منشأ ستاره‌های فراصوت در کهکشان راه شیری کشف شد

این شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که وقتی دو کوتوله سفید HeCO با هم برخورد می‌کنند، انفجاری قدرتمند رخ می‌دهد و باعث می‌شود ستاره کوچکتر با سرعتی به اندازه کافی بالا پرتاب شود تا از کشش گرانشی کهکشان راه شیری فرار کند.

موسسه فناوری تکنیون (اسرائیل) به تازگی از کشف منشأ برخی از سریع‌ترین ستاره‌های مشاهده شده تاکنون - کوتوله‌های سفید مافوق صوت، که برخی از آنها حتی در کهکشان راه شیری خودمان قرار دارند - خبر داده است.

کوتوله‌های سفید هسته‌های بسیار داغ و متراکمی، تقریباً به اندازه زمین، هستند که پس از شروع مرگ یک ستاره باقی می‌مانند. وقتی این کوتوله‌های سفید با سرعت‌های بسیار بالا در فضا حرکت می‌کنند، به آنها «کوتوله‌های سفید مافوق صوت» گفته می‌شود. اینکه چه چیزی باعث می‌شود آنها به چنین سرعت‌هایی برسند، قبل از این تحقیق اخیر یک راز بود.

این تیم بین‌المللی به رهبری دکتر هیلا گلانز از دانشگاه تکنیون، شبیه‌سازی‌های سه‌بعدی از ادغام دو کوتوله سفید نادر - آن‌هایی که حاوی هلیوم، کربن و اکسیژن هستند (HeCO WDs) - انجام دادند. دانشمندان با استفاده از مدل‌های هیدرودینامیکی، برهمکنش‌های ذرات زیراتمی و ماده تاریک - جزئی که حدود ۸۶٪ از جرم جهان را تشکیل می‌دهد - را شبیه‌سازی کردند.

این شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که وقتی دو کوتوله سفید HeCO با هم برخورد می‌کنند، انفجاری قدرتمند رخ می‌دهد و باعث می‌شود ستاره کوچکتر با سرعتی به اندازه کافی بالا که بتواند از کشش گرانشی کهکشان راه شیری فرار کند، به بیرون پرتاب شود.

به طور خاص، کوتوله سفید کوچک با نزدیک شدن به ستاره بزرگتر تغییر شکل می‌دهد، سپس با پوسته بیرونی ستاره بزرگتر برخورد کرده و آن را منفجر می‌کند و به دنبال آن انفجاری در هسته رخ می‌دهد. این فرآیند، کوتوله سفید اصلی را به یک ابرنواختر نوع Ia تبدیل می‌کند و همزمان هسته ستاره ثانویه را با سرعتی بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه - چهار برابر سریعتر از سرعت مورد نیاز برای فرار از کهکشان راه شیری - به بیرون پرتاب می‌کند.

دکتر گلانز تأکید کرد: «برای اولین بار، ما مسیر روشنی را برای رسیدن بقایای ادغام کوتوله سفید به سرعت‌های مافوق صوت نشان می‌دهیم، با ویژگی‌هایی که با کوتوله‌های سفید داغ و کم‌نور مشاهده‌شده در هاله کهکشانی مطابقت دارد.»

این کشف نه تنها به رمزگشایی پدیده "ستارگان فراری" - ستارگانی که به اندازه کافی سریع هستند تا از کهکشان فرار کنند - کمک می‌کند، بلکه دیدگاه‌های جدیدی را در مورد ابرنواخترهای غیرمعمول نوع Ia که کم‌نورتر از روشنایی استاندارد هستند، می‌گشاید.

از آنجا که ابرنواخترهای نوع Ia به عنوان «فانوس‌های کیهانی» برای اندازه‌گیری فاصله و سرعت انبساط جهان استفاده می‌شوند، درک بهتر تغییرات این پدیده به دانشمندان کمک می‌کند تا محاسبات دقیق‌تری در مورد جهان و تاریخچه شکل‌گیری عناصر انجام دهند.

پدیده «انتقال به سرخ» - زمانی که طول موج نور به دلیل دور شدن جسم ساطع‌کننده نور، کشیده می‌شود - ابزاری مهم در اندازه‌گیری نرخ انبساط جهان است و ابرنواخترهای نوع Ia ابزار اندازه‌گیری استاندارد برای این امر هستند.

پروفسور هاگای پرتس، یکی از نویسندگان این پژوهش، گفت: «این کشف نه تنها به توضیح منشأ ستارگان فراصوت کمک می‌کند، بلکه دریچه‌ای به سوی مشاهده انواع ناشناخته انفجارهای ستاره‌ای نیز می‌گشاید.»

برخلاف مطالعات قبلی که فقط از شبیه‌سازی‌های دوبعدی استفاده می‌کردند، این اولین باری است که از یک مدل سه‌بعدی برای ردیابی کل فرآیند ادغام و خروج ستاره‌ها استفاده شده است. این امر به تیم اجازه می‌دهد تا فرآیند ایجاد کوتوله‌های سفید مافوق صوت، به ویژه ستاره‌های شناخته‌شده‌ای مانند J0546 و J0927 - که دما، روشنایی و سرعت غیرمعمولی دارند - را با دقت بیشتری توصیف کنند.

دکتر گلانز ادعا می‌کند که این تحقیق نه تنها معمای ستارگان «فراری» را حل می‌کند، بلکه دریچه‌ی جدیدی را برای شکل‌گیری ابرنواخترهای کم‌نور و غیرمعمول نوع Ia می‌گشاید.

نتایج این تحقیق در مجله علمی Nature Astronomy منتشر شده است./.

(TTXVN/ویتنام+)

منبع: https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-nguon-goc-nhung-ngoi-sao-lao-voi-toc-do-sieu-thanh-trong-dai-ngan-ha-post1059911.vnp