هابل راز تاریک شدن ناگهانی ابط الجوزا را آشکار کرد - دکترای اقتصاد

ابط الجوزا (Betelgeuse) یک ستاره اَبَرغول سرخ کهن سال است که در صورت فلکی جبار (شکارچی) واقع شده است و در نتیجه تغییرات فرآیندهای همجوشی هسته ای در مرکز خود، متورم شده است. این ستاره که جرمی 11 برابر خورشید دارد، به اندازه ای بزرگ است که اگر به جای خورشید در مرکز منظومه شمسی بود، تا مدار مشتری را دربر می گرفت. این ستاره، چنان که نام کهن آن هم نشان می دهد، از دوران باستان به دلیل روشنایی زیاد شاخص بوده و امروزه همچنان مورد توجه اخترشناسان و منجمان آماتور و حتی مردمان عادی است.

پدیده بی سابقه کم نور شدن ابط الجوزا که حتی برای چشم غیرمسلح هم قابل مشاهده است، از اکتبر سال 2019 (مهر 1398) شروع شد. در اواسط فوریه 2020 (بهمن 1398) میزان درخشش این ستاره بیش از دو سوم کاهش یافته بود.

این کم نور شدن ناگهانی، منجمان را شگفت زده کرد. آنان در کوشش بودند تا نظریه هایی را برای شرح این پدیده ارائه دهند. اکنون تیمی از پژوهشگران با استفاده از مشاهدات جدید هابل تقریبا مطمئن شده اند که ابری از گاز و غبار عامل این تغییر بوده است.

تشریح پدیده

زمانی که یک پلاسمای فوق داغ طی یک پدیده همرفتی بزرگ در سطح ستاره، از جو داغ به لایه های سردتر بیرونی رسیده و رها شده، در نتیجه سرد شدن، این غبار بزرگ را تشکیل داده است. این ابر غبار، نور رسیده از یک چهارم سطح ستاره را از اواخر سال 2019 (مهر 1398) مسدود کرد و از آوریل 2020 (فروردین 1399) این ستاره به درخشندگی عادی خود بازگشت.

چندین ماه مشاهدات طیف سنجی هابل از ابط الجوزا در پرتو فرابنفش که از ژانویه 2019 (دی 1397) شروع شده بود، یک جدول زمانی مناسب را در اختیار دانشمندان گذاشت تا فرایند کم نور شدن ستاره را آنالیز نمایند. این مشاهدات سرنخ های مهم تازه ای را برای سازوکار کم نور شدن ستاره فراهم کرد.

هابل در ماه سپتامبر، اکتبر و نوامبر 2019 (پاییز 1398) ماده ای چگال و داغ را مشاهده کرد که در جو ستاره متغیر ابط الجوزا حرکت می نماید. سپس در دسامبر (آذر 1398) چندین رصدخانه زمینی کاهش روشنایی ستاره در نیمکره جنوبی را ثبت کردند.

آندره دوپری (Andrea Dupree) پژوهشگر اصلی این مطالعه و معاون مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان (Harvard & Smithsonian) گفت: ما به وسیله مشاهدات قبلی هابل پیش از آنکه گردوغبار مانع رسیدن نور ستاره گردد، این مواد را می بینیم که سطح ستاره را ترک و به وسیله جو به بیرون حرکت می نمایند. اثر یک منطقه چگال و داغ در بخش جنوبی ستاره تعیین است.

وی اضافه نمود: این ماده 2 تا 4 برابر از روشنایی عادی ستاره نور بیشتری داشت. پس از آن حدود یک ماه بعد، نیمکره جنوبی ابط الجوزا کم نورتر شد و درخشندگی ستاره کاهش یافت. از دیدگاه ما ممکن است این تغییر ناشی از یک ابر تاریک حاصل از جریانی باشد که هابل پیش از این رصد نموده بود. فقط هابل چنین شواهدی را درباره علت کم نور شدن ستاره به ما می دهد.

