله سفید شناسایی کرده اند که بیشترین عنصری است که تا به حال در یک کوتوله سفید غنی از هیدروژن یافت شده است. این یافته نشان می دهد که بقایای بلعیده شده متعلق به سیاره ای است که حداقل ۲۰۰ کیلومتر قطر داشته و دارای یک گوشته سنگی و یک هسته فلزی است. مشابه ساختار زمین.
کوتوله سفید مورد بحث LSPM J0207+3331 است و در فاصله ۱۴۵ سال نوری از زمین و در صورت فلکی مثلث قرار دارد.
چرا این کشف غیرمنتظره است؟
وجود بسیاری از عناصر سنگین در یک کوتوله سفید سرد و غنی از هیدروژن نادر است. لوبورد توضیح می دهد:
جو این ستارگان مات تر است و عناصر سنگین به سرعت در مرکز ستاره فرو می روند. ما انتظار داشتیم فقط چند عنصر را ببینیم.
در مقابل، در کوتوله‌های سفید گرم‌تر و غنی از هلیوم، تشخیص این عناصر آسان‌تر است، زیرا هلیوم شفاف‌تر است و میلیون‌ها سال طول می‌کشد تا عناصر در جو فرو بروند – در حالی که در کوتوله‌های سرد و هیدروژنی، این فرآیند تنها چند روز طول می‌کشد.
با این حال، کوتوله های سفید غنی از هیدروژن بسیار فراوان هستند و اکثر ستارگان مرده خورشید مانند را تشکیل می دهند. آنها همچنین از قدیمی ترین اجرام در کهکشان راه شیری به شمار می روند. بنابراین، این مطالعه راهی جدید برای بررسی تکامل بلندمدت منظومه‌های سیاره‌ای در اطراف ستاره‌های مرده شبیه خورشید ارائه می‌کند.
رازهایی که در دل نابودی نهفته است
از قضا، این کوتوله های سفید می توانند ترکیب شیمیایی سیارات منقرض شده را با از بین بردن آنها آشکار کنند. جزئیاتی مانند ترکیب شیمیایی یا اندازه هسته یک سیاره به طور مستقیم قابل مشاهده نیستند. اما هنگامی که سیاره متلاشی می شود و توسط گرانش کوتوله سفید بلعیده می شود، اثر انگشت شیمیایی عناصر آن در اتمسفر هیدروژنی خالص قبلی ستاره باقی می ماند.
بر اساس داده ها، محققان دریافتند که سیاره نابود شده دارای هسته بسیار متراکمی است که حدود ۵۵ درصد از کل جرم آن را تشکیل می دهد. برای مقایسه، نسبت جرمی هسته روی عطارد حدود ۷۰ درصد و در زمین حدود ۳۲ درصد است.
سیستمی که پس از مرگ ستاره همچنان در هرج و مرج است
این تحقیق همچنین نشان می دهد که حتی پس از مرگ یک ستاره، سیستم آن ممکن است برای مدت طولانی ناپایدار بماند.
جان دبز، ستاره شناس مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: “چیزی به وضوح سیستم را مدت ها پس از مرگ ستاره مختل کرد.”
مکانیسم دقیق این پدیده هنوز ناشناخته است. همانطور که ستاره می میرد و جرم خود را از دست می دهد، مدار سیارات و اجرام اطراف می تواند ناپایدار شود. از سوی دیگر، سیاره تکه تکه شده ممکن است به دلیل تأثیر گرانشی سیارات دیگر در منظومه از مدار خود رانده شده باشد. به گفته دبز، این بی‌ثباتی دیررس «می‌تواند نشانه‌ای از فرآیندهای دینامیکی بلندمدت باشد که ما هنوز به طور کامل آن را درک نکرده‌ایم».
سرنخ هایی از جنایت کیهانی
محققان امیدوارند در آینده بتوانند تعیین کنند که آیا نابودی این سیاره به دلیل برخورد سیاراتی به اندازه مشتری بوده است که سیارات کوچکتر را از مدار خارج کردند یا خیر. البته شناسایی چنین سیارات غول پیکری به دلیل دمای بسیار پایین و فاصله زیاد از کوتوله سفید دشوار است.
با این حال، داده های آرشیوی تلسکوپ فضایی گایا که اکنون بازنشسته شده است (متعلق به آژانس فضایی اروپا)، و همچنین داده های مادون قرمز تلسکوپ جیمز وب، ممکن است سرنخ هایی را در مورد عامل یا عاملان این «جنایت کیهانی» که سه میلیارد سال پیش آغاز شده است، ارائه دهد. این داده ها می تواند به درک بهتر تکامل چند سیاره ای در سایر منظومه های مرده در سراسر جهان کمک کند.
درسی برای درک زندگی و مرگ سیارات
در نهایت، بررسی ترکیب سیارات نابود شده توسط کوتوله‌های سفید به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا نظریه‌های مربوط به شکل‌گیری و تکامل سیارات فراخورشیدی را در مقیاس کهکشانی آزمایش کنند – و شاید در نهایت راز چگونگی شکل‌گیری، رشد و مرگ جهان‌های بیگانه (از جمله سیارات مشابه زمین) را کشف کنند.
این تحقیق در مجله Astrophysical منتشر شده است.
