ستاره‌ای در دل یک ستاره دیگر؛ ثبت اولین نمونه از همزیستی کیهانی
ارسال شده توسط: پریسا فولادی 02 خرداد 1404 ساعت 14:28
دانشمندان برای اولین بار موفق به رصد ستاره‌ای در دل ستاره‌ای دیگر شدند؛ این یک کشف بی‌نظیر از همزیستی کیهانی است.
تصور کنید ستاره‌ای نه در کنار، بلکه در دل ستاره‌ای دیگر زندگی کند! این سناریوی شگفت‌انگیز که تا پیش از این تنها در تئوری‌ها جای داشت، اکنون با کشف اخترشناسان به واقعیت پیوسته است. برای اولین بار دانشمندان موفق به رصد یک ستاره نوترونی با چرخش بسیار سریع شده‌اند که در قید گرانش یک ستاره همدم هلیومی گرفتار شده است؛ کشفی که پرده از یک فرآیند نادر به نام «تکامل پوشش مشترک» برمی‌دارد و درک ما از همزیستی کیهانی را دگرگون می‌کند.
رقص دوتایی در اعماق کهکشان
سیستم‌های ستاره‌ای دوتایی، یعنی زوج‌هایی از ستارگان که به دور یکدیگر می‌چرخند در کیهان بسیار رایج هستند. تخمین زده می‌شود که حدود ۸۵ درصد از ستارگان عالم حداقل یک همدم دارند. اما زوجی که به تازگی کشف شده با تمام نمونه‌های پیشین تفاوت دارد.
در این سیستم دوتایی شگفت‌انگیز یک ستاره هلیومی به دور یک «تپ اختر میلی‌ثانیه‌ای» در حال گردش است. تپ اخترها که ستاره‌‌های نوترونی با چگالی بسیار بالا و چرخش سرسام‌آور هستند، پرتوهای منظمی از تشعشعات منتشر می‌کنند. علت این چرخش سریع «ربودن» و جذب مداوم ماده از همین ستاره هلیومی همراهش است.
کشف این پدیده در ماه می ۲۰۲۰ آغاز شد، زمانی که تیمی به رهبری «جین لین هان» با تلسکوپ FAST چین سیگنال‌هایی ضعیف از اعماق کهکشان دریافت کرد. بعدا مشخص شد این سیگنال‌ها مربوط به یک تپ‌اختر هستند. این یافته نمونه‌ای از همزیستی کیهانی است؛ یعنی تعامل شگفت‌انگیز میان اجرام مختلف در فضای بیکران.
پرده‌برداری از یک همدم اسرارآمیز
با ردیابی این تپ اختر به مدت چهار سال و نیم، دانشمندان دریافتند که این ستاره تنها نیست. این تپ اختر بخشی از یک سیستم دوتایی است و هر ۳.۶ ساعت یک بار به دور همدم خود می‌چرخد. اما نکته عجیب اینجا بود که برای یک‌ششم از این مدار تشعشعات تپ اختر توسط همدمش مسدود یا گرفته می‌شد. به گفته هان «این بخش بزرگی از مدار است و تنها یک همدم بزرگ می‌تواند چنین کاری کند.»
معمولا تپ اخترهای میلی‌ثانیه‌ای با یک کوتوله سفید (هسته داغ و چگالی که از ستاره‌ای مانند خورشید پس از پایان سوختش باقی می‌ماند) همراه هستند. اما داده‌ها نشان می‌داد که این همدم چیزی بین یک جرم فشرده و یک ستاره معمولی است.
بیشتر بخوانید
این همدم اسرارآمیز جرمی تقریبا به اندازه خورشید داشت، اما چون فقط در امواج رادیویی قابل رصد بود و در سایر نورها نامرئی می‌ماند، نمی‌توانست یک ستاره معمولی باشد. این شواهد دانشمندان را متقاعد کرد که با ستاره‌ای مواجه‌اند که لایه‌ی هیدروژنی‌اش کاملا زدوده شده و فقط هسته‌ای از هلیوم باقی مانده است.
تولد یک همزیستی کیهانی
این نوع سیستم دوتایی پیش از این هرگز مشاهده نشده بود، اما نظریه‌پردازان مدت‌ها بود که شکل‌گیری چنین زوجی را از طریق فرآیندی به نام تکامل پوشش مشترک (Common Envelope Evolution) پیش‌بینی کرده بودند. این دقیقا همان اتفاقی است که به باور دانشمندان در اینجا رخ داده است.
در حالت عادی میدان گرانشی شدید ستاره نوترونی، مواد را از لایه‌های بیرونی ستاره همدم که منبسط شده به سوی خود می‌کشد و آن را می‌بلعد. این فرآیند که «برافزایش» نام دارد، باعث افزایش سرعت چرخش ستاره نوترونی و تبدیل آن به تپ اختر می‌شود.
اما در تکامل پوشش مشترک ستاره همدم آنقدر بزرگ است که لایه‌های بیرونی آن، ستاره نوترونی را نیز به طور کامل در بر می‌گیرد. این همزیستی کیهانی مانند یک ترمز برای کل سیستم عمل می‌کند.
در داخل این پوشش مشترک اصطکاک باعث می‌شود که تپ اختر و هسته ستاره همدم به صورت مارپیچی به یکدیگر نزدیک شوند و یک سیستم دوتایی بسیار فشرده مانند آنچه اکنون مشاهده شده شکل بگیرد. در نهایت، لایه‌های بیرونی ستاره همدم به بیرون پرتاب می‌شوند و آنچه باقی می‌ماند یک ستاره هلیومی «برهنه» شده است.
کشفی نادر و دریچه‌ای نو
اگرچه این مسیر تکاملی از پیش شناخته شده بود، اما یافتن نمونه‌ای واقعی از آن یک پیشرفت بزرگ محسوب می‌شود. تخمین زده می‌شود که از هر ۱۰۰۰ تپ اختر میلی‌ثانیه‌ای، تنها یکی ممکن است شبیه این مورد باشد. به باور هان و همکارانش احتمالا بیش از دوازده سیستم مشابه دیگر در کهکشان ما وجود دارد که آن‌ها را بسیار نادر می‌کند.
این کشف نه تنها یک نظریه دیرینه را تأیید می‌کند، بلکه نشان می‌دهد که هرچه تپ اخترهای بیشتری پیدا کنیم، شانس ما برای یافتن نمونه‌های نادر از تکامل ستاره‌ای بیشتر می‌شود. این سیستم، نمونه‌ای عالی از این همزیستی کیهانی شگفت‌انگیز و پیچیدگی‌های بی‌پایان عالم هستی است.
