بین ستاره‌های دوتایی چه تفاوت‌های شیمیایی وجود دارد؟

به گزارش مجله خبری نگار/بهار،ستاره‌های دوتایی باید ترکیب شیمیایی یکسانی داشته باشند، زیرا هر ستاره از ابر وسیع گاز و غبار یکسانی تشکیل شده است؛ اما یک گروه پژوهشی کشف کرده‌اند که دو ستاره HD ۸۱۸۰۹ در فاصله حدود ۱۰۱ سال نوری از ما از نظر شیمیایی متفاوت هستند.

یکی از ستاره‌ها موسوم به HD ۸۱۸۰۹B روی سطح خود غلظت بسیار بیشتری را از عناصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم نسبت به همراه خود HD ۸۱۸۰۹A دارد. ستاره‌شناسان این عناصر سنگین را فلز می‌نامند. این پژوهش جدید نشان می‌دهد دلیل غنی‌سازی فلز در HD ۸۱۸۰۹B این است که این ستاره، یک سیاره فراخورشیدی ۵۰ تا ۷۵ برابر اندازه زمین را بلعیده است.

«نونو موداس» (Nuno Moedas) پژوهشگر «دانشگاه فنی دانمارک» (DTU) و سرپرست این گروه پژوهشی گفت: این اولین سیستم دوتایی یافت‌شده با این تفاوت شیمیایی و بسیار غیرمعمول است. سیستم‌های دوتایی مانند خواهر و برادر هستند، زیرا از یک ابر مولکولی یکسان متولد می‌شوند و این بدان معناست که ترکیب شیمیایی یکسانی دارند. مانند خواهر و برادرها، برخی تفاوت‌ها در فراوانی عناصر می‌تواند به دلیل فرآیند‌های فیزیکی ظاهر شود. با وجود این، این تفاوت‌ها بسیار کمتر از HD ۸۱۸۰۹ خواهد بود.

موئداس خاطرنشان کرد که تنها دو توضیح ممکن برای تفاوت‌های بین HD ۸۱۸۰۹B و HD ۸۱۸۰۹A وجود دارد. وی افزود: یک توضیح این است که این ستاره‌ها خواهر و برادر واقعی نیستند و از ابر‌های مولکولی متفاوتی حاوی عناصر گوناگون متولد شده‌اند. توضیح دیگر این است که ستاره HD ۸۱۸۰۹B در طول تکامل خود رویداد شدیدتری مانند بلعیدن یک سیاره را تجربه کرده است و این می‌تواند ترکیب شیمیایی آن را تغییر داده باشد.

با وجود این، یک مدرک قطعی وجود دارد که نشان می‌دهد بلعیده شدن سیاره، توضیح درستی برای غنی‌سازی فلز در HD ۸۱۸۰۹B است. موئداس گفت: تشخیص این دو سناریو می‌تواند بسیار دشوار باشد، اما شواهد اصلی برای بلعیده شدن توسط یک سیاره، فراوانی بالای لیتیوم در HD ۸۱۸۰۹B است که طبیعی نیست. لیتیوم یک عنصر بسیار فرار است و به راحتی در ستاره‌ها از بین می‌رود. بنابراین، ما هنگام مشاهده ستاره‌ها، فراوانی بسیار کمی از این عنصر را انتظار داریم. مناسب‌ترین توضیح برای حضور زیاد لیتیوم در HD ۸۱۸۰۹B، بلعیدن یک سیاره است.

این گروه پژوهشی کاملاً مطمئن نیستند که چگونه HD ۸۱۸۰۹B یکی از سیاره‌های خود را بلعیده، اما موئداس می‌گوید این می‌تواند نتیجه تعاملات گرانشی بین ستاره‌های دوتایی باشد که مدار سیاره نگون‌بخت را مختل کرده و در نتیجه، سیاره به درون یکی از ستاره‌هایش سقوط کرده است. همچنین، این پرسش به قوت خود باقی می‌ماند که HD ۸۱۸۰۹B چند سیاره را بلعیده است.

موئداس گفت: ما فقط می‌توانیم مقدار مواد سیاره‌ای مورد نیاز را تخمین بزنیم که براساس یافته‌های ما ۷۵ برابر جرم زمین است. این احتمال وجود دارد که ستاره سه سیاره را بلعیده باشد که هر کدام ۲۵ برابر جرم زمین هستند. این رویداد چند میلیون سال پیش اتفاق افتاده است و فرآیند‌های فیزیکی در ستاره وجود دارد که شواهد را پاکسازی کرده است و سعی دارد فراوانی شیمیایی ستاره را مشابه پیش از رویداد کند.

به دلیل فرآیند‌های فیزیکی درون HD ۸۱۸۰۹B، پژوهشگران نمی‌توانند اطلاعات بیشتری را درباره این سیاره یا سیاره‌های بلعیده‌شده احتمالی ارائه دهند. در هر حال، این احتمال وجود دارد که این اطلاعات از قرص غبارآلودی حاوی بقایای کشف‌شده در این منظومه به دست بیاید.

موئداس گفت: ما هنوز مکان دقیق آن را نمی‌دانیم، اما اگر در اطراف ستاره ثانویه باشد، می‌تواند بقایای سیاره‌ای باشد که به درون ستاره سقوط می‌کند. ما می‌توانیم از این اطلاعات برای درک ترکیب سیاره استفاده کنیم. با وجود این، ما با ابزار‌های کنونی خود قادر به مطالعه این قرص از بقایای مواد نیستیم. احتمالاً هنوز باید این سیستم را دوباره بررسی کنیم، زیرا هنوز چیز‌های زیادی هست که نمی‌دانیم. چیز‌های زیادی برای کشف وجود دارد.