یک کوتوله سفید عجیب در آستانه تحولی شگفت آور کشف شد - مجله تور مالزی

این زامبی کیهانی، هسته یک ستاره مرده، یا یک کوتوله سفید، تقریبا به اندازه ماه زمین است و با وجود شعاع کم در حدود 4300 کیلومتر، جرمی 1.35 برابر خورشید دارد که نشان از چگالی بسیار زیاد آن است.

این کوتوله سفید با نام ZTF J190132.9+145808.7 در فاصله 130 سال نوری از زمین قرار گرفته و چرخشی بسیار سریع دارد به طوری که هر 6.9 دقیقه یک دور کامل را طی می کند. عجیب تر آنکه میدان مغناطیسی این ستاره تا 1 میلیارد برابر میدان مغناطیسی زمین و 900 برابر قوی تر از میدان مغناطیسی خورشید است.

دانشمندان معتقدند که این ستاره چگال و درخشان در حال کوچک شدن است. فرایندی که می تواند نشان دهنده در آستانه انفجار بودن ستاره یا تبدیل آن به نوع بسیار متفاوتی از بقایای ستاره ای، یعنی ستاره نوترونی باشد.

ایلاریا کایازو (Ilaria Caiazzo) یکی از پژوهشگران نظری دانشگاه فناوری کالیفرنیا و نویسنده اصلی مقاله تازه گفت: این جرم بسیار عجیب توجه ما را جلب کرد زیرا به اندازه کافی برای انفجار به نام یک ابرنواختر پرجرم نیست و بنابراین باید بررسی کنیم که یک کوتوله سفید واقعا چقدر می تواند پرجرم باشد.

کوتوله های سفید زمانی تشکیل می شوند که سوخت همجوشی هسته ای در ستاره هایی با جرم یک دهم تا 8 برابر خورشید، پایان می یابد. در این هنگام ستاره لایه های بیرونی خود را مانند پوسته ای به بیرون می راند و یک هسته فشرده، چگال و داغ سفید بر جای می ماند که با گذشت زمان به آرامی خنک می شود.

طبق یک مطالعه که در سال 2001 در نشریه Publications of the Astronomical Society of the Pacific به چاپ رسیده است، 97 درصد از ستارگان کهکشان راه شیری به کوتوله سفید تبدیل خواهند شد.

از سویی ستارگان نوترونی نوع دیگری از اجساد ستاره ای هستند و هنگامی شکل می گیرند که ستاره های دارای بیش از 8 برابر جرم خورشید با انفجار ابرنواختری به زندگی خود پایان می دهند. این ستاره ها بسیار چگال تر از کوتوله های سفید هستند و میدان های مغناطیسی قدرتمندی دارند که قادر به ایجاد واکنش میان پروتون ها و الکترون ها و تشکیل یک گوی کاملا نوترونی با 10 تا 25 برابر جرم خورشید هستند.

معمولا فرآیندهایی که این دو نوع بقایای ستاره ای را ایجاد می کنند، بسیار مشخص هستند؛ در حالت اول لایه های بیرونی از بین می فرایند و در حالت دوم انفجارهای عظیمی روی می دهد، اما این کوتوله سفید فرق دارد. پژوهشگران فکر می کنند که ممکن است این ستاره که بسیار کوچک شده است، در حال تبدیل به یک ستاره نوترونی باشد هرچند جرم آن با دانسته های قبلی تطابق ندارد و می تواند یک فرایند کاملا تازه از شکل گیری ستاره های نوترونی را آشکار سازد.

کایازو گفت: این کاملا یک حدس است اما کوتوله سفید ممکن است به اندازه کافی پرجرم باشد تا به یک ستاره نوترونی تبدیل شود. این ستاره به اندازه ای چگال است که الکترون ها از طریق پروتون های هسته جذب می شوند و نوترون ها را تشکیل می دهند. تمام این الکترون ها در برابر نیروی گرانش از ستاره بیرون رانده می شوند اما هنگامی که الکترون ها و پروتون ها نوترون ها را تشکیل می دهند، این فشار از بین می رود و در برخی شرایط هسته ستاره در خود فرو می ریزد.

پژوهشگران بر این باورند که جرم زیاد این کوتوله سفید می تواند نتیجه ادغام فرانکشتاین-مانند (کنار هم قرارگیری بقایای چند جرم و تشکیل جرمی عظیم تر) دو کوتوله سفید کوچک تر باشد. احتمالا پس از پایان یافتن یک سیستم ستاره ای دوتایی، متشکل از دو ستاره که پیرامون هم در حال چرخش بوده اند، دو کوتوله سفید به جای مانده است که از طریق گرانش به هم نزدیک شده اند. سپس برخورد این دو جرم باعث ایجاد انفجار عظیم ابرنواختری از نوع یکم-ای (Ia) شده و یک کوتوله سفید بسیار چگال بر جای گذاشته است.

به گفته کایازو، هنوز پرسش های زیادی درباره این شیوه تکامل ستاره ای وجود دارد از جمله اینکه اندازه ادغام کوتوله های سفید در کهکشان چقدر است و آیا این اندازه برای توضیح ابرنواخترهای نوع Ia کافی است؟ یا چگونه یک میدان مغناطیسی در این رویدادهای عظیم ایجاد می شود و چرا چنین تنوعی در شدت میدان مغناطیسی کوتوله های سفید وجود دارد؟ این ها پرسش هایی است که یافتن تعداد بیشتری از از کوتوله های سفید که چنین فرایندی را طی کرده اند، به پاسخ آن ها کمک خواهد کرد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از مقایسه کوتوله سفید مطالعه شده با اندازه قمر زمین

Credit: Caltech

منبع: Live Science