علم و دانش

احتمال چرخش سریع ستارگان تا سن پیری

این احتمال وجود دارد که ستارگان برخی نیروهای جوانی خود را در سن پیری حفظ کنند. ستاره‌شناسان ستاره‌ای را در سال‌های رو به خاموشی خود شناسایی کرده‌اند که چرخش آن به دور خود، نسبت به آنچه انتظار می‌رفت سریع‌تر است. این اکتشاف تازه از ایده جدیدی پشتیبانی می‌کند که می‌گوید درباره برخی ستارگان، بجای اینکه با بالا رفتن سن به طور پیوسته سرعت چرخش کم شود، بحران‌های مغناطیسی میانسالی وجود دارد که سرعت چرخش آن‌ها را ثابت نگه می‌دارد.

تراویس متکالف، ستاره‌شناس موسسه دانش فضایی در بولدر کولو، می‌گوید: «ممکن است این فرایند آهسته شدن چرخش که گمان می‌بردیم به طور نامحدود در طول زندگی یک ستاره روی می‌دهد، در میانسالی با توقف روبرو شود».

او ۳۰ جولای در نخستین کنفرانس دانش TESS اندازه‌گیری‌های تازه‌ای درباره سن ستاره ارائه داد.

ستاره آکوری آ ۹۴ (۹۴ Aquarii Aa,) یکی از اعضای سیستم سه‌گانه ستارگان در صورت فلکی آکواریس است که حدود ۶۹ سال نوری از زمین فاصله دارد. رنگ و درخشش آن نشان می‌دهد که ستاره در بخشی از چرخه زندگی که به آن سابجیانت (subgiant) گفته می‌شود قرار دارد، که در نزدیکی پایان زندگی درخشش ستاره زمانی که خاموش شدن ستاره شروع می‌شود، روی می‌دهد.

اما یافتن سن ستاره دشوار است. نظریه‌های تکامل ستاره‌ای پیش بینی می‌کنند که ستارگان جوان سریع‌تر می‌چرخند اما با افزایش سن سرعت آن‌ها کم می‌شود و حرکت زاویه‌ای خود را از دست می‌دهند، فرایندی که به آن چرخش به پایین گفته می‌شود. بنابراین ستاره‌شناسان بیش‌تر اوقات از سرعت چرخش ستاره برای برآورد سن آن استفاده می‌کنند.

اما داده‌هایی که اخیرا بدست آمدند درباره اینکه آیا ماجرای افزایش سن درست است یا خیر، پرسش‌هایی ایجاد کردند.

تلسکوپ فضایی کپلر (Kepler) ناسا، که از سال ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۸، ستارگان را برای نشانه‌هایی از مدار سیارات مورد مشاهده قرار داده ‌است، با تکنیکی به آن لرزه شناسی ستاره‌ای گفته می‌‍شود چگونگی نوسانات یا «لرزش‌های ستاره‌ای» را که از درون ستاره ایجاد می‌شوند پیگیری می‌نماید.

سرعت آن لرزش‌ها با توده و ساختار درونی ستاره پیوستگی نزدیکی دارد. ساختار در سراسر زندگی ستاره دگرگون می‌شود، بنابراین لرزه شناسی ستاره‌ای روش خوبی برای برآورد سن ستاره است. در سال ۲۰۱۶ متکالف و همکارانش در نیچر (Nature) گزارش دادند که کپلر ستاره‌های قدیمی یافته که نسبت به سن خود، بسیار سریع می‌چرخند. ستارگان جوان از روند چرخش کاهشی پیروی می‌کردند، اما در میانسالی، سرعت چرخش ستارگان در یک سطح باقی ماند.

متکالف گفت که آکوری آ ۹۴ به عنوان یک سابجیانت، مورد آزمایشی خوبی است. او برای برآورد سن ستاره و حجم توده آن با استفاده از لرزه شناسی ستاره‌ای، از ماهواره بررسی گذر سیارات یا TESS جانشین کپلر استفاده کرد.

به بیان او حدود ۶٫۲ میلیون سال قدمت دارد، و ۱٫۲ بار برابر خورشید حجم دارد (در مقایسه با آن، خورشید ۴٫۵ بیلیون سال سن دارد). اگر در تمام طول زندگی این ستاره سرعت چرخش او کاهش می‌یافت، ستاره‌ای با آن حجم اکنون باید هر ۷۸ روز یکبار می‌چرخید. اما اندازه‌گیری‌های پیشین از تلسکوپ‌های زمینی نشان داده است که ستاره هر ۴۷ روز یکبار به دور خود می‌چرخد.

به بیان متکالف، تنها با این روش می‌توان توضیح داد ستاره‌ای با آن سن چنین دوره چرخشی داشته باشد که روند کاهش سرعت چرخش در میانسالی متوقف شده باشد. این یک اسلحه دودزا است. او امیدوار است در انجام ماموریت TESS با صدها مورد از این ستارگان آزمایش خود را تکرار کند. ممکن است ستارگان بخاطر یک تغییر در میدان مغناطیسی خود در میانسالی سرعت چرخش خود را کاهش دهند. میدان مغناطیسی یک ستاره، باد ستاره‌ای آن را کنترل می‌کند، حجم ستاره را کاهش می‌دهد و حرکت زاویه‌ای را از ستاره دور می‌کند و در کند ساختن حرکت چرخشی به آن یاری می‌رساند. متکالف می‌گوید اگر تغییرات میدان مغناطیسی ستاره، در دوران میانسالی زندگی ستاره هندسه خود را تغییر دهد، از تسلط بر تمامی ستاره به یک میدان کوچک مقیاس‌تر تغییر خواهد کرد که ممکن است کنترل میدان مغناطیسی را در سراسر چرخش ستاره سست کند.

جیسون کورتیس، یکی از ستاره شناسان در دانشگاه کلمبیا می‌گوید: «این نخستین بار است که ما شواهد قانع کننده‌ای یافتیم که برای توضیح چرخش یک سابجیانت، به اثبات (کاهش چرخش) نیاز پیدا می‌کنید». به گفته او، ستاره شناسان نسبت به کارهای پیشین متکالف و همکارانش که با استفاده از داده‌های کپلر انجام شده‌اند تردید زیادی دارند اما «هر گاه از زاویه متفاوتی به آن نگاه می‌کنند، قانع کننده‌تر می‌شود».

متاسفانه ممکن است نتایج به این معنا باشد که ستاره شناسان دیگر نمی‌توانند از سرعت چرخش ستارگان برای برآورد سن تقریبی ستارگان استفاده کنند.
کورتیس می‌گوید: «بسیار آزاردهنده می‌شود اگر این روش دیگر در ستاره‌های قدیمی کاربرد نداشته باشد».

برچسب ها

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا