ستاره‌ای که همزاد زمین را خورد

به گزارش مجله خبری نگار/سیناپرس: وقتی سوخت ستاره تمام و ناپایدار می‌شود، قبل از منفجر شدن مواد بیرونی خود در حالی که هسته به یک کوتوله سفید کوچک و فوق چگال تبدیل می‌شود، به اندازه‌ای بسیار بزرگی پف می‌کند. برای خورشید، این مرحله پف کرده می‌تواند تا مریخ امتداد داشته باشد، فرآیندی که می‌تواند سیارات به اندازه کافی نزدیک را بی ثبات و نابود کند.

ابیگیل المز (Abbigail Elms) اخترفیزیکدان دانشگاه وارویک در بریتانیا می‌گوید: ما ستاره‌های کوتوله سفیدی را دیده ایم که سیاره‌هایی دارند که می‌توانند از این فرآیند جان سالم به در ببرند. اما، دانشمندان به طور فزاینده‌ای دریافتند که بسیاری از سیارات فراخورشیدی توسط کوتوله سفید خورده می‌شوند.

به گفته محققان، ما می‌توانیم به دلیل وجود آلودگی توسط عناصر سیاره‌ای در جو ستارگان کوتوله سفید، آن‌ها را شناخته و تشخیص دهیم. اکنون ستاره شناسان قدیمی‌ترین نمونه شناخته شده را کشف کرده اند که یک سیاره فراخورشیدی است که توسط یک کوتوله سفید بلعیده شده و ۱۰.۲ میلیارد سال پیش شکل گرفته است. این کوتوله سفید حدود ۹۰ سال نوری از زمین فاصله داشته و بسیار کوچک و کم نور است و با رنگ قرمز دیده می‌شود.

دومین ستاره کوتوله سفید، به طور غیرمعمول آبی رنگ بوده و حدود ۹ میلیارد سال پیش شکل گرفته است. در ادامه محققان متوجه شدند که هر دو ستاره در حال تجربه آلودگی مداوم با ریزش زباله‌های سیاره‌ای هستند.

با این حال، در حالی که ستاره قرمز، WD J۲۱۴۷-۴۰۳۵، قدیمی‌ترین کوتوله سفید کشف است، ستاره آبی، به نام WD J۱۹۲۲، ۰۲۳۳، جالب‌تر بوده و عناصر یافت شده در جو آن نشان می‌دهد که ستاره در حال خوردن یک سیاره شبیه به زمین است.

المز در ادامه افزود: ما می‌توانیم ترکیب شیمیایی اتمسفر یک ستاره را از نور تولید شده توسط یک ستاره دیگر تشریح کنیم. همه طول موج‌ها به یک اندازه منتشر نمی‌شوند چراکه برخی قوی‌تر و برخی ضعیف‌تر هستند. این امر به این دلیل است که عناصر می‌توانند نور را جذب کرده و دوباره ساطع کنند و طیف نوری که از ستاره بیرون می‌آید را تغییر دهند.

المز و همکارانش دریافتند از آنجایی که ستارگان کوتوله سفید دیگر از همجوشی عناصر در هسته خود نیرو نمی‌گیرند، دمای آن‌ها به آرامی با سرعت مشخصی کاهش می‌یابد. با اندازه گیری دمای دو ستاره، محققان توانستند مدت زمان تشکیل آن‌ها را بسنجند. سپس پژوهشگران ترکیبات جوی ستارگان را مشخص کردند. محققان در ستاره سرخ، سدیم، لیتیوم، پتاسیم و کربن و در ستاره آبی، سدیم، کلسیم و پتاسیم را یافتند. از آنجایی که کوتوله‌های سفید از نظر گرانشی بسیار قوی هستند، عناصر سنگینی مانند این‌ها باید به سرعت در داخل کوتوله سفید ناپدید شده و غیرقابل تشخیص باشند. این موضوع نشان می‌دهد که مواد تولید کننده این عناصر هنوز از ابر‌های زباله اطراف آن‌ها بر روی ستاره‌ها می‌ریزند.

در مورد ستاره WD J۲۱۴۷-۴۰۳۵ تیم پژوهشی تشخیص داد که آلودگی احتمالاً بقایای یک منظومه سیاره‌ای است که قبل از مرگ به دور ستاره می‌چرخیده و از مرگ ستارگان جان سالم به در می‌برد و اکنون به آرامی، طی میلیارد‌ها سال، در حال مرگ است.

از آنجایی که این ستاره بیش از ۱۰ میلیارد سال پیش به یک کوتوله سفید تبدیل شده است، این امر آن را به قدیمی‌ترین منظومه سیاره‌ای شناخته شده در کهکشان راه شیری تبدیل می‌کند که البته در حال متلاشی شدن و ناپدید شدن است.

پیر امانوئل ترمبلی (Pier-Emmanuel Tremblay) اخترفیزیکدان دانشگاه وارویک می‌گوید: این یافته‌ها مانند بررسی یک فسیل از کهکشان است که می‌تواند به ما بگوید منظومه‌های سیاره‌ای در کهکشان راه شیری در قرون قبل چگونه بوده اند. زمانی که این ستارگان قدیمی بیش از ۱۰ میلیارد سال پیش شکل گرفتند، جهان از فلزات کمتری نسبت به اکنون برخوردار بود، زیرا فلزات در ستارگان تکامل یافته و انفجار‌های ستاره‌ای غول پیکر شکل می‌گیرند.

دو کوتوله سفید مشاهده شده پنجره‌ای هیجان انگیز به شکل گیری سیاره‌ای در محیطی فقیر از فلز و غنی از گاز ارائه می‌دهند که با شرایط زمانی که منظومه شمسی تشکیل شد، متفاوت است. 

شرح کامل این پژوهش در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.