یک همکاری بینالمللی از اخترشناسان موفق به کشف چهار کوتوله سفید جدید در همسایگی منظومه شمسی شده است؛ اجرامی که تاکنون از دید پژوهشگران پنهان مانده بودند. کوتولههای سفید هستههای بسیار چگال ستارگانی هستند که پس از پایان سوخت هستهای خود، بدون وقوع انفجار ابرنواختری به این مرحله رسیدهاند. خورشید نیز در چند میلیارد سال آینده مسیر مشابهی را طی خواهد کرد و در نهایت به یک کوتوله سفید تبدیل میشود.
نکته جالب این است که هر چهار کوتوله سفید تازه کشفشده دارای یک ستاره همدم از نوع کوتوله سرخ هستند؛ ویژگیای که خورشید فاقد آن است. این چهار سامانه همگی منظومههای دوتایی هستند و در فاصله کمتر از ۶۵ سال نوری از زمین قرار دارند. تلسکوپ فضایی هابل توانسته است با دقت بالا، کوتولههای سفید کوچک را از همدمهای بزرگتر و درخشانتر آنها تفکیک کند.
دکتر «مِیری اوبراین» از دانشگاه وارویک و نویسنده اصلی این پژوهش در گفتوگو با IFLScience توضیح داد:
«از آنجا که کوتولههای سفید تقریباً دو برابر داغتر از همدمهای کوتوله سرخ خود هستند، بیشترین درخشندگی آنها در بخش متفاوتی از طیف الکترومغناطیسی دیده میشود. کوتولههای سرخ در نور مرئی، یعنی همان نوری که چشم انسان قادر به دیدن آن است، درخشان هستند، اما کوتولههای سفید در طول موج فرابنفش نور بیشتری از خود منتشر میکنند.»
بهطور معمول، اخترشناسان با رصد در طول موج فرابنفش میتوانند کوتوله سفید را بهراحتی مشاهده کنند، زیرا از همدم خود درخشانتر است. اما در سامانههایی که یک کوتوله سرخ حضور دارد، شرایط پیچیدهتر میشود؛ زیرا این ستارگان نیز در محدوده فرابنفش دچار فورانهای نوری میشوند و سیگنالهایی مشابه حضور یک کوتوله سفید ایجاد میکنند. همین موضوع تشخیص این اجرام را برای دانشمندان دشوار کرده است.
اوبراین در ادامه گفت:
«به همین دلیل نمیتوانستیم تنها به دادههای معمول فرابنفش تکیه کنیم. ما به طیفسنجی بسیار دقیق، یعنی تجزیه نور به طول موجهای مختلف، که توسط تلسکوپ فضایی هابل انجام میشود، نیاز داشتیم تا بتوانیم سیگنال کوتوله سفید را از نور کوتوله سرخ جدا کنیم.»
مطالعه این بقایای ستارهای در واقع نگاهی به آینده خورشید و منظومه شمسی محسوب میشود.
یکی از جالبترین سامانههای کشفشده، سامانه G ۲۰۳-۴۷ است که تنها ۲۵ سال نوری با زمین فاصله دارد و اکنون نهمین کوتوله سفید نزدیک به خورشید به شمار میرود. ویژگی غیرعادی این سامانه آن است که دو ستاره آن در وضعیت «قفل کشندی» قرار ندارند؛ به این معنا که همواره یک سمت خود را به سوی یکدیگر نگه نمیدارند.
در بسیاری از منظومههای دوتایی، نیروی گرانش به مرور زمان باعث ایجاد قفل کشندی میشود؛ مشابه رابطه زمین و ماه. اما در سامانه G ۲۰۳-۴۷، با وجود نیروی گرانشی شدید میان دو جرم، کوتوله سرخ هر بیش از ۱۰۰ روز یک بار به دور محور خود میچرخد، در حالی که کوتوله سفید تنها هر ۱۴.۹ روز یک بار این چرخش را کامل میکند.
به گفته پژوهشگران، نبود قفل کشندی در این سامانه نشان میدهد که احتمالاً این دو ستاره مسیر تکاملی متفاوتی را نسبت به دیگر سامانههای مشابه طی کردهاند.
دانشمندان نهتنها بر اساس نظریه، بلکه از طریق اندازهگیری نوسانهای حرکتی کوتوله سرخ نیز از وجود نیروی گرانشی قوی میان این دو جرم مطمئن شدهاند. گرانش کوتوله سفید باعث ایجاد لرزشهای قابل اندازهگیری در حرکت همدم خود میشود و همین نوسانها سرنخ اصلی کشف این اجرام بوده است.
دکتر اوبراین درباره برنامههای آینده این گروه تحقیقاتی گفت:
«مایلیم با استفاده از دادههای جدید ماهواره گایا که قرار است در پایان سال منتشر شود، نامزدهای بیشتری را شناسایی کنیم. دادههای گایا مشخص خواهد کرد که آیا کوتولههای سرخ نزدیک، نوسانهای مشخص ناشی از حضور یک کوتوله سفید پنهان را نشان میدهند یا خیر.»
او همچنین افزود:
«در حال حاضر تنها تلسکوپی که میتواند با طیفسنجی فرابنفش وجود این اجرام را تأیید کند، تلسکوپ فضایی هابل است و قطعاً قصد داریم نامزدهای بیشتری را با آن بررسی کنیم.»
برآوردهای نظری پیشتر پیشبینی کرده بودند که بین چهار تا پنج سامانه دوتایی متشکل از یک کوتوله سرخ و یک کوتوله سفید در شعاع ۶۵ سال نوری از خورشید وجود داشته باشد. کشف این چهار سامانه جدید کاملاً با این پیشبینیها مطابقت دارد و نشان میدهد حتی در همسایگی کیهانی ما نیز هنوز شگفتیهای کشفنشده فراوانی وجود دارد.
پژوهشگران تأکید میکنند که مطالعه کوتولههای سفید اهمیت ویژهای دارد، زیرا آینده خورشید را به ما نشان میدهد. همانطور که دکتر اوبراین در پایان گفت:
«ستارگانی که ما بررسی کردهایم، کوتولههای سفید هستند؛ ستارگانی مرده که سوخت خود را به پایان رساندهاند. خورشید نیز در چند میلیارد سال آینده به یک کوتوله سفید تبدیل خواهد شد. بنابراین با مطالعه این بقایای ستارهای، در واقع آینده خورشید و منظومه شمسی خودمان را بررسی میکنیم.»
