مشاهدات پیشگامانه از انفجار مکرری در فضا به نام نواختر تکرارشونده LMCN 1968-12a نشان میدهد که این رویداد، داغترین نوع از انفجارهای نواختری است که تاکنون ثبت شده است.
این نواختر در ابر ماژلانی بزرگ، یکی از کهکشانهای اقماری نزدیک به راه شیری، واقع شده است و نخستین نواختر تکرارشوندهای است که خارج از کهکشان ما با نور فروسرخ مورد بررسی قرار گرفته است.
به گفته پژوهشگران در مقالهای که در نشریهی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده، این نواختر نهتنها دمایی بسیار بالا دارد، بلکه با فورانی بسیار خشن و ویژگیهای شیمیایی منحصربهفردی همراه بوده که با آنچه در نواخترهای کهکشان ما دیده شده، تفاوت قابل توجهی دارد.
دیدار با ستارههای مرده
وقتی یک کوتوله سفید — یعنی هسته باقیمانده از یک ستاره فروپاشیده — در مدار نزدیک به ستارهای دیگر قرار داشته باشد، میتواند مادهی آن ستاره را بهسمت خود بکشد و این فرایند میتواند به رویدادهای بسیار چشمگیر در نجوم منجر شود. یکی از این رویدادها نواختر (Nova) نام دارد، واژهای که در لاتین بهمعنای «جدید» است.
در این رویداد، درخشش ناگهانی در آسمان دیده میشود، چنانکه گویی ستارهای تازه پدید آمده، و این پدیده برای چند هفته یا چند ماه ادامه دارد تا اینکه کمفروغ میشود. برخلاف ابرنواختر (Supernova)، که ستاره بهطور کامل نابود میشود، در نواختر، ستارگان اصلی پابرجا میمانند.
در چنین سامانهی دوتایی، کوتوله سفید گاز را از ستارهی همدم جوانتر خود میرباید و این گاز بهصورت دیسکی به دور کوتوله سفید جمع میشود. با انباشته شدن این ماده، فشار و دما آنقدر افزایش مییابد که سوزش شدید هیدروژن و تبدیل آن به عناصر سنگینتر آغاز میشود — واکنشی که «فرار گرماهستهای» نام دارد.
این واکنش انفجاری شدید به همراه دارد که مقدار زیادی ماده را از سطح کوتوله سفید به بیرون پرتاب میکند — و این همان چیزی است که ما آن را نواختر مینامیم.
وقتی این فرایند بهطور دورهای تکرار شود، یعنی کوتوله سفید بهطور مداوم از همدم خود ماده میرباید و هر چند سال یکبار فورانهایی مشابه رخ میدهد، این پدیده را «نواختر تکرارشونده» مینامند.
در کهکشان راه شیری نواخترهای تکرارشونده زیادی مشاهده نشدهاند، و در بیرون از آن حتی کمتر. بررسی این نواخترها به اخترشناسان کمک میکند تا دینامیک سامانههای دوتایی و تأثیر شرایط محیطی بر این انفجارها را بهتر درک کنند.
LMCN 1968-12a نخستین نواختر تکرارشوندهای است که خارج از کهکشان ما کشف شده است. این سامانه، که در سال ۱۳۴۷ شناسایی شد، از یک کوتوله سفید و یک ستاره زیرغول قرمز تشکیل شده و هر چهار سال یکبار فوران میکند. از سال ۱۳۶۹ بهطور منظم این فورانها رصد شدهاند.
آخرین فوران در شهریور ۱۴۰۳ رخ داد. پس از مشاهده اولیه، تلسکوپهای Magellan Baade و Gemini South (هر دو در شیلی) به ترتیب ۹ و ۲۲ روز پس از فوران، مشاهداتی در نور فروسرخ از این سامانه انجام دادند. این مشاهدات نور منتشرشده از عناصر مختلفی را که در اثر انفجار بهشدت برانگیخته شده بودند، ثبت کردند.
خواندن خطوط ناپیدا: درک عمیقتر از زندگی
طیفسنجی تلسکوپ Magellan نشان داد که تابش سیلیکون یونیدهشده در این انفجار، ۹۵ برابر مجموع نوری است که خورشید در تمام طولموجهای خود ساطع میکند. تلسکوپ Gemini نیز حضور غالب سیلیکون را تأیید کرد، اگرچه شدت آن کمتر بود.
دکتر تام گبال، یکی از نویسندگان مقاله و اخترشناس بازنشسته از NOIRLab، گفت که درخشش سیلیکون غیرمنتظره بود و آنچه غافلگیرکنندهتر بود، نبودن امضای عناصر دیگری مثل گوگرد، فسفر، کلسیم و آلومینیوم بود.
سامنر استارفیلد، اخترفیزیکدان برجسته از دانشگاه ایالتی آریزونا، افزود:
«این نبودِ غیرمنتظره، در کنار حضور قوی سیلیکون، نشاندهنده دمای بسیار بالای گاز بود، که مدلسازی ما نیز آن را تأیید کرد.»
براساس برآورد تیم، این نواختر یکی از داغترینهای ثبتشده است، با دمای گازهای پرتابی تا ۵.۴ میلیون درجه فارنهایت (معادل ۳ میلیون درجه سانتیگراد). این انفجار بسیار شدید، با چنین دمایی، نشان از شرایط ویژهای دارد که این نواختر را احاطه کرده است.
ابر ماژلانی بزرگ میزان فلزینگی (وجود عناصر سنگینتر از هیدروژن و هلیوم) کمتری نسبت به کهکشان ما دارد. این کمبود باعث میشود مقدار بیشتری ماده روی سطح کوتوله سفید انباشته شود پیش از آنکه انفجار آغاز شود، و همین موضوع به انفجارهای شدیدتر منجر میشود.
در مقابل، در سامانههای با فلزینگی بالا، عناصر سنگین در روند انفجار اثرگذارند. همچنین، گاز پرتابی با جو ستاره همدم برخورد میکند و شوکی پدید میآورد که دما را بیشتر افزایش میدهد.
استارفیلد پیشبینی کرده بود که ماده با فلزینگی پایین باعث نواخترهای شدیدتری میشود — و اکنون مشاهدات این پیشبینی را تأیید کردهاند.
نویسندگان این پژوهش تأکید کردند که استفاده از تلسکوپهای بزرگی مانند Gemini South برای بررسی کهکشانهای دیگر، به فهم ما از این فرایندها در محیطهای شیمیایی گوناگون کمک شایانی خواهد کرد.
این مقاله نخستین بار در تاریخ ۳ فروردین ۱۴۰۴ منتشر شده است.
