بیش از نیمی از ستارگان کهکشان ما بخشی از یک سامانه دوتایی یا چندستارهای هستند، که نشان میدهد این پدیده در کیهان بسیار رایجتر از آن است که تصور میشود.
ستارگان در سامانههای دوتایی میتوانند از نظر جرم، اندازه و درخشندگی بسیار متفاوت باشند و تعامل میان آنها اغلب مسیر تحولشان را به شکلی چشمگیر تغییر میدهد. در برخی موارد، گرانش یکی از ستارگان میتواند ماده را از همدم خود بیرون بکشد و این فرایند ممکن است به رخدادهای انفجاری مانند نواختر (nova) یا حتی اَبَرنوختر (supernova) بینجامد.
مطالعه سامانههای دوتایی نهتنها به درک بهتر چرخه حیات ستارگان کمک میکند، بلکه بینشهایی مهم درباره رفتار ماده در شرایط بسیار شدید و افراطی به ما میدهد.
اخیراً تیمی از اخترشناسان چینی، تپاختری بسیار نادر را در یک سامانه دوتایی کشف کردهاند که تابشهای دورهای آن هر چند ساعت یکبار توسط ستاره همدمش مسدود میشود. این تیم به رهبری هان جینلین، پژوهشگر رصدخانه ملی اخترشناسی چین، یافتههای خود را در مجله معتبر Science منتشر کردهاند.
خود تپاخترها چندان نادر نیستند – تاکنون حدود ۳۵۰۰ تپاختر تنها در کهکشان ما شناسایی شدهاند. تپاخترها بقایای فوقتراکم ستارگان بزرگی هستند که در پایان عمر خود بهصورت اَبَرنوختر منفجر شدهاند.
این ستارگان پرجرم از قطبهای مغناطیسی خود پرتوهای الکترومغناطیسی ساطع میکنند، و با چرخش آنها، این پرتوها مانند نورفانوسهایی در فضا جاروب میشوند. اگر یکی از این پرتوها از زمین عبور کند، ما آن را بهصورت پالسهای منظم امواج رادیویی، پرتو ایکس یا حتی پرتو گاما دریافت میکنیم.
(ناسا/مرکز چاندرا/رصدخانه اخترفیزیک اسمیتسونین برای پرتو ایکس؛ ناسا/آزمایشگاه پیشرانش جت برای فروسرخ)
این کشف با استفاده از تلسکوپ رادیویی کروی با دهانه پانصد متری (FAST) انجام شد. این تلسکوپ که با نام «چشم آسمان چین» نیز شناخته میشود، بزرگترین تلسکوپ رادیویی تکدیش جهان است.
این تلسکوپ در یک فرورفتگی طبیعی در استان گویژو در چین قرار گرفته و از بیش از ۴۴۰۰ پنل قابل تنظیم ساخته شده که به آن امکان میدهد سیگنالهای بسیار ضعیف رادیویی از اعماق فضا را دریافت کند.
FAST در دی ۱۳۹۹ بهطور رسمی آغاز به کار کرد و از اسفند ۱۴۰۰ به روی پژوهشگران بینالمللی نیز باز شد. از اهداف اصلی علمی آن میتوان به مطالعه تپاخترها، فورانهای رادیویی سریع، هیدروژن خنثی، و جستوجو برای یافتن هوش فرازمینی اشاره کرد.
سامانهای که اخیراً کشف شده و PSR J1928+1815 نام دارد، در فاصله ۴۵۵ سال نوری از زمین قرار دارد و نگاهی نادر به فرایندهای درون سامانههای دوتایی ستارهای در اختیار دانشمندان گذاشته است – بهویژه فرایندی که منجر به شکلگیری ستاره نوترونی یا تپاختر در یک جفت ستارهای میشود.
در این سامانهها، ستاره پرجرمتر زودتر پیر شده و در نهایت به ستاره نوترونی یا سیاهچاله فرو میپاشد. در این میان، ستاره سبکتر مادهاش را به همدم متراکم خود از دست میدهد، و در نتیجه، هر دو ستاره در یک پوشش مشترک از گاز هیدروژن قرار میگیرند.
برای مدت کوتاهی – مانند آنچه در سامانه PSR J1928+1815 دیده میشود – این دو ستاره درون همین پوشش مشترک به دور یکدیگر میچرخند. طی حدود هزار سال، ستاره نوترونی این پوشش گازی را کنار زده و در نهایت ستارهای داغ با سوخت هلیوم در مدار خود باقی میگذارد.
این کشف نظریههای قدیمی در مورد نحوه تبادل جرم در سامانههای دوتایی، کاهش فاصله مداری آنها، و بیرون راندن پوششهای گازی مشترک را تأیید میکند. مطالعه چنین سامانههایی به ما کمک میکند تا تحول ستارگان، رفتار ستارههای نوترونی، و نحوه ادغام آنها برای تولید امواج گرانشی را بهتر درک کنیم.
با تلسکوپهای قدرتمندی مانند FAST، اخترشناسان امیدوارند که بتوانند نمونههای نادر بیشتری از این زوجهای کیهانی را کشف کرده و رازهای بیشتری از جهان هستی را برملا کنند.
