سیگنال رادیویی مرموز از ستاره مرده‌ای که همدمش را می‌بلعد؛ رمزگشایی از یک معمای کیهانی

0
سیگنال رادیویی مرموز از ستاره مرده‌ای که همدمش را می‌بلعد شناسایی شد

سیگنال رادیویی مرموز از ستاره مرده‌ای که همدمش را می‌بلعد شناسایی شد

برای نخستین بار، منشأ یک سیگنال رادیویی مرموز و بلنددوره به یک کوتوله سفید در حال تغذیه از ستاره همدم خود نسبت داده شد. این کشف که با ترکیب داده‌های رادیویی، نوری، فرابنفش و پرتو ایکس انجام شده، می‌تواند به عنوان «سنگ روزتای ستاره‌ای» برای شناسایی سایر سیگنال‌های اسرارآمیز کیهان عمل کند.

معمای سیگنال‌های رادیویی که سال‌ها ذهن اخترشناسان را درگیر کرده بود

تلسکوپ‌های رادیویی روزانه تعداد زیادی سیگنال تکرارشونده از اعماق فضا ثبت می‌کنند. در بیشتر موارد، اخترشناسان می‌توانند منشأ این سیگنال‌ها را با دقت مشخص کنند. بخش عمده این پالس‌های منظم توسط ستاره‌های نوترونی در حال چرخش سریع تولید می‌شوند که مانند فانوس‌های دریایی کیهانی، امواج رادیویی را در فواصل منظم منتشر می‌کنند. با این حال، گروه کوچکی از سیگنال‌ها سال‌ها دانشمندان را سردرگم کرده بودند. این سیگنال‌ها که با نام «سیگنال‌های رادیویی گذرای بلنددوره» (Long-Period Radio Transients) شناخته می‌شوند، نه هر چند ثانیه، بلکه هر چند دقیقه یا حتی هر چند ساعت یک بار تکرار می‌شوند .

سیگنال رادیویی مرموز از ستاره مرده‌ای که همدمش را می‌بلعد شناسایی شد
سیگنال رادیویی مرموز از ستاره مرده‌ای که همدمش را می‌بلعد شناسایی شد

تاکنون تنها حدود دوازده نمونه از این سیگنال‌ها شناسایی شده است . دو فرضیه اصلی برای توضیح آن‌ها مطرح بود: نخست، یک مگنتار یا ستاره نوترونی با میدان مغناطیسی فوق‌العاده قوی که با سرعت بسیار کمتری نسبت به نمونه‌های معمول می‌چرخد؛ و دوم، وجود یک کوتوله سفید در یک سامانه دوتایی فشرده که همراه با ستاره همدم خود با سرعت زیادی به دور یکدیگر می‌گردند .

شناسایی منشأ سیگنال؛ کوتوله سفیدی در آغوشی مرگبار

نقطه عطف این پژوهش از داده‌های پیمایش آسمان توسط تلسکوپ رادیویی ASKAP متعلق به سازمان پژوهشی CSIRO در استرالیا آغاز شد . کووی رز، پژوهشگر دکتری دانشگاه سیدنی و CSIRO، در حین جست‌وجو برای تابش رادیویی ناشی از میدان‌های مغناطیسی پیچیده، متوجه یک سیگنال غیرمعمول شد که با هیچ جرم شناخته‌شده‌ای مطابقت نداشت .

مشاهدات تکمیلی با استفاده از چندین تلسکوپ در سراسر جهان، آن نقطه کوچک را به یک سامانه دوتایی تبدیل کرد. این سامانه که ASKAP J1745−5051 نامگذاری شده، از یک کوتوله سفید – ستاره‌ای فشرده به اندازه زمین اما با جرمی نزدیک به خورشید – و یک کوتوله سرخ با جرمی حدود یک‌دهم جرم خورشید تشکیل شده است . این دو ستاره آن‌قدر به یکدیگر نزدیک هستند که تنها در حدود ۱٫۳ ساعت یک دور کامل به دور هم می‌چرخند .

گرانش بسیار قوی کوتوله سفید، گازهای لایه‌های بیرونی کوتوله سرخ را به سمت خود می‌کشد. این گازها پس از جدا شدن، به صورت مارپیچی به سمت کوتوله سفید حرکت می‌کنند و تا دماهای صدها هزار درجه گرم می‌شوند و پرتو ایکس ساطع می‌کنند. هم‌زمان، برهم‌کنش میان میدان‌های مغناطیسی دو ستاره، پالس‌های رادیویی منظمی تولید می‌کند .

هم‌زمانی پرتو ایکس و امواج رادیویی؛ تأییدی بر فرایند تغذیه

اخترشناسان مشاهده کردند که شدت تابش پرتو ایکس دقیقاً با همان چرخه ۱٫۳ ساعته سیگنال‌های رادیویی افزایش و کاهش می‌یابد، اما نکته جالب این بود که این دو تابش هم‌زمان به اوج نمی‌رسیدند که نشان می‌دهد از نواحی متفاوتی در سامانه تولید می‌شوند . با این حال، داده‌های پرتو ایکس تأیید کرد که این سامانه از نوع «متغیر فاجعه‌بار» (Cataclysmic Variable) است؛ سامانه‌ای که در آن یک کوتوله سفید به طور فعال در حال کشیدن گاز از ستاره همدم خود است .

پیش از این کشف، هیچ سیگنال رادیویی بلنددوره‌ای با چنین شواهد محکمی به فرایند تغذیه یک کوتوله سفید نسبت داده نشده بود . کووی رز، نویسنده اصلی این پژوهش، این سامانه را به «سنگ روزتای ستاره‌ای» تشبیه کرده است؛ کلیدی که می‌تواند به رمزگشایی سایر اعضای این خانواده از سیگنال‌های اسرارآمیز کمک کند .

شباهتی عجیب با مشتری؛ گامی برای رمزگشایی سیگنال‌های دیگر

بررسی دقیق‌تر سیگنال‌های رادیویی، ویژگی غیرمنتظره دیگری را نیز آشکار کرد: روشنایی این سیگنال‌ها به نوارهای باریک و منظم تقسیم می‌شود؛ الگویی که پیش از این تنها در سامانه مشتری و قمر آیو مشاهده شده بود و نشان می‌دهد که امواج رادیویی هنگام عبور از ابرهایی از گاز یونیده، دچار پراکندگی می‌شوند . تا پیش از این پژوهش، چنین ساختاری هرگز در خارج از منظومه شمسی مشاهده نشده بود.

اکنون که ویژگی‌های این سامانه با دقت مشخص شده است، پژوهشگران می‌توانند سایر سیگنال‌های رادیویی بلنددوره را با آن مقایسه کنند و تشخیص دهند کدام‌یک از سامانه‌های شامل کوتوله سفید منشأ می‌گیرند و کدام‌یک احتمالاً توسط ستاره‌های نوترونی چرخان تولید می‌شوند . چنین سامانه‌هایی همچنین آزمایشگاه‌های طبیعی منحصربه‌فردی برای مطالعه میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی و گازهای فوق‌داغ هستند؛ شرایطی که ایجاد آن‌ها در هیچ آزمایشگاهی روی زمین امکان‌پذیر نیست . نتایج این پژوهش در مجله علمی Nature Astronomy منتشر شده است .

مجله اینترنتی یوز

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *