ثبت نخستین تصویر از یک ستاره در حال مرگ

دانشمندان می‌گویند برای نخستین بار تصویر یک ستاره در حال مرگ را ثبت کرده‌اند. به گفته ستاره‌شناسان رصدخانه جنوبی اروپا، این جرم آسمانی که با گاز و غبار احاطه شده در واپسین مرحله زندگی خود و پیش از انفجار ابرنواختری به سر می‌برد.

پژوهشگران در مقاله‌ای که در ژورنال Astronomy & Astrophysics منتشر شده، جزییات بیشتری درباره این ستاره در حال احتضار را شرح داده‌اند. به گفته آن‌ها، این ستاره در حال مرگ به نام WOH G64 در حدود ۱۶۰ هزار سال نوری از زمین فاصله دارد و در ابر ماژلانی بزرگ، کهکشان همسایه راه شیری، واقع شده است.

این تصویر که کمی تار است، با تجهیزات تداخل‌سنجی تلسکوپ بسیار بزرگ (Very Large Telescope Interferometer) رصدخانه جنوبی اروپا در شیلی گرفته شده است. در این تصویر، ستاره در حال مرگ در میان یک پیله بیضی‌شکل درخشان از گاز و غبار قرار گرفته است.

به گفته ستاره‌شناسان به نظر می‌رسد که این مواد پیرامونی از خود ستاره خارج شده باشند. در بیرون از این پیله، یک حلقه ضعیف بیضی‌شکل دیگر نیز دیده می‌شود که ممکن است از غبار بیشتری تشکیل شده باشد.

دانشمندان با بررسی جزییات به دست آمده از رصدهای خود به این نتیجه رسیده‌اند که این ستاره در آخرین مرحله از زندگی خود و پیش از مرگ ستاره‌ای به سر می‌برد.

به گفته آن‌ها دلیل این شکل عجیب آن است که این ستاره در برخی جهت‌ها نسبت به سایر جهت‌ها مواد بیشتری بیرون می‌ریزد. استدلال دانشمندان این است که در غیر این صورت، این ساختارها به‌صورت کروی ظاهر می‌شدند. آن‌ها در عین حال یادآور می‌شوند که یکی دیگر از توضیحات ممکن برای این حلقه بیضی‌شکل، وجود تاثیرات گرانشی از سوی یک ستاره همدم ناشناخته است.

زندگی کوتاه اما پرهیاهوی یک ستاره

ستاره‌شناسان می‌گویند پیش از آنکه ستاره WOH G64 شروع به بیرون ریختن مواد کند، جرم آن بین ۲۵ تا ۴۰ برابر جرم خورشید تخمین زده می‌شد اما قطر این ستاره که پیش از انفجارش به‌طور مداوم افزایش یافته، به اندازه فاصله خورشید تا مدار زحل رسیده است.

این ستاره از نوع ستاره‌های پرجرم به نام ابرغول سرخ است. چنین ستاره‌هایی در واقع نسبت به ستاره‌های کم‌جرم‌تر مانند خورشید عمر کمتری دارند. خورشید بیش از ۴.۵ میلیارد سال عمر دارد و همچنان میلیاردها سال دیگر زنده خواهد بود اما عمر ستاره WOH G64  تنها چیزی بین ۱۰ تا ۲۰ میلیون سال تخمین زده می‌شود.

پژوهشگران می‌گویند که این برای نخستین بار است که توانسته‌اند ساختارهای پیرامونی یک ستاره در حال مرگ را رصد کنند و حتی در کهکشان خودمان یعنی راه شیری نیز چنین تصویری در اختیار نداریم.

ستاره‌شناسانی که این ستاره را زیر نظر داشتند دریافتند که ظاهر WOH G64  طی ده سال گذشته به‌طور قابل‌توجهی تغییر کرده و نور ستاره احتمالا به دلیل پوشش گاز و غبار کاهش یافته است.

در ابر ماژلانی بزرگ، یعنی کهکشان میزبان این ستاره، شرایط متفاوتی نسبت به راه شیری حکمفرماست. این کهکشان، غبار و عناصر فلزی (یعنی عناصری به جز هیدروژن و هلیوم) کمتری دارد.

پژوهشگران می‌گویند همین ویژگی ممکن است تفاوت‌هایی در چگونگی زندگی و مرگ ستاره‌ها ایجاد کند.

چنین شرایطی در دوره‌های اولیه شکل‌گیری عالم بیشتر وجود داشته و اصولا می‌توان گفت که چنین شرایطی ممکن است به وضعیت کهکشان راه شیری در دوران جوانی‌اش شباهت داشته باشد.

انفجار ابرنواختری چیست؟

ستارگان پرجرم گیتی برای کیهان‌شناسان سوژه‌های جذاب و حیرت‌برانگیزی به شمار می‌روند. به بیان ساده، وقتی که یک ستاره به پایان عمر خود نزدیک می‌شود، عناصر تشکیل دهنده‌ آن به نوبت می‌سوزند.

دم‌دست‌ترین عنصر برای سوختن در این کوره کیهانی، هیدروژن است و پس از تمام شدن آن، هلیوم و به تدریج عناصر دیگر و در پایان نوبت به آهن می‌رسد.

سوختن آهن برخلاف عناصر دیگر، مستلزم صرف مقدار زیادی انرژی است و آن انرژی‌ که پیش از آن برای پایداری کلی سیستم و غلبه‌ بر نیروی گرانش صرف شده بود باید در این مرحله صرف سوختن آهن ‌شود. این فرایند سبب می‌شود که هسته‌ ستاره منقبض ‌شود و دمای آن بالا برود.

به همان میزان که دما بالاتر می‌رود، آهن نیز سریع‌تر می‌سوزد. این فرایند در ادامه تا جایی پیش می‌رود که هسته‌ ستاره دچار فروپاشی می‌شود و ستاره‌ای عظیم، در کسری از ثانیه به اندازه زمین کوچک می‌شود.

این همان مرحله‌ای است که در جریان آن، چگالی هسته به قدری بالا می‌رود که تبهگنی الکترون‌ها رخ می‌دهد و به دلیل چگالی زیاد، الکترون‌ها و پروتون‌ها با یکدیگر برخورد کرده و مقدار زیادی نوترون و نوترینو تولید می‌شود.

از این رو در ادامه این فرایند، یک انفجار ابرنواختری رخ می‌دهد و سرنوشت ستاره، بسته به جرم اولیه آن، به یک ستاره‌ نوترونی یا به یک سیاهچاله ختم می‌شود.