یک کوتوله سفید با سریع ترین چرخش کشف شد - وبلاگ عکس

به گزارش وبلاگ عکس، کوتوله سفید یکی از عجیب ترین اجرام در کیهان است. این اجرام هسته های باقی مانده از ستاره های خورشید-مانند هستند که بر پایه قوانین فیزیک کوانتوم تریلیون ها سال عمر می نمایند. اما به تازگی ستاره شناسان یکی از عجیب ترین کوتوله های سفید را کشف نموده اند. ستاره ای مرده که هر ثانیه 2 بار دور خود می چرخد و سریع ترین چرخش را در میان این نوع از ستارگان دارد.

متغیرهای بزرگ

هنگامی که ستارگانی مانند خورشید می میرند، لایه های بیرونی جو خود را در فضا رها می نمایند و پس از آرام شدن این فوران ها، فقط یک هسته داغ و کوچک از کربن و اکسیژن باقی می ماند. اندازه این کره داغ از سیاره زمین بزرگتر نیست و سوخت آن توسط هم جوشی هسته ای ستارگان عادی تأمین نمی شود، بلکه توسط نیروهای عجیب کوانتومی تأمین می شود که تحت عنوان فشار تَبَهگِنی یا فشار واگِنی (Degeneracy Pressure) شناخته می شود.

بیشتر ستاره ها تنها زندگی نمی نمایند و همدم هایی دارند. این همدم ها زمانی که ستاره با مرگ خود به کوتوله سفید تبدیل می شود، می توانند به آرامی به حیات خود ادامه دهند. با گذشت زمان این همدم می تواند مراحل انتهای عمر خود را شروع کند و به اندازه ای به کوتوله سفید نزدیک شود که تخریب آن شروع شود.

زمانی که این اتفاق می افتد، مواد این ستاره همدم می تواند به سمت کوتوله سفید کشیده شود و یک لایه بزرگ هیدروژن در اطراف بدنه کربن-اکسیژن شکل می گیرد. در این شرایط و با موجود بودن زمان و ماده کافی می تواند یک فاجعه رخ دهد؛ یک ضربه ناگهانی از هم جوشی هسته ای که بر اثر فشارهای شدید در جو پدید می آید. این میزان انرژی ناگهانی به صورت یک انفجار تابشی آزاد می شود که از فاصله های بسیار زیاد قابل مشاهده است.

این رخداد، پیش از این نواختر نامیده می شد اما این روزها اخترشناسان عبارت ستارگان متغیر انفجاری را ترجیح می دهند. زیرا مجموعه گسترده تری از پدیده ها را دربر می گیرد.

• انتها سرد و تاریک دنیا چه زمانی رخ می دهد؟

میدان نیروی مغناطیسی

به تازگی گروهی از ستاره شناسان یک ستاره متغیر انفجاری را مشاهده نموده اند که با نام CTCV J2056-3014، یا به طور خلاصه J2056 شناخته می شود. این کوتوله سفید که سریع ترین چرخش را در میان این نوع از ستارگان دارد، یک سامانه دوتایی با 850 سال نوری فاصله از زمین است و به عنوان یک ستاره دوتایی انفجاری قطبی متوسط شناخته می شود. برای درک این مفهوم باید به میدان های مغناطیسی نگاه کنیم.

کوتوله های سفید هماننند بیشتر اجرام کیهان پر از ذرات باردار هستند. این اجرام کوچک هستند و با سرعت زیادی می چرخند که در نتیجه چرخش ذرات باردار، میدان های مغناطیسی ایجاد می نمایند. این میدان های مغناطیسی بسیار فراتر از سطح کوتوله سفید می رود و بر چگونگی جذب مواد ستاره همدم به سطح کوتوله سفید اثر می گذارند.

اگر میدان مغناطیسی کوتوله سفید ضعیف باشد، هیدروژن حاصل از ستاره همدم در یک قرص زیبا و منظم (قرص برافزایشی) اطراف کوتوله سفید شکل می گیرد و به طور پیوسته آن را تغذیه می نماید. اما اگر میدان مغناطیسی قوی باشد، گازهای ستاره همدم به صورت رگه هایی اطراف کوتوله سفید را دربر می گیرد و در قطب ها به هم برخورد می نمایند که مانند شفق های قطبی بسیار قوی خواهد بود.

اگر میدان های مغناطیسی نه خیلی ضعیف و نه خیلی قوی باشند، تحت عنوان قطبی متوسط شناخته می شوند، واژه قطبی به ساختار میدان مغناطیسی اشاره دارد که در اینجا به اندازه کافی قوی نیست تا مانع از شکل گیری قرص برافزایشی شود و از سوی دیگر به اندازه ای قوی هست که ساختار گاز را در نزدیکی کوتوله سفید بر هم بزند. این کار مانع از جریان منظم و یکنواخت گاز شده و باعث می شود که کوتوله سفید به طور نامنظم و غیرقابل پیش بینی بچرخد و زبانه بکشد.

• نظریه نسبیت عام اینشتین این بار در هسته ستارگان مرده تأیید شد

عجیب ترین پدیده

آن چه درباره J2056 عجیب است این است که یک سامانه قطبی متوسط است و بنابراین ستاره همدم می تواند اطراف آن یک قرص برافزایشی تشکیل دهد اما در انتقال آن به سطح کوتوله سفید مشکل دارد. به گفته پژوهشگران، این کوتوله سفید هر سال تنها قادر است به اندازه جو زمین را به خود جذب کند که با توجه به این سامانه اصلا مقدار زیادی نیست.

علاوه بر این، J2056 پرتوهای ایکس زیادی نیز تابش نمی نماید که باز هم برای چنین سامانه ای غیرعادی است.

همچنین J2056 در حال چرخش با سرعت بالایی است که آن را به سریع ترین کوتوله سفید شناخته شده تبدیل نموده است. این کوتوله سفید در هر 29 ثانیه یک دور می چرخد.

علت چنین سرعتی می تواند به ساختار میدان مغناطیسی مربوط باشد. از سویی قادر است مواد همدم را با سرعت زیاد بر روی سطح جذب کند و مانند یک چرخ وفلک ستاره ای سرعت آن را افزایش دهد. از سوی دیگر به اندازه ای قوی نیست که بتواند چرخش را به وسیله برهم کنش الکترومغناطیسی با قرص برافزایشی پیرامون خود کاهش دهد.

هنوز رابطه بین کم بودن پرتوهای ایکس این کوتوله سفید و سرعت چرخش بسیار بالای ستاره همدم آن (که در هر 1.76 ساعت یک دور می چرخد) شرح داده نشده است.

J2056 می تواند یک طبقه بندی کاملا تازه از ستاره های متغیر انفجاری را شکل دهد و یا اینکه به طور کامل منحصر به فرد باشد. در هر صورت، درک چگونگی فعالیت آن، می تواند به ما یاری کند تا درک بهتری از شیوه فعالیت میدان مغناطیسی در اطراف کوتوله های سفید داشته باشیم که این موضوع برای فهمیدن چگونگی زندگی و مرگ آن ها مهم است.

این پژوهش برای انتشار در ژورنال اخترفیزیکی (The Astrophysical Journal) پذیرفته شده است.

عکس کاور: طرحی از یک کوتوله سفید و ستاره همدم آن

Credit: NASA/CXC/M.Weiss

منبع: Space