تأثیر رصدهای هابل

این تیم پژوهشی، استفاده از هابل برای آنالیز ستاره پرجرم را از اوایل سال گذشته شروع نموده بود. مطالعه آنان بخشی از مطالعه 3 ساله هابل برای پایش تغییرات جو بیرونی ستاره است. حساسیت تلسکوپ به نور فرابنفش به پژوهشگران اجازه می دهد تا لایه های بالایی سطح ستاره را آنالیز نمایند. این لایه ها به اندازه ای داغ هستند که بیشتر در ناحیه فرابنفش انتشار دارند و در نور مرئی دیده نمی شوند. این لایه ها تا حدی توسط سلول های آشفته همرفتی ستاره که مانند حباب به سطح می رسند، گرم می شوند.

کلاوس استراسممایر (Klaus Strassmeier) از موسسه اخترفیزیک لایب نیتز در پوتسدام آلمان (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam) درباره تأثیر رصدهای پیش از کم نور شدن ابط الجوزا گفت: حل فضایی یک سطح ستاره ای تنها در موارد خاص و فقط با بهترین تجهیزات موجود امکان پذیر است. از این نظر می توان گفت که هابل و ابط الجوزا برای هم ساخته شده اند.

طیف های هابل که اواخر سال 2019 و در 2020 گرفته شده است با اندازه گیری خطوط طیفی منیزیم یونیزه شده، فضای بیرونی ستاره را مورد آنالیز قرار می دهد. پژوهشگران از سپتامبر تا نوامبر 2019 (شهریور تا آبان 1398) جریان عبوری از سطح ستاره به جو بیرونی را اندازه گیری کردند. این ماده داغ و چگال راه خود را فراتر از ابط الجوزا ادامه داد و به میلیون ها کیلومتر رسید. از نظر پژوهشگران چنین فاصله ای به اندازه کافی سرد هست تا ابر گردوغبار تشکیل گردد. این دیدگاه با مشاهدات فرابنفش هابل در فوریه 2020 (بهمن 1398) نیز مطابقت دارد که نشان داد رفتار جو بیرونی ستاره به حالت عادی بازگشته است، هرچند در نور مرئی هنوز کم سو بود.

اگرچه دوپری علت وقوع این فوران داغ را که در نهایت به تشکیل توده ابری غبار منجر شده، نمی داند اما این طور که مشاهدات نور مرئی نشان می دهد، او گمان می نماید که این موضوع به چرخه پالس ستاره یاری نموده تا به طور عادی ادامه یابد.

این اَبَرغول سرخ، یک ستاره متغیر است که در دوره ای 420 روزه منبسط و منقبض می گردد. استراسمایر از یک تلسکوپ اتوماتیک مؤسسه لایب نیتز به نام استلا (STELLar Activity) استفاده کرد تا تغییرات سرعت گاز در سطح ستاره را اندازه بگیرد که در طول چرخه ستاره، افزایش و کاهش داشت.

یافته ها نشان داد که این ستاره هم زمان با بالا آمدن سلول همرفتی، در چرخه خود درحال گسترش بوده است. به این ترتیب امواج ضربه ای ناشی از گسترش ابط الجوزا می تواند به بیرون رفتن جریان پلاسما به وسیله جو یاری نموده باشد.

این اَبَرغول سرخ قرار است با یک انفجار ابرنواختری به عمر خود خاتمه دهد و بعضی از اخترشناسان گمان می نمایند که این کاهش ناگهانی نور ستاره، ممکن است پدیده ای پیش از انفجار ابرنواختری باشد. این ستاره تقریبا به ما نزدیک است و در فاصله 725 سال نوری از زمین واقع شده است، بنابراین این رویداد کم نور شدن حدود سال 1300 میلادی (679 خورشیدی) اتفاق افتاده است و نور آن امروز به ما رسیده است.

دوپری و همکارانش در اواخر آگوست یا اوایل سپتامبر (نیمه شهریور) دوباره شانس رصد ستاره را با هابل خواهدن داشت زیرا ابط الجوزا در حال حاضر در آسمان روز و بسیار نزدیک به خورشید است و شرایط رصدی مناسبی ندارد.

مطالعات ابط الجوزا به ویژه در شرایط فعلی برای ستاره شناسان بسیار جالب است و اگر در آینده ای نزدیک انفجار هم داشته باشد، از اهمیت بیشتری هم برخوردار خواهد شد، اگرچه انتظار نمی رود که تا چند هزار سال آینده شاهد انفجار ابرنواختری این ستاره باشیم.

عکس ها از: NASA, ESA, and E. Wheatley

ویدیو از: ESO

منابع: Hubble Space Telescope, Space