سیستم دو تایی ستارهای که در آینده به صورت دو ستاره نوترونی به هم برخورد خواهند کرد و یک «کیلونوا» با سیاهچاله ایجاد خواهند کرد
برای اولین بار، اخترشناسان یک سیستم دوتایی ستارهای را شناسایی کردند که در آینده تبدیل به کیلونووا kilonova خواهد شد که نتیجه انفجار حاصل از برخورد ستارههای نوترونی است.
تصور میشود که این پدیده آنقدر نادر است که تخمینزده میشود که تنها 10 سیستم دوتایی از این دست در کل کهکشان راه شیری وجود داشته باشد. مطالعه دقیقتر این سیستم باید به دانشمندان کمک کند تا بفهمند این رویدادهای چگونه تکامل مییابند.
برخورد ستارههای نوترونی نادر است، اما نقش مهمی در تزریق عناصر سنگین مانند طلا، پلاتین و اورانیوم به کیهان دارد. این عناصر را نمیتوان در هستههای ستارهای ایجاد کرد. انرژی مورد نیاز برای ساخت عناصر سنگینتر از آهن، بیشتر از انرژی تولید شده این هستههاست.
اما ، این عناصر در رویدادهای پرانرژی، مانند کیلونوواها شکل میگیرند: شواهدی از این موضوع از GW170817، برخورد ستاره نوترونی تاریخساز که توسط تلسکوپها در سراسر جهان مشاهده شد، داریم. اما این رویدادها نادر هستند و بنابراین بسیار مرموز هستند. ما فقط تعداد کمی از موارد ادغام ستارههای نوترونی را دیدهایم، و هرگز سیستمی را پیدا نکردهایم که پیشبینی کنیم در آینده به این سرنوشت دچار خواهد شد.
سیستم دوتایی به نام CPD-29 2176 که شامل یک ستاره نوترونی و یک نوع ستاره آبی پرجرم به نام ستاره Be است که در حدود 11400 سال نوری از زمین قرار دارد. ستارههای Be دارای ویژگیهایی در نور خود هستند که نشاندهنده وجود موادی در اطراف آنها به شکل یک دیسک است.
آنها اغلب در سیستمهای دوتایی با ستارههای نوترونی نیز ظاهر میشوند و با عبور ستاره نوترونی از دیسک اطراف ستاره Be، پرتوهای ایکس ساطع میکنند.
هنگامی که یک پرتو درخشان ایکس از این بخش از آسمان مشاهده شد، اخترشناسان نوئل ریچاردسون و کلاریسا پاوائو از دانشگاه هوانوردی Embry-Riddle نگاهی دقیقتر انداختند و در نهایت بخشی از نور را شناسایی کردند توسط ستاره نوترونی منتشر شده بود.
آنها همچنین توانستند مدار دودویی را محاسبه کنند. و اینجاست که همه چیز جالب شد. زیرا آن مدار به طور غیرعادی دایرهای بود، برخلاف مدارهای بیضی شکلتر که معمولاً در چنین دوتاییها دیده میشوند.
پس محققان حدس زدند که ستاره نوترونی در جریان ابرنواختر متولد شد.
معمولاً وقتی یک ستاره عظیم به ابرنواختر تبدیل میشود، مواد بیرونی خود را در یک انفجار تماشایی منفجر میکند، در حالی که هسته باقیمانده به صورت یک ستاره نوترونی در هم فرو میریزد – یک جسم «ابرچگال» تا حدود 2.4 برابر جرم خورشید، که در یک کره 20 کیلومتر فشرده شده.
در این مورد ستاره به قدری تحلیل رفته بود که انفجار حتی انرژی کافی برای تبدیل مدار به شکل معمولی بیضوی که در دوتاییهای مشابه دیده میشود را نداشت.
پس این همه مواد کجا رفت؟ همانطور که ستاره نوترونی به پایان عمر خود رسید، پف کرد و پوشش بیرونی خود را در محدوده گرانشی ستاره Be قرار داد. پس وقتی به ستاره نوترونی تبدیل شد دیگر موادی برای آتشبازی ابرنواختری نداشت.
در نهایت، ستاره Be نیز به عنوان یک ستاره نوترونی به زندگی خود پایان میدهد و در نتیجه یک ستاره نوترونی دوتایی در مدار در حال فروپاشی ایجاد میشود که روزی یک برخورد ستارههای نوترونی ایجاد میکند، این دو با هم ادغام میشوند و یک ستاره نوترونی بزرگتر یا یک سیاهچاله ایجاد میکنند.
برای اینکه روزی یک کیلونوا ایجاد شود، ستاره دیگر نیز باید به صورت یک ابرنواختر فوقالعاده منفجر شود تا این دو ستاره نوترونی در نهایت با هم برخورد کرده و با هم ادغام شوند.
با این حال، آن روز خیلی دور است. ستاره Be هنوز حداقل یک میلیون سال دیگر عمر خواهد کرد.
این تحقیق در Nature منتشر شده است.
این نوشتهها را هم بخوانید